Brevet FR2001980A1 — publié le 19691003

037S0 2001980 la présente invention se rapporte à. dos perfectionnements pour la ^production de fils . volrunineiix, en particulier, de fils dans lesquels le volume est produit par la procédé de crêpage par fausse torsion. 5 le fait do donner du volume à. toi fil par crêpage par fausse torsion est maintenant un rrrocédé bien établi, qui est particulièrement intéressant pour les fils à filaments multiples ilç polyamide et de polyester, du fait do la facilité avec laquelle; ces matières peuvent être amenées a "un état de défoma-10 tion voulu. Les circonstances sont telles que dans de nombreux cas les fabricants de fils réalisent des fils d'alimentation bruts destinés à être utilisés dans les divers procédés de crêpage par fausse torsion. Par exemple, dans certains cas, 15 il est avantageux d'utiliser comme natière de départ d'alimentation un fil qui n'a pas été conplètement étiré suivant les conditions qui sont normales pour un fil de ce type. A l'autre extrémité d'un processus do crêpagc par faussa torsion, le fil crêpé subit souvent encore d'autres traitements 20 afin ûe modifier ses caractéristiques dt? voluse. et d'allongement pour 1.'adapter à l1 étoffe ou aux autres exigences d'utilisation auquel il est destiné. De ce fait, des post-traitements sont effectués, soit d1 une' manière continue sur le fil crêpé pendant qu'il se dé— 25 place vers le dispositif d'enroulage de la machine à crêper, ou "bien de lots après que le fil a été bobiné ou mis en éclievc-au. Eien qu'on ait proposé auparavant de combiner l'opération effectuée par le. fabricant consistent à étirer les fils d'ali-50 mentation bruts, c'est-à-diro a continuer à orienter*les molécules du filament, et l'opération de traitement de crêpage ' pai' fausse torsion, les circonstances qui ont fait que la profession est fragmentée ont empêche de réaliser un tel procédé eorebiné en pratique. jej On a trouvé maintenant qu'on obtient des avantages considérables dans le procédé et dans le produit lorsque le post-traitement particulier, qui comporte wiê suralimentation PAO 69 03750 2 2001980 réglée du fil crêpé sur la "bobine réceptrice de la machine à crêper par fausse torsion, reçoit un fil d'alimentation brut en un polymère synthétique à un état où il peut être étiré» et lorsque les conditions du crêpage par fausse torsion sont telles 5 qu'elles permettent d'étirer le fil. L'avantage principal, en particulier pour les fils de polyester, réside dans l'uniformité de la teinture, en comparaison avec un fil semblable produit à partir d'un fil étiré auparavant. Il est possible, bien que la Demanderesse ne tienne 10 pas à être liée par cette théorie, que cette amélioration est due à la vitesse plus faible à laquelle s'effectue l'étirage lors d'un crêpage par fausse torsion, et de la durée accrue qui en résulte pour chauffer le fil, en comparaison avec des procédés ordinaires d'étirage. 15 Dus avantages auxiliaires résident dans l'accroissement de volume d'un fil d'alimentation brut pouvant être étiré donné et dans- la possibilité de produire une diversité d'effets de volumes différents en partant d'un fil d'alimentation brut commun par le procédé simple consistant à modifier le rapport d'éti-20 rage appliqué entre les rouleaux d'alimentation et les rouleaux d'étirage (rouleaux récepteurs) de la machine à crêper par fausse torsion. En conséquence, la présente invention se rapporte à un conféré procédé servant à produire un fil polymère synthétique auquel on a/ 25 du volume par crêpags par fausse torsion et par une contraction longitudinale réglée ultérieure du fil crêpé avant de l'enrouler et de le chauffer à cet état de contraction longitudinale réglée suivant lequel le fil d'alimentation brut se trouveà un état où il peut être étiré est avancé par l'intermédiaire 30 de rouleaux d'alimentation vers un moyen de fausse torsion et est retiré par des rouleaux récepteurs, de telle sorte que le fil est étiré à l'endroit d'un col' disposé à l'extrémité amont d'un appareil de chauffage à l'aide duquel la torsion est établie à l'intérieur de la zone d'étirage et de fausse 35 torsion, le rouleau récepteur de cette zone étant mis en rotation à une vitesse périphérique plus élevée que celle des rouleaux d'alimentation de cette zone, suivant une valeur équivalant au rapport d'étirage voulu. 69 037S0 3 2001986 De ce fait, l'étirage s'effectua dans et-sur l'appareil de chauffage, p$r exemple à l'intérieur des quelques premiers centimètres de contact avec un dispositif de chauffage du type à conduction, le fil étant étiré à un col visible à ce point, 5 le col étant disposé de cette manière du fait du chauffage du fil pouvant être étiré. Dans ces circonstances, l'étirage s'effectue d'une manière très uniforme et très complète, normalement à des rapports d'étirage plus faibles qu§les lrapports standard pour le fil 10 en question. Aucune broche de frottement n'a besoin d'être utilisée» Normalement, les rouleaux d'alimentation ne sont pas chauffés, mais dans certains cas, suivant les caractéristiques finales du fil qui sont recherchées, on peut les chauffer. 15 le procédé de stabilisation peut être un procédé consis tant à chauffer le fil en mouvement pendant qu'il se déplace vers le dispositif de bobinage, ou bien un procédé comportant un traitement thermique de la bobine une fois enroulée, par exemple à la vapeur d'eau, suivi par une teinture ou combiné 20 avec celle-ci, ou bien un procédé comportant une combinaison des deux procédés de chauffage décrits plus haut. Le fil brut d'alimentation peut être fourni à un état où il peut être étiré soit directement depuis une alimentation continue de celui-ci, par exemple une machine de filage à l'état 25 fondu, ou bien sous la forme d'une bobine bobinée de fil étira-ble, qui est montée sur un support de bobine à, la place de la bobine classique de ce qu'on appelle fil "brut", ou fil d'un, producteur, c'est-à-dire un fil à l'état étiré, mais sans aucun autre traitement suivant autre que, facultativement, une petite 30 torsion ou un ecmèlinent pour qus le fil soit cohérent. La température à laquelle le dispositif de chauffage est chauffé dépend de la nature du fiJL polymère, et du taux de production du procédé ; mais en général, on peut-dire que des températures ' plus faibles sont nécessaires pour une production donnée et 35 pour un degré donné de volume à atteindre, que dans le cas d'un procédé semblable utilisant un fil étiré comme fil d'alimentation brut, à condition d'utiliser un rapport d'étirage plus f«Cible. BAD ORIGINA! 69 037S0 4 2001980 De préférence, le fil étire peut se contracter d'au moins 10 °/o entre les rouleaux: récepteurs et le moyen d'enroulement. La présente invention a été utilisée principalement de nos jours pour produire des fils "" vôlumineux en 5 polyru- ~ers linéaires synthétiques, tel;? que du tétéphtalate de pelyéthylène, principalement du fait de l'importance commerciale de l'utilisation de ce fil polymère dans des fils du type en question. Cependant, il peut être utile pour produire dos volvxiir.:ux d'mitres matieres polymères, telles que par 10 exemple des polyamides linéaires synthétiques, par exemple en "Fylon" 6 et en "Kylon" 66. On va décrire maintenant la présente invention en se reportant à certains exemples de procédés utilisent un fil à filaments multiples pouvant être étirés en téréphtalate de poly-15 éthylone, précontant un denier total une fois filé do 540 et comportant 30 filaments. 3jX£EPL"£i I Le fil é-cirable v été étiré et crêpé par fausse torsion sur une machinv. calculée pour introduira 22 tours par centimètr e 2C d'une torsion es. "S" par une tôt:- de fausse torsion tournant à 300 000 tour."- par minute et comportant un dispositif do chauffage convexe par contar»-c, d'une longueur de picti de 0,60 m. L'étirage es.: effectue à un col au déport (c'est-à-dire à l'extrémité rmont) de 1'appareil d« chauffage, le rapport 25 d'ét„rase -yant été réglé en fixant 1-. rapport des vitesses des roule?":: d'alimentation ôt d'étirage (rouleaux récepteurs) de la machine. Le fil crêpé a é^é avancé d'une manière positive jusqu'à un dispositif i'enroulago à bobines croisées, dont le guide du mouvement de va-et-vient a été réglé à une fréquence 3C de mouvements do va-et-vient selle ose, pendant l'enroulement, on a conservé un rapport d * enroulement constant -c-n enroulant une bobine de fil lâcha . La vise,? se linéaire du fil aux rouleau:: d'étira£6 était de 69 ni par cinute, et l'enroulement z ' effectua-i" à une vitesse de 48, 5 tn/mir .use, ce qui correspond 35 à use surs liment ss-ion mécanique (c'est-à-dire la suralimentation réglée sur la machins*, par exemple entre le rouleau d'étirage et la bobine d'enroulement) de 15 ¥>. Dans ces conditions, l'importance de la contraction linéaire du fil crêpé a été de bad original" 69 037S0 5 2001980 11 io. La bobine de fil a été soumise à la vapeur d'eau à une pression de 1,75 -bars pendant 20 minutes, et ensuite ce fil a été bobiné, avec application d'une huile, et ensuite tricoté sous la forme de panneaux à deux plis entièrement diminués 5 calibre 24, pour être comparé avec des fils, "témoins" qui avaient été traités d'une manière industrielle' en utilisant comme fil d'alimentation brut un fil de téréphtalate de poly-éthylène étiré de 150 deniers et de 30 filaments. On a utilisé diverses températures de chauffage comprises 10 entre 140°C et 200°C au cours d'essais successifs, pour déterminer l'effet de la température du dispositif de chauffage sur l'aspect final de l'étoffe et, de même, deê rapports d'étirage différents compris entre 2,9 et 3,65,(c'est-à-dire le rapport "standard" pour ce fil) ont été essayés. 15 II a été établi que les fils selon la pré s ont invention donnaient à l'étoffe un bouffant plus important que ceux obtenus avec les fils "témoins" et que le bouffant de l'étoffe diminuait lorsqu'on réduisait la température de traitement et qu'on augmentait le rapport d'étirage. In fs.it, pour le rapport 20 d'étirage "standard" de 3,65, on ne peut obtenir un bouffant et un toucher acceptables de l'étoffe quV-une température de 180° du dispositif de chauffâge et, de ce fait,"un rapport d'étirage aussi élevé n'est pas normalement souhaitable, et il n'est pas non plus souhaitable du fait de la filamentation assez excessive 25 qui se produit. On a effectué une comparaison des caractéristiques de teinture des étoffes entre des fils produit_s solon l'invention et des fils produit§&e la manière classique actuellement 30 à partir de fil d'alimentation brut étiré. Les deux jeux de fils provenaient du même lot de'filage. Les conditions de traitement respectives étaient les suivantes : t*AD ORIGINAL 69 03750 2001980 Conditions Procédé selon 11 invention Procédé classique 5 VitefsRe de la "broche Torsion Température du dispositif de chauffage Suralimentation mécanique 10 (réglage) Rapport d'étirage Suralimentation pour la zone de torsion 150 000 tours/min 150 000 tours/min 22 tours/cm 22 tours/cm 185°C 13,5 1o 3,2 ' 193°C 15 % 7° 15 les deux jeux de fils ont été fixés à la vapeur d'eau sur les bobines d'enroulage pendant 20 minutes à une pression de 1,75 bar . Après bobinage, les fils respectifs ont été tricotés suivant des panneaux et des étoffes circulaires (12 dispositifs 20 d'alimentation) qui ont été teints, à 100°C, et dont on a compare ensuite visuellement l'uniformité de la teinture. On £ trouvé en examinant le3 panneaux que le fil selon la présente invention ne présentait aucune variation de teinture à couri/terme due à des variations à l'intérieur de la bobine, 25 qui existaient dans le fil classique ; et encore beaucoup moins de variations entre les différentes bobines. De plus, dans l'examen des étoffes circulaires, on a trouvé que les rayures et les variations à court- terme étaient nettement moindres pour le fil selon l'invention que pour le fil classique. 30 On va décrire maintenant un appareil approprié pour mettre en oeuvre la présente invention. L'appareil est représenté schématiquement sur les dessins annexés et il comprend une machine à crêpage par fausse torsion à alimentation positive comportant un support de bobine d'ali-35 mentation. 1, un roulôau d'alimentation 2 (de faible inertie) et un roul'rEu d'étirage 3, qui tous les deux sont entraînés par un seul moteur à l'aide de chaînes et de pignons par l'intermédiaire d'un variateur Kopp (non représenté).au moyen duquel on peut facilement modifier les vitesses relatives des rouleaux BAD ORIGINAL^ 69 03750 7 200î980 (et rie ce fait,le rapport d'étiragé réglé), une tête de torsion à montage magnétique 4 entraînée à l'aide d'une courroie par un moteur et un va.riateur Kopp (non représenté), capable de fonctionner d''me manière prolongée à uns vitesse de 300 000 5 tours par minute, un di:. positif do 5 par contact à double piste ".a 0,60 m, do- t la t^upér: âur-- cz~ régi?- r un dispoei""if de réglage propor-tio.nncl (no~ représent; ) ox un moyan d ' enroul amené classicue 6 ;l.u ail. L fil traverse la machine on allant depuis ls bas j .icçui'à son aommet. 0 Los deux rouleaux d'alimentation et d'étirage sont pourvus de rouleaux séparateur? 7 (c'est-à-dire de rouleaux alignés très près des rouleaux principaux et destinés à maintenir séparées une cirie de nattea de fil prises ensemble autour des deux rouleaux), et de rouleau:: de pincement 6 montés cir dos bras 5 lest':: (nen reprenantes), eui, ensuite, sont abaissés sur la roulesu d'étirage et sur le rouleau d'alimentation, respecti-, -'■amena sans cet ordre, h la mise en route. Gr. uailise également des moyens de guidage de fil à bras Oc cillants à l'aide desquels la ligne da fil peu" être soit main-0 tenue 3U contact avse la piste de l'appareil de chauffage sur ""C'.ia;: longueur, ou maintenue rapprochée de ec-lle-ci. La raison de ces disposition.*; est le fait qu'il est importe ne aéra3 certaines matières polymères, -elles- que par exemple le téréphtalate de polyéthylène, eue le fil 5 ne vienne ao.s en contact avec 1*appareil *.o chauffage, ( a la pl---i~ ne ".a:,.";pâr : ai-are de traitement) avant que le processus ne soit ccr-raccenant en fonctionnement, c'eat-à-dire avant que l'étirage et la toi.=ion n'aient été effectués. L'autre part, l'étirage ne 1 effectue tas l'une manière correcte, à moins ou: le fil ne C aeit chauffé à '.aie température modérée. aa. t .!iffi?\-.laé o" a mire en évidc"e-a de: a.- laa fila de pelyetai- (à 1: différence, par exemple èes fils de polt:" raids) oui cèdent et es rompent; trop facilement ai ou laa chauff. seus tant ion à l'état étirâtle an-destea de leur température de transition ?. «AD OFUGIN 69 03750 8 2001980 chauffé modérément par son rayonnement ; et permet, dès qu'on observe que l'étirage s'effectue, ce qui se produit presque immédiatement, de transférer la ligne du fil de manière à ce qu.'elle Tienne en contact avec l'appareil de chauffage, dont 5 la première partie (d'une manière avantageuse, la partie inférieure) est à une température plus faible que la partie principale, par suite des pertes de chaleur. On a trouvé que la ligne du fil no doit pas être à moins de 6,4 mm de l'appareil de chauffage pendant 1:. mise en route, sinon il peut encore 10 se produire une fusion du téréphtalate de polyethylène à l'état étirable. De même, si le post-traitement du fil crêpé doit être un traitement continu effectué en diauffant le fil dans des conditions réglées de contraction avant de l'enrouler, dans ce but, 15 l'appareil de chauffage est pourvu de moyens permettant d'empêcher la ligne de fil de venir en contact avec le moyen de chauffage, par exemple un dispositif de chauffage par contact à piste semblable, avant d'avoir produit un fil étiré et crêpé. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite 20 et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. BAD ORIGINAL" 69 03750 9 . ' "Q3C - EZVmDICATIQSS -Procédé pour produire un fil polymère synthétique volumi-nï-tiX/jrêpage par fausse torsion et par une contraction longitudinale réglée ultérieure du fil crêpé avant de l'enrouler et de le chauf-5 fer à cet état de contraction longitudinale réglée, caractérisé en ce. que le fil d ' alimentation brut à un état où il peut être étiré est avancé par l'intermédiaire de rouleaux d'alimentation à un moyen de fausse torsion et est retiré par des rouleaux récepteurs de telle sorte que le fil est étire à un col disposé 10 à l'extrémité amont d'un dispositif de chauffage à l'aide duquel la torsion-est fixée à l'intérieur de la zone d'étirage et de fausse torsion, les rouleaux récepteurs dé cette zone étant mis en rotation à une vitesse périphérique plus élevée que celle des rouleaux d'alimentation de cette zone d'une quantité équivalant 15 au rapport d'étirage voulu, 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en c e que le fil brut d'alimentation pouvant être étiré provient d'une polyamide synthétique. 3) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 20 que le fil brut d'alimentation pouvant être étiré provient d'un polyester synthétique. 4) Procédé suivant la revendication 3* caractérisé en ce que le fil brut d'alimentation pouvant être étiré provient d'un téréphtalate de polyéthylène. 25 5) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le fil de téréphtalate de polyéthylène est étiré suivant un rapport d'étirage de l'ordre de 3,2. 6) Procédé suivant l'une quelconque des- revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étirage s'effectue pendant 30 les premiers centimètres de.contact avec le dispositif de chauffage . 7) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fil j»eut se contracter d'au moins 10 fo entre les rouleaux récepteurs et le moyen d'enroulage. 35 8) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en œ que le fil pendant qu'il est à un é"tat de contraction longitudinale réglée est soumis à un chauffage entre les rouleaux récepteurs et le moyen d'enroulage. 69 03750 . . 10 ."001980 9J Procédé suivant la î-evendication "i, caractérisé en csî ri": lo £il , après avoir été enroule et pendant qu'il se trouve à un état de contraction longitudinale réglée, est soumis à un traitement thermique, 5 10) Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bobine de fil est soumise à un traitement thermique par de la vapeur d'eau. 11) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fil, pendant qu'il se trouve à un étet de contraction 10 longitudinale réglée, est soumis à une combinaison des traitements thermiques suivant les revendications 8 et 9. 12) Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 8 à 11, caractérisé en œ que le ou les traitements thermiques sont suivis par un processus de teinture ou combinés avec ce 15 processus. 13) Pil polymère synthétique volumineux, caractérisé en ce qu'il est produit selon l'une quelconque des revendications précédentes.