FR2821088A1 - Procede de fabrication de fils, fibres et filaments - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de fabrication de fils, fibres et filaments à base de polyamide, ainsi que les fils, fibres et filaments susceptibles d'être obtenus par le procédé. Les fils fibres et filaments sont filés en phase fondue, à partir d'un mélange d'un polyamide linéaire et d'un polymère thermoplastique comprenant des chaînes macromoléculaires polyamide étoiles ou H.
Description
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Procédé de fabrication de fils, fibres et filaments.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de fils, fibres et filaments à base de polyamide, ainsi que les fils, fibres et filaments susceptibles d'être obtenus par le procédé.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de fils, fibres et filaments à base de polyamide, ainsi que les fils, fibres et filaments susceptibles d'être obtenus par le procédé.
Les fils, fibres et filaments à base de polyamide sont réalisés par filage en fondu d'un polyamide, ou d'une composition à base de polyamide. Le filage en fondu consiste à extruder le polyamide ou la composition à travers des filières, et à refroidir en sortie de filières. On fabrique ainsi des articles destinés à être utilisés dans de nombreux domaines. On cite à titre d'exemples les fils multifilamentaires pour l'industrie textile, les fibres destinées à être travaillées en filature, ou pour la fabrication d'articles non tissés, les câbles destinés à être coupés pour former des fibres courtes aptes à être flockées, les monofilaments et multifilament de haute ténacité.
Selon le type d'article fabriqué et selon l'usage, les procédés de fabrication des fils, fibres et filaments peuvent varier considérablement. Les différents procédés influent sur la productivité, la qualité et les propriétés des produits.
On connaît ainsi différentes familles de procédés de fabrication de fils, fibres et filaments. On cite par exemple les procédés de filage haute vitesse POY (Partially Oriented Yarn), FEI (Filage-Etirage Intégré) parfois dénommé aussi FOY (Fully Oriented Yarn), HOY (Higly Oriented Yarn). On cite également les procédés de filage basse vitesse LOY (Low Oriented Yarn), qui comprennent une étape d'étirage, et qui sont souvent utilisés pour la fabrication de fibres. Ces procédés sont bien connus de l'homme du métier. Ils diffèrent les uns des autres par exemple par les vitesses de filage, le mode de refroidissement en sortie de filière, par les éventuels étirages réalisés, par la mise en oeuvre de traitements particuliers : texturations, sur-étirages, entremêlements, torsions, fixations...
Les procédés utilisés, et les paramètres techniques de ces procédés, dépendent pour un large part des propriétés du polyamide utilisé, ou de la composition à base de polyamide utilisée. Ainsi les vitesses, températures et pressions de filage qu'il est possible d'utiliser sont liées à des propriétés du polymère, telles que par exemple la stabilité thermique et la viscosité.
Afin de modifier les propriétés d'un polymère, notamment pour permettre le choix d'un procédé et de paramètres de procédés optimaux, on peut lui adjoindre un additif convenablement choisi. Une méthode pratique consiste à ajouter l'additif dans le polymère fondu ou la composition, avant extrusion à travers les filières.
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Pour la fabrication de fils préorientés à base de polyéthylène téréphtalate, le document US 5962131 décrit l'ajout en phase fondue d'un copolymère non miscible formant des inclusions de petite. taille dans le polymère de base.
Pour la fabrication de fils'préorientés à base de polyamide, le document FR 2677376 décrit l'ajout de particules minérales nanométriques. La présence de ces particules permet d'augmenter les vitesses de filage. Il est toutefois difficile d'obtenir une bonne dispersion des particules, si bien que le taux de casses lors du filage peut être important.
La présente invention a pour objectif de proposer un procédé de fabrication de fils, fibres et filaments à base de polyamide, amélioré par l'utilisation d'un additif. Cet additif est désigné comme le"composé B". L'utilisation de cet additif, miscible au polyamide, ne pose pas les problèmes mentionnés ci-dessus.
A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication de fils, fibres et filaments synthétiques à base de polyamide, comprenant les opérations suivantes : i) Mélanger en phase fondue au moins les composés A et B suivants : * composé A : un polyamide linéaire 'composés B : un polymère thermoplastique ou une composition polymère thermoplastique comprenant : des chaînes macromoléculaires étoiles ou H comprenant un ou plusieurs coeur et au moins trois branches ou trois segments polyamides liés à un coeur
- le cas échéant des chaînes macromoléculaires polyamides linéaires l'indice de fluidité en phase fondue du composé B mesuré selon la norme ISO 1133 à 275 C sous 100 g de charge étant supérieur à 20 g/10 min. ii) filer le mélange en phase fondue
Les avantages liés à l'invention sont multiples et dépendent du procédé précisément mis en oeuvre. Ces avantages peuvent être observés au cours de l'opération de filage, ou au cours d'un opération ultérieure telle que l'étirage, la texturation... Il est en outre possible de filer à plus haute vitesse qu'avec un polyamide ne comprenant pas le composé B, et/ou de diminuer le nombre de casses au filage à vitesse de filage identique ou même supérieure, et/ou d'obtenir des fils dont les propriétés mécaniques sont améliorées, notamment par ajustement des paramètres de procédé, et/ou de fabriquer des fils, fibres et filaments à base de polyamides présentant des propriétés et caractéristiques particulières dont la fabrication s'avèrerait délicate sans le composé B, et/ou abaisser les températures de filage et ainsi limiter la dégradation du polyamide.
- le cas échéant des chaînes macromoléculaires polyamides linéaires l'indice de fluidité en phase fondue du composé B mesuré selon la norme ISO 1133 à 275 C sous 100 g de charge étant supérieur à 20 g/10 min. ii) filer le mélange en phase fondue
Les avantages liés à l'invention sont multiples et dépendent du procédé précisément mis en oeuvre. Ces avantages peuvent être observés au cours de l'opération de filage, ou au cours d'un opération ultérieure telle que l'étirage, la texturation... Il est en outre possible de filer à plus haute vitesse qu'avec un polyamide ne comprenant pas le composé B, et/ou de diminuer le nombre de casses au filage à vitesse de filage identique ou même supérieure, et/ou d'obtenir des fils dont les propriétés mécaniques sont améliorées, notamment par ajustement des paramètres de procédé, et/ou de fabriquer des fils, fibres et filaments à base de polyamides présentant des propriétés et caractéristiques particulières dont la fabrication s'avèrerait délicate sans le composé B, et/ou abaisser les températures de filage et ainsi limiter la dégradation du polyamide.
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On peut regrouper quelques uns de ces avantages sous les notions d'abaissement des contraintes liées au procédé, et d'augmentation de la productivité.
Par"filage"on entend l'opération consistant à extruder la matière sous forme fondue à travers des filières puis à la refroidir entre les filières et au moins un premier point d'entraînement. Par"procédé de fabrication de fils, fibres et filaments", on entend l'ensemble des étapes conduisant à des fils, fibres et filaments. Le procédé comprend notamment l'opération de filage. Il peut comprendre d'autres opérations de mise en oeuvre après l'opération de filage, comme un étirage (en continu ou en reprise), une relaxation, une texturation, une thermofixation, une coupe, une opération d'application d'ensimage...
Le procédé selon l'invention comprend une opération de mélange en phase fondue d'au moins deux composés, un composé A et un composé B. Les deux composés sont thermoplastiques. Le mélange peut être obtenu par tout moyen de mélanger deux composés thermoplastiques, par exemple au moins d'un dispositif d'extrusion, à simple ou double vis et/ou à vis barrière. On peut par exemple ajouter des granulés de composé B au composé A sous forme fondue, ou mélanger des granulés de composé A et de composé B et fondre le mélange de granulés. On peut ajouter d'autres additifs au mélange, tels que des pigments, délustrants, catalyseurs, stabilisants. Il peut par exemple s'agir d'un agent matifiant, par exemple choisi parmi les particules de dioxyde de titane ou de sulfure de zinc.
Le mélange en phase fondue peut être suivi d'une solidification et d'une granulation. Le mélange solide est alors refondu pour l'opération e filage. De manière avantageuse, l'opération de mélange en phase fondue est directement suivie de l'opération de filage, sans solidification et granulation intermédiaire.
Le mélange de composés est filé en phase fondue. Cette opération est réalisée par extrusion à travers des filières, à une température, et à une pression convenablement choisies. On peut utiliser tous les dispositifs de filage connus.
Le composé A est un polyamide linéaire ; ou une composition à base d'un polyamide linéaire. A titre d'exemple de polyamides pouvant être utilisés, on cite les polyamides du type de ceux qui sont obtenus à partir de diacides carboxyliques, et du type de ceux qui sont obtenus à partir des lactames et/ou des amino-acides. On cite en particulier le polyamide 66, les polyamides 6,11, 12, les mélanges et copolymères à base de ces polyamides. Les polyamides linéaires peuvent être utilisés pour le mélange sous forme pure, ou sous forme de composition, avec par exemple un des additifs mentionnés ci-dessus.
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Le composé B est un polymère, ou une composition polymère comprenant des chaînes macromoléculaires étoiles ou H, et le cas échéant des chaînes macromoléculaires linéaires. Les polymères ou compositions polymères comprenant de telles chaînes macromoléculåires étoiles ou H sont par exemple décrits dans les documents FR 2.743. 077, FR 2.779. 730, US 5.959. 069, EP 0.632. 703, EP 0.682. 057 et EP 0.832. 149. Ces composés sont connus pour présenter une fluidité améliorée par rapport à des polyamides linéaires. L'indice de fluidité du composé B utilisé dans le cadre de l'invention, mesuré selon la norme ISO 1133 à 275 C sous une charge de 100 g, est supérieur à 20 g/10 min.
Les chaînes macromoléculaires étoiles ou H sont obtenues par utilisation d'un composé multifonctionnel présentant au moins trois fonctions réactives, toutes les fonctions réactives étant identiques. Ce composé peut être utilisé comme comonomère en présence d'autres monomères dans un procédé de polymérisation. Il peut également être mis en présence d'un polyamide au cours d'une opération d'extrusion.
Les chaînes macromo ! écu ! aires étoiles ou H comportent un coeur et au moins trois branches polyamides. Les branches sont liées au coeur par une liaison covalente, par l'intermédiaire d'un groupement amide ou d'un groupement d'une autre nature. Le coeur est un composé chimique organique ou organométallique, de préférence un composé hydrocarboné comportant éventuellement des hétéroatomes et auquel sont reliées les branches. Les branches sont des chaînes polyamides. Elles peuvent présenter des branchements, c'est notamment le cas pour les structures H. Les chaînes polyamides constituant les branches sont de préférence du type de celles obtenues par polymérisation des lactames ou aminoacides, par exemple de type polyamide 6.
Le composé B comprend éventuellement, outre les chaînes étoiles ou H, des chaînes macromoléculaires polyamides linéaires. Le rapport en poids entre la quantité de chaînes étoiles ou H dans le composé B et la somme des quantités de chaînes étoiles ou H et de chaînes linéaires est compris entre 0,1 et 1 bornes incluses. Il est de préférence compris entre 0,5 et 1.
Selon un premier procédé, le composé B est un polyamide étoile, c'est à dire comprenant des chaînes macromoléculaires étoiles, obtenu par copolymérisation à partir d'un mélange de monomères comprenant : a) un composé multifonctionnel comprenant au moins trois fonctions réactives choisies parmi les amines, les acides carboxyliques, et leurs dérivés, toutes les fonctions réactives étant identiques, b) des monomères de formules générales (Ils) et (laib) suivantes :
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c) éventuellement des monomères de formule générale (III) suivante : Z-R3-Z (III) dans lesquelles : 'Z représente une fonction identique à celle des fonctions réactives du composé multifonctionnel 'R2, R3 identiques ou différents représentent des radicaux hydrocarbonés aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, substitués ou non, comprenant de
2 à 20 atomes de carbone, et pouvant comprendre des hétéroatomes, * Y est un radical amine primaire quand X représente un radical carboxylique, ou Y est un radical carboxylique quand X représente un radial amine primaire
De tels procédés d'obtention sont décrits dans les documents FR2.743. 077 et FR 2.779. 730.
Dans le cas où on utilise un comonomère c), la réaction de polymérisation (polycondensation) est avantageusement effectuée jusqu'à l'atteinte de l'équilibre thermodynamique.
Le mélange de monomères peut comporter d'autres composés, tels que des limitateurs de chaînes, des catalyseurs, des additifs.
Ce procédé conduit à la formation de chaînes macromoléculaires étoiles, et éventuellement de chaînes macromoléculaires linéaires. Le pourcentage PS en nombre de chaînes macromoléculaires étoiles par rapport au nombre total de chaînes est déterminé par les formules suivantes : 'dans le cas où le composé multifonctionnel présente 4 fonctions réactives :
Dans laquelle :
Dans laquelle :
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si les fonctions réactives sont des fonctions amines To représente le nombre de moles de composé multifonctionnel No représente le nombre de moles initiales en monomère de formule (IIa) ou (alb) Ro représente le nombre de moles initiales en monomère de formule (III) 'dans le cas où le composé multifonctionnel présente 3 fonctions réactives :
Dans laquelle :
si les fonctions réactives sont des fonctions acides
si les fonctions réactives sont des fonctions amines To représente le nombre de moles de composé multifonctionnel No représente le nombre de moles initiales en monomère de formule (Ils) ou (alb) Ro représente le nombre de moles initiales en monomère de formule (III)
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Selon un deuxième procédé le composé B est un polyamide H, c'est à dire comprenant des chaînes macromoléculaires H, obtenu par copolymérisation à partir d'un mélange de monomères comprenant : a) 1 à 50 pmol par gramme de matrice d'un composé multifonctionnel comprenant au moins trois fonctions réactives choisies parmi les amines, les acides carboxyliques et leurs dérivés, les fonctions réactives étant identiques, b) des lactames et/ou amino-acides
c) un composé difonctionnel choisi parmi les acides dicarboxyliques ou les diamines, d) un composé monofonctionnel dont la fonction est choisie parmi les amines, les acides carboxyliques et-leurs dérivés, les fonctions de c) et d) étant des amines lorsque les fonctions de a) sont des acides, les fonctions de c) et d) étant des acides lorsque les fonctions de a) sont des amines, le rapport en équivalents entre les groupements fonctionnels de a) et la somme des groupements fonctionnels de c) et d) étant compris entre 1,5 et 0,66, le rapport en équivalents entre les groupements fonctionnels de c) et les groupements fonctionnels de d) étant compris entre 0,17 et 1,5.
c) un composé difonctionnel choisi parmi les acides dicarboxyliques ou les diamines, d) un composé monofonctionnel dont la fonction est choisie parmi les amines, les acides carboxyliques et-leurs dérivés, les fonctions de c) et d) étant des amines lorsque les fonctions de a) sont des acides, les fonctions de c) et d) étant des acides lorsque les fonctions de a) sont des amines, le rapport en équivalents entre les groupements fonctionnels de a) et la somme des groupements fonctionnels de c) et d) étant compris entre 1,5 et 0,66, le rapport en équivalents entre les groupements fonctionnels de c) et les groupements fonctionnels de d) étant compris entre 0,17 et 1,5.
Un tel procédé et de tels polymères sont décrits dans le document US 5959069
Selon un troisième procédé le composé B est obtenu par mélange en fondu, par exemple à l'aide d'un dispositif d'extrusion, d'un polyamide du type de ceux obtenus par polymérisation des lactames et/ou des aminoacides, et d'un composé multifonctionnel comprenant un coeur et au moins trois branches, dont toutes les branches présentent des fonctions terminales identiques, choisies parmi les amines, les acides carboxyliques et leurs dérivés. Le polyamide est par exemple du polyamide 6.
Selon un troisième procédé le composé B est obtenu par mélange en fondu, par exemple à l'aide d'un dispositif d'extrusion, d'un polyamide du type de ceux obtenus par polymérisation des lactames et/ou des aminoacides, et d'un composé multifonctionnel comprenant un coeur et au moins trois branches, dont toutes les branches présentent des fonctions terminales identiques, choisies parmi les amines, les acides carboxyliques et leurs dérivés. Le polyamide est par exemple du polyamide 6.
De tels procédés d'obtention sont décrits dans les documents EP 0.682. 070 et EP 0.672. 703.
Les composés multifonctionnels utilisés peuvent être choisis parmi les composés présentant une structure arborescente ou dendritique. Ils peuvent également être choisis
parmi les composés représentés par la formule (1).
R1+A-Z], ( !)
dans laquelle : * Ri est un radical hydrocarboné comprenant au moins deux atomes de carbone linéaire ou cyclique, aromatique ou aliphatique et pouvant comprendre des hétéroatomes, A est une liaison covalente ou un radical hydrocarboné aliphatique comprenant de 1 à
6 atomes de carbone,
parmi les composés représentés par la formule (1).
R1+A-Z], ( !)
dans laquelle : * Ri est un radical hydrocarboné comprenant au moins deux atomes de carbone linéaire ou cyclique, aromatique ou aliphatique et pouvant comprendre des hétéroatomes, A est une liaison covalente ou un radical hydrocarboné aliphatique comprenant de 1 à
6 atomes de carbone,
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Z représente un radical amine primaire ou un groupement carboxylique, . m est un nombre entier compris entre 3 et 8.
Selon une caractéristique préférée, le radical R1 est soit un radical cycloaliphatique tel que le radical tétravalent de cyclohexanonyle, soit un radical 1, 1, 1-triyle-propane, 1, 2, 3triyle-propane.
Comme autres radicaux R1 convenables pour l'invention on peut citer, à titre d'exemple, les radicaux trivalents de phényle et cyclohexanyle substitués ou non, les radicaux tétravalents de diaminopolyméthylène avec un nombre de groupes méthylène compris avantageusement entre 2 et 12 tels que le radical provenant de l'EDTA (acide éthylène diamino tétracétique), les radicaux octovalents de cyclohexanonyle ou cyclohexadinonyle, et les radicaux provenant de composés issus de la réaction des polyols tels que glycol, pentaérythritol, sorbitol ou mannitol avec l'acrylonitrile.
Le radical A est, de préférence, un radical méthylénique ou polyméthylénique tel que les radicaux éthyle, propyl. ou butyle, ou un radical polyoxyalkylènique tel que le radical polyoxyethylènique.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le nombre m est supérieur à 3 et avantageusement égal à 3 ou 4.
La fonction réactive du composé multifonctionnel représentée par le symbole X-H est une fonction capable de former une fonction amide.
A titre d'exemple de composés polyfonctionnels de formule 1, on peut citer la 2,2, 6, 6-tétra- ( (3-carboxyéthyt) cyctohexanone, te diaminopropane-N, N, N', N' acide tétraacétique de formule suivante :
ou les composés provenant de la réaction du triméthylol propane ou du glycérol avec l'oxyde de propylène et amination des groupes hydroxyles terminaux. Ces derniers composés sont commercialisés sous le nom commercial JEFFAMINES T@ par la société HUNTSMAN, et ont comme formule générale :
ou les composés provenant de la réaction du triméthylol propane ou du glycérol avec l'oxyde de propylène et amination des groupes hydroxyles terminaux. Ces derniers composés sont commercialisés sous le nom commercial JEFFAMINES T@ par la société HUNTSMAN, et ont comme formule générale :
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Dans laquelle : - R1 représente un radical 1, 1, 1-triyle propane, ou 1, 2, 3-triyle propane, - A représente un radical polyoxyéthylénique.
Des exemples de composés multifonctionnels pouvant convenir sont notamment cités dans le document US 5346984, dans le document US 5959069, dans le document WO 9635739, dans le document EP 672703.
On cite plus particulièrement :
Les nitrilotrialkylamines, en particulier la nitrilotriéthylamine, les dialkylènetriamines, en particulier la diéthylènetriamine, les trialkylènetétramines et tétraalkylènepentamines, l'alkylène étant de préférence l'éthylène, la 4-aminoéthyle-1, 8, octanediamine.
Les nitrilotrialkylamines, en particulier la nitrilotriéthylamine, les dialkylènetriamines, en particulier la diéthylènetriamine, les trialkylènetétramines et tétraalkylènepentamines, l'alkylène étant de préférence l'éthylène, la 4-aminoéthyle-1, 8, octanediamine.
On cite aussi les dendrimères de formule (II) (R2 N- (CH2) n) 2-N- (CH2).-N- ( (CH2) n-NR2) 2 (") dans laquelle
R est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NR12 où R'est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NR22 où R2 est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NR32 où R3 est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NH2 n étant un entier compris entre 2 et 6 x étant un entier compris entre 2 et 14. n est de préférence un entier compris entre 3 et 4, en particulier 3, et x est de préférence un entier compris entre 2 et 6, de préférence compris entre 2 et 4, en particulier 2.
R est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NR12 où R'est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NR22 où R2 est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NR32 où R3 est un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NH2 n étant un entier compris entre 2 et 6 x étant un entier compris entre 2 et 14. n est de préférence un entier compris entre 3 et 4, en particulier 3, et x est de préférence un entier compris entre 2 et 6, de préférence compris entre 2 et 4, en particulier 2.
Chaque radical R peut être choisi indépendamment des autres. Le radical R est de préférence un atome d'hydrogène ou un groupement- (CH2) n-NH2.
On cite aussi les composés multifonctionnels présentant 3 à 10 groupements acide carboxylique, de préférence 3 ou 4. Parmi ceux-ci on préfère les composés présentant un cycle aromatique et/ou hétérocyclique, par exemple des radicaux benzyle, naphthyle,
antracényle, biphényle et triphényle, ou les hétérocycles comme les pyridine, bipyridine, pyrrole, indole, furane, thiophène, purine, quinoléïne, phénanthrène, porphyrine, phthalocyanine et naphthalocyanine. On préfère tout particulièrement l'acide 3,5, 3', 5'biphényltétracarboxylique, les acides dérivés de la phthalocyanine et de la naphthalocyanine, t'acide 3, 5,3', 5'-biphényltétracarboxylique, l'acide 1,3, 5,7- naphthalènetétracarboxylique, l'acide 2,4, 6-pyridinetricarboxylique, l'acide 3,5, 3', 5'-
antracényle, biphényle et triphényle, ou les hétérocycles comme les pyridine, bipyridine, pyrrole, indole, furane, thiophène, purine, quinoléïne, phénanthrène, porphyrine, phthalocyanine et naphthalocyanine. On préfère tout particulièrement l'acide 3,5, 3', 5'biphényltétracarboxylique, les acides dérivés de la phthalocyanine et de la naphthalocyanine, t'acide 3, 5,3', 5'-biphényltétracarboxylique, l'acide 1,3, 5,7- naphthalènetétracarboxylique, l'acide 2,4, 6-pyridinetricarboxylique, l'acide 3,5, 3', 5'-
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bipyridyltétracarboxylique, l'acide 3, 5, 3', 5'-benzophenonetétracarboxylique, l'acide 1, 3, 6, 8-acridinetétracarboxylique, plus particulièrement encore l'acide trimésique et l'acide 1, 2, 4, 5-benzènetétracarboxylique.
On cite aussi, les composés multifonctionnels dont le coeur est un hétérocycle présentant un point de symétrie, comme les 1, 3, 5-triazines, 1, 4-diazines, la mélamine, les composés dérivés de la 2, 3, 5, 6-tétraéthylpipérazine, des 1, 4-pipérazines, des tétrathiafulvalènes.
On cite plus particulièrement l'acide 2,4, 6-triaminocaproïque-1,3, 5-triazine (TACT).
La proportion en poids du composé B par rapport au poids de composés A et B dans le mélange est de préférence inférieure à 30%, plus préférablement encore inférieure à 15%. On ne tient pas compte selon cette caractéristique de la présence éventuelle d'autres additifs.
Les fils, fibres et filaments obtenus à partir du mélange des composés A et B comprennent des chaînes macromoléculaires polyamides étoiles ou H, et des chaînes polyamide linéaire. La proportion en poids des chaînes macromoléculaires étoiles ou H par rapport au poids total des chaînes macromoléculaires étoiles ou H et linéaires est de préférence inférieure à 25%, plus préférablement encore inférieure à 15%
Le procédé selon l'invention peut plus particulièrement, dans un premier mode de réalisation, être employé dans le cadre d'un procédé de filage haute vitesse de type POY, HOY, au FEI, pour la fabrication de fils multifilamentaires.
Le procédé selon l'invention peut plus particulièrement, dans un premier mode de réalisation, être employé dans le cadre d'un procédé de filage haute vitesse de type POY, HOY, au FEI, pour la fabrication de fils multifilamentaires.
Le procédé selon l'invention peut, selon un deuxième mode de réalisation, être employé dans le cadre d'une fabrication de fils, fibres et filaments à partir d'un polyamide linéaire de haute masse moléculaire. Ces polyamides sont généralement utilisés pour obtenir des propriétés mécaniques et/ou des propriétés de résistance chimique ou
thermique améliorées, comme la résistance à l'abrasion. Il est en particulier adapté à la fabrication de fibres pour feutres pour machines à papier. L'utilisation du composé B permet de filer à plus basse température et/ou à pression réduite par rapport aux conditions qui seraient nécessaires en l'absence du composé. On peut ainsi soit obtenir des fils qui résistent mieux à l'abrasion car la masse moléculaire du polyamide est plus élevée, soit obtenir des fibres dont les propriétés sont similaires, avec un procédé moins contraignant. A titre de mode de réalisation particulier, le polyamide linéaire est un polyamide 6, dont viscosité relative, mesurée à 25 C à une concentration de 0,01 g/ml dans une solution d'acide sulfurique à 96%, est supérieure à 3,5, de préférence supérieure à 3,8.
thermique améliorées, comme la résistance à l'abrasion. Il est en particulier adapté à la fabrication de fibres pour feutres pour machines à papier. L'utilisation du composé B permet de filer à plus basse température et/ou à pression réduite par rapport aux conditions qui seraient nécessaires en l'absence du composé. On peut ainsi soit obtenir des fils qui résistent mieux à l'abrasion car la masse moléculaire du polyamide est plus élevée, soit obtenir des fibres dont les propriétés sont similaires, avec un procédé moins contraignant. A titre de mode de réalisation particulier, le polyamide linéaire est un polyamide 6, dont viscosité relative, mesurée à 25 C à une concentration de 0,01 g/ml dans une solution d'acide sulfurique à 96%, est supérieure à 3,5, de préférence supérieure à 3,8.
Selon un mode de réalisation particulier, lors de l'opération de mélange des composés A et B, ces derniers sont introduits sous forme séchée, avec de préférence un taux d'humidité inférieure à 0,3 %, et on ajoute un composé susceptible de catalyser la polycondensation du polyamide, de préférence en concentration pondérale comprise
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entre 0, 005% et 5%. Ce composé peut être choisi parmi les composés phosphors, par exemple l'acide phosphorique, le tris (2, 4-di-tert-butyl phenyl) phosphite (commercialisé par la société CIBA sous la référence Irgafos 168, ou en mélange avec le N, N- hexaméthylène bis (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamamide) sous la référence Irganox B 1171). Ce composé peut être ajouté sous forme de poudre ou sous concentrée dans une matrice de polyamide (mélange-maître). Le mélange des différents composés est mis en oeuvre dans un dispositif d'extrusion simple ou double vis.
Pour la fabrication de fibres destinées à être utilisées sous forme non-tissée dans des feutres de machines à papier, le filage est généralement effectué à vitesse modérée, inférieure à 1000 m/min, avec un étirage subséquent.
D'autres détails ou avantages de l'invention apparaîtront plus clairement au vu des exemples donnés ci-dessous, uniquement à titre indicatif.
On utilise les composés suivants : Composé A : polyamide 6 de viscosité relative, mesurée à 25 C à une concentration de 0,01 g/mi dans une solution d'acide sulfurique à 96%, d'environ 3,8, commercialisé par la société BASF sous la référence B4000.
Composé B : polyamide étoile, obtenu par copolymérisation à partir de caprolactame en présence 0,5% en moles de 2, 2, 6,6-tétra (-carboxyéthyl) cyclohexanone, selon un procédé décrit dans le document FR 2743077, comprenant environ 80% de chaines macromoléculaires étoiles et 20% de chaînes macromoléculaires linéaires, d'indice de fluidité en phase fondue mesuré à 275 C sous 100 g de 55 g/10 minute.
Les propriétés d'allongement rupture et de contrainte rupture des fils sont effectuées sur une machine de traction Erichsen placée sous local climatisé à 50% HR et 23 C après conditionnement des fils pendant 72 heures dans ces conditions. La longueur initiale des fils est de 50 mm et la vitesse de traverse est de 50 mm/min.
Exemple 1 On mélange les composés en phase fondue à l'aide d'un dispositif d'extrusion double vis, puis on file le mélange fondu, avec une vitesse au premier point d'appel de 3300 m/min, de manière à obtenir un fil continu multifilamentaire de 55 dtex pour 10 filaments. Les température, pression et marche de filage, ainsi que les propriétés des fils obtenus sont précisées en tableau 1.
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Exemple comparatif 1 On réalise un fil comme dans l'exemple 1, uniquement à partir du composé A. Les température, pression et marche du filage, ainsi que les propriétés des fils obtenus sont précisées en tableau 1.
<tb>
<tb> Exemple <SEP> 1 <SEP> Exemple <SEP> comparatif
<tb> Composé <SEP> A <SEP> 80% <SEP> 100%
<tb> Composé <SEP> B <SEP> 20%
<tb> Température <SEP> de <SEP> fiiage285 C320 C
<tb> Marche <SEP> du <SEP> filage <SEP> Peu <SEP> de <SEP> casses <SEP> Nombres <SEP> de <SEP> casses <SEP> très
<tb> important
<tb> Pression <SEP> dans <SEP> la <SEP> filière <SEP> 150 <SEP> bars. <SEP> 150 <SEP> bars
<tb> Allongement <SEP> rupture <SEP> (%) <SEP> 95 <SEP> 95
<tb> Contrainte <SEP> rupture <SEP> (cN/tex) <SEP> 25 <SEP> 25
<tb>
<tb> Exemple <SEP> 1 <SEP> Exemple <SEP> comparatif
<tb> Composé <SEP> A <SEP> 80% <SEP> 100%
<tb> Composé <SEP> B <SEP> 20%
<tb> Température <SEP> de <SEP> fiiage285 C320 C
<tb> Marche <SEP> du <SEP> filage <SEP> Peu <SEP> de <SEP> casses <SEP> Nombres <SEP> de <SEP> casses <SEP> très
<tb> important
<tb> Pression <SEP> dans <SEP> la <SEP> filière <SEP> 150 <SEP> bars. <SEP> 150 <SEP> bars
<tb> Allongement <SEP> rupture <SEP> (%) <SEP> 95 <SEP> 95
<tb> Contrainte <SEP> rupture <SEP> (cN/tex) <SEP> 25 <SEP> 25
<tb>
Claims (2)
2,4, 6-tri- (acide aminocaproique)-1, 3,5-triazine, la 4-aminoéthyle-1, 8-octanediamine.
8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le composé multifonctionnel est choisi parmi la 2, 2, 6, 6-tétra- (ss-carboxyéthyl)-cyclohexanone, l'acide trimésique, la
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la proportion en poids du composé B dans le mélange par rapport au poids total des composés A et B est inférieure à 30% 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la proportions en poids du composé B dans le mélange par rapport au poids total des composés A et B est inférieure à 15%.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la proportion en poids en chaînes macromoléculaires étoiles ou H du composé B dans le mélange par rapport par rapport au poids total des composés A et B est inférieure à 25 %.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la proportion en poids en chaînes macromoléculaires étoiles ou H du composé B dans le mélange par rapport par rapport au poids total des composés A et B est inférieure à 15%.
<Desc/Clms Page number 16>
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le composé A est un polyamide choisi parmi le polyamide 6, le polyamide 11, le polyamide 12, les mélanges et copolymères à base de ces polyamides.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le composé A est un polyamide 6 de viscosité relative supérieure à 3,5.
15. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que un composés susceptible de catalyser la polycondensation du polyamide est ajouté au mélange, les composés A et B étant sous forme séchée.
16. Fils, fibres et filaments susceptibles d'être obtenus par un procédé selon l'une des revendications précédentes.
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