Une nouvelle perspective pour améliorer le dimensionnement des chaînes

2020-11-12 18:04

Au début des années 1800, l'introduction du métier à tisser mécanique promettait le potentiel d'une production de tissu considérablement améliorée. Cependant, le métier à tisser mécanique a également introduit un niveau d'abrasion sur le fil de chaîne qui a empêché ce potentiel de productivité. Le problème de l'abrasion a été rapidement attaqué par l'emprunt de technologies développées par l'industrie des revêtements. Dans les revêtements, la protection de surface était assurée par l'application d'huiles naturelles qui se réticulaient pour former une barrière topique permanente. Le concept a fourni la solution, mais le tissu tissé n'était pas un candidat pour une barrière d'abrasion permanente. L'amidon est rapidement apparu comme un matériau approprié pour fournir une barrière résistante à l'abrasion transitoire pour protéger le fil de chaîne. Cette approche a rapidement conduit au développement des machines nécessaires pour appliquer une barrière à l'abrasion et le concept a été adopté par l'industrie.

Au cours des deux siècles suivants, des améliorations significatives de la technologie des revêtements et des matériaux ont été adoptées pour s'adapter aux changements continus de la composition du fil, de la formation du fil et des technologies de métier à tisser. Les tailles de chaîne sont désormais conçues pour répondre aux exigences de chaque style de tissu au cas par cas. Les fournisseurs et les techniciens de taille de chaîne ont réalisé des performances remarquables en reliant les technologies en constante évolution impliquées dans le passage de la fibre au tissu. Nous sommes maintenant plus sûrs de mesurer les règles générales de viscosité, de pénétration et de niveaux de taille globale pour des performances de tissage optimales. L'optimisation de la formulation d'encollage est maintenant associée aux variables du slasher au tissu écru.

Les progrès dans l'utilisation de barrières de surface polymère / amidon dominent désormais le calibrage des fils filés. La protection contre l'abrasion associée à près de 2 siècles d'expérience a permis d'atteindre ce qui est maintenant considéré comme l'optimum dans la peinture des fils de chaîne. Malheureusement, cette expérience a favorisé une attitude de complaisance à l'égard du potentiel d'amélioration des performances de tissage en utilisant des produits chimiques dans la boîte de taille.

L'utilisation de résines nanométriques (oligomères) a maintenant été évaluée en tant que composants dans des formulations de taille chaîne. Sur une base théorique, et l'approche des revêtements barrières, ces matériaux offrent peu d'optimisme pour les améliorations du tissage. Chimiquement, les résines oligomères ont les propriétés de base des polymères de poids moléculaire plus élevé de la même chimie mais sont beaucoup trop faibles en poids moléculaire pour la formation d'un film viable. L'adhérence et la plastification mineures des formateurs de film barrière classiques sont devenues le principal espoir de cette nouvelle technologie. Les premiers essais avec des oligomères de taille nanométrique dans des formulations de taille conventionnelle ont fourni des résultats prometteurs à la fois en termes d'adhésion et de plastification du revêtement barrière. De plus, l'incorporation de résines oligomères a fourni des différences qui n'étaient pas facilement expliquées.

Réduction des arrêts de chaîne et de remplissage.
La fibre et la taille des hanches à la fois au slasher et aux métiers à tisser ont été considérablement réduites.
Augmentation du métrage de fil dur sur la poutre du métier à tisser.

Ces résultats ne cadraient pas parfaitement dans le concept de barrière du dimensionnement de la chaîne. L'augmentation de la distance sur la poutre du métier indiquait logiquement une prise de taille réduite sur le fil de chaîne. Cependant, l'analyse de plusieurs tailles de fil dur provenant des essais et de la production normale était équivalente. La répétition de ces essais était cohérente avec les résultats initiaux. Les résines oligomères de taille nanométrique fournissaient clairement un mécanisme pour compléter la résistance à l'abrasion du film de revêtement barrière.

Des photos microscopiques (60X) ont été utilisées pour déterminer les différences visuelles entre les fils durs standard et d'essai. Les fils contenant une résine oligomère dans la formulation d'encollage présentent une surface plus lisse avec moins de rupture de fibre dure à partir de la rupture de feuille. De plus, l'examen des photos 60X du fil encollé indique une réduction significative du diamètre de l'âme du fil. Les diamètres de fil calibré présentent une réduction de près de 20% par rapport au fil dur de formulation normale au même ajout.

L'examen des sections transversales de grossissement 1040X du fil avant la boîte de taille fournit une explication de la fonction des résines nanométriques dans le faisceau de fils. Les espaces vides entre les fibres du faisceau ont un diamètre et un volume de l'ordre du micron ou plus. Les fibres des systèmes de filés sont légèrement anioniques, naturelles ou ajoutées, ce qui maintient une force répulsive pour séparer les fibres. Lorsque le fil est mouillé par l'eau, un grand nombre de particules de résine oligomère millimétriques pénètrent et adhèrent aux surfaces des fibres. Les forces répulsives existant entre les fibres sont submergées et la surface de la fibre est modifiée avec des particules de taille nanométrique. Ces petites molécules de résine fournissent une attraction mutuelle similaire et permettent aux fibres d'être rapprochées les unes des autres pour réduire partiellement les espaces vacants à l'intérieur du faisceau. Un compactage immédiat du faisceau de fils se produit lors du mouillage. Un substrat de fil plus petit est maintenant disponible pour accueillir le film barrière. Le nombre de fils reste constant avec un faisceau de plus petit diamètre. Une augmentation de la densité du fil est attribuée à une meilleure cohésion des fibres dans le faisceau.

L'évaluation Statamat et Uster du fil encollé à un ajout équivalent a permis de révéler des différences de propriétés des fils encollés en traction et en allongement. Bien que les propriétés de traction et d'allongement soient affectées, les valeurs bas de gamme sont les plus importantes dans le tissage. Les propriétés bas de gamme sont améliorées et le coefficient de variation réduit pour donner un fil dur plus uniforme. Un avantage particulièrement inhabituel de l'amélioration de la cohésion des fibres a été une amélioration moyenne de la perte d'allongement de près de 30% des témoins de fil de taille conventionnelle.

Des années d'expérience avec des formateurs de film de taille conventionnels ont optimisé la pénétration et l'encapsulation de la barrière de film sur le fil. Les niveaux d'addition et les emplacements des films sont contrôlés par la viscosité des filmogènes de poids moléculaire élevé pour minimiser la pénétration et maintenir la taille du revêtement.

Une résistance à l'abrasion adéquate du revêtement barrière dépend de la surface à protéger. Le fil encollé est un cylindre dont la surface est directement fonction du diamètre du cylindre. Le nouveau fil créé par les résines oligomères de taille nanométrique dans la formulation permet un ajout de taille totale réduite pour éviter le surdimensionnement et la fragilisation du fil dur 1 .

Les effets de la résine oligomère sur le fil sont particulièrement importants pour augmenter la traction et l'allongement bas de gamme et la réduction du coefficient de variation. Cet effet produit un substrat de fil plus uniforme pour les étapes suivantes du processus de tissage. Les effets sur le fil sans taille de chaîne ont été déterminés par l'addition d'une petite quantité de produit oligomère au rinçage final dans une procédure de teinture fictive classique 2 .

Le dimensionnement du tissu écru est réalisé en utilisant des procédures conventionnelles à des niveaux de pH légèrement supérieurs à 7.

Avantages démontrés de la résine oligomère dans le fil de chaîne à ce jour: