Brevet FR2010118A1 — publié le 19700213

i. 2010î18 La présente invention est relative au traitement de filaments textiles synthétiques par la chaleur et concerne plus particulièrement le traitement de tels filaments par la chaleur immédiatement avant, pendant ou immédiatement après une opération d'é-5 tirage. L'étirage de filaments synthétiques en vue d'orienter les molécules et d'améliorer certaines caractéristiques de la matière est bien connu. Il est aussi connu d'utiliser des rouleaux ou plaques chauffés pour obtenir les conditions désirées d'étirage de 10 certaines matières, et également de soumettre les matières synthétiques étirées à un traitement par la chaleur après l'opération d'étirage afin de stabiliser la matière et d'empêcher une contraction ultérieure de celle-ci. Lorsque le chauffage est nécessaire pour l'étirage ou traitement ultérieur, on a découvert que la ten-15 dance aux vitesses de traite«ent élevées entraîne une difficulté dans la montée en température de la matière au niveau désiré, et des températures plus élevées et des appareils chauffants de plus grande longueur ont été utilisés pour tenter d'atteindre des vitesses de traitement élevées. 20 L'invention vise à fournir des moyens perfectionnés pour chauffer des matériaux dans des zones d'étirage et ultérieures, sans les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil pour le traitement de filaments textiles synthétiques, caractérisé en ce 25 qu'il comprend une zone d'étirage comportant un premier dispositif d'avance des filaments et un 'jsecforrd- dispositif d'avance des filaments entre lesquels les filaments sont étirés afin d'orienter les molécules de ces filaments en faisant fonctionner le second dispositif d'avance des filaments à une vitesse d'avance supérieu-30 re à celle du premier dispositif d'avance des filaments, l'un ou chacun de ces dispositifs d'avance des filaments comprenant une paire de rouleaux entraînés positivement, autour desquels les filaments passent en formant des boucles, et un dispositif de chauffage prévu entre les rouleaux, avec lequel entrent en contact 35 au moins certaines des boucles de filaments formées autour des rouleaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: - la Pig.l est une vue schématique en élévation latérale 69 18325 2. 2010118 d'un appareil pour le traitement de filaments textiles synthétiques suivant un premier mode d'1 exécution de l'invention; - les Fig. 2 et 3 sont des vues en élévation latérale des rouleaux d'alimentation et d'étirage utilisés dans l'appareil de 5 la Fig.l ; - la Fig.4 est une vue en élévation latérale détaillée de l'appareil de la Fig. 1 ; - la Fig.5 est une vue analogue à la Fig.l d'une variante de l'appareil de cette Fig. 10 Sur la Fig.l, des filaments non étirés 11 sont dirigés sous et enroulés autour de rouleaux d'alimentation rentfaînés' 1*;. et 2,7 la forme de boucles qui entrent en contact avec un dispositif de chauffage du type à sabot 3, dans leur trajet entre les deux rouleaux. Les filaments pré-chauffés sont dirigés sur une plaque 15 chauffante 4 dans une zone d'étirage; l'étirage est assuré grâce à des rouleaux entraînés positivement 5 et 6, autour desquels les filaments sont à nouveau enroulés en boucles et en contact avec un dispositif de chauffage du type à sabot 7. Les rouleaux d'alimentation 1 et 2 sont cylindriques 20 (Fig.2) et les rouleaux d'étirage 5 et 6 peuvent avoir la forme représentée à la Fig.3* la partie 8 étant cylindrique et assurant l'étirage exigé, la partie 9 étant conique pour permettre une contraction ou détente réglée et la partie 10 étant cylindrique et de diamètre inférieur à celui de la partie d'étirage 8 afin de 25 former la partie de sortie du rouleau, d'où le fil est prélevé à une vitesse inférieure à celle à laquelle il est étiré par la partie 8 du rouleau. On voit sur la vue détaillée de la Fig.4 que les rouleaux 1 et 2 sont fixés sur des arbres 12 et 13 tourillonnés dans des 30 paliers d'un élément de châssis 25 et rotatifs autour d'axes situés dans un plan vertical et inclinés comme représenté. Sur les arbres 12 et 13 sont fixées des poulies dentées $ 14 et 15 qui sont entraînées par des courroies de coordination 16 et 17 elles-mêmes entraînées par des poulies dentées 18 et 35 19 fixées sur l'extrémité d'un arbre d'entraînement 20 tourillon-né dans des paliers contenus dans un boîtier 21 porté par un élément de châssis 22. Sur l'autre extrémité de l'arbre d'entraînement 20 est montée une roue dentée 23 qui est entraînée par une courroie (non représentée) ou par une vis sans fin. 40 Le. dispositif de chauffage 3 est monté sur un support 24 69 18325 3. 2,010118 porte par -l'élément de châssis. 25- Comme on le voit sur la Fig. 4, les filaments non- étirés 11" sont dirigés vers et enroulés autour des rouleaux d'alimentation 1 et 2 en- formant une succession de boucles, en abandonnant ces rouleaux à leur extrémité libre pour 5 passer sur le dispositif de chauffage 4 et pour être pris en charge par les rouleaux 5. et ■ 6-montés et, entraînés de la même manière que les rouleaux 1 et 2-. Les rouleaux 5-et 6 représentés comportent des parties progressivement coniques mais, pour certains usages, des rouleaux 10 de forme cylindrique peuvent être* avantageusement utilisés. En variante, les.rouleaux 5. et 6,peuvent comporter des épaulements, et des épaulements c-orrespondants peuvent être prévus dans la surface de contact avec les filaments du-dispositif de chauffage 7, pour permettre un réglage plus efficace de la détente des fi-15 laments 11. En outre, si on le désire, les rouleaux 5 et 6 peuvent avantageusement être placés à une certaine distance du dispositif de chauffage 7 de façon à réduire la quantité de chaleur transférée du dispositif 7 aux rouleaux, et des éléments thermi-quement isolants, peuvent être fixés aux extrémités du dispositif 20 7 au voisinage des rouleaux pour réduire le transfert de chaleur vers les rouleaux, en vue de maintenir les rouleaux aussi froids que possible. Les rouleaux 1 et 2 peuvent être, de manière similaire, plus écartés du dispositif de chauffage 3 que représenté sur le 25 dessin, le transfert de chaleur étant réduit de façon similaire. La Fig.5 représente une variante de rouleaux d'alimentation et d'étirage, dont les éléments correspondant à ceux de la Fig.l sont affectés des mêmes références. Les rouleaux d'alimentation sont, dans ce cas, réglés à un angle d'inclinaison diffé-30 rent de celui des rouleaux d'alimentation de la Fig.l et les filaments sont extraits du dispositif de chauffage 3 et non du rouleau 1. La zone de chauffage-7 entre les rouleaux d'étirage peut être suivie d'une zone de refroidissement. Par exemple, l'agence-35 ment peut être tel que les filaments formant des boucles autour des rouleaux 5 et 6'abandonnent le contact avec le dispositif de chauffage 7.1 Ceci peut être réalisé avec des rouleaux 5 et 6 plus longs que le dispositif comme représenté en traits interrompus 40 sur la Fig.4. Dans une autre variante, une zone de refroidisse 69 18325 4. 2010118 ment est réalisée en prélevant les filaments de la partie 10 des rouleaux d'étirage 5 et; en les.dirigeant vers une autre paire de rouleaux non pourvus de dispositif de chauffage, autour desquels les filaments forment des boucles jusqu'à ce que le refroidisse-5 ment désiré soit obtenu. On donne ci-après quatre exemples de traitement de fils en utilisant un appareil suivant les Fig. 1 à 4; les exemples 1 et 2 concernent le traitement' d'un fil de polyester de denier élevé et les exemples 5 et 4 un fil 6,6 de Nylon de faible de-10 nier. Exemple 1 Un fil de polyester de 192 filaments et. de 1000 deniers est enroulé cinq fois autour des rouleaux d'alimentation cylindriques 1 et 2 et du dispositif de pré-chauffage 3 qui est chauf-15 fé à une température de 110°C. Les filaments pré-chauffés sont dirigés sur une plaque chauffée 4 dont la température est de 220°C, tandis qu'ils sont étirés avec un rapport de 5*21/1 par les rouleaux d'étirage cylindriques 5 et 6 autour desquels le fil passe six fois. Le dispositif chauffant entre les rouleaux 20 d'étirage est à une température de 240°C. Le fil est ensuite envoyé à une vitesse de 152 m/mn à un renvideur à anneau et curseur et enroulé sur la bobine de manière classique. Le fil traité à les propriétés suivantes : Allongement à la rupture, % 19,0 25 Ténacité, en grammes par denier 8,5 Rétrécissement du fil 3,0 L'expression " rétrécissement du fil " désigne le rétrécissement du fil en pourcentage de la longueur initiale de fil. Dans cet exemple, le rétrécissement est réalisé par immersion 30 dans un bain d'huile pendant 20 minutes à 150°G. . Exemple 2 Un fil tel que spécifié à l'exemple 1 est enroulé six fois autour des rouleaux d'alimentation entraînés 1 et 2 et du dispositif de pré-chauffage 3 qui est chauffé à 110°C. Les fila-35 ments pré-chauffés sont dirigés sur une plaque chauffée 4 dont la température est de 220°C, tandis qu'ils sont étirés avec un rapport de 5,71/1 par des rouleaux d'étirage 5 et 6 autour desquels le fil est enroulé six fois. Les rouleaux 5 et 6 sont coniques par suite d'une réduction de 5% du diamètre et sont conformés 40 comme représenté à la.Fig.4. Le dispositif chauffant-entre les 69 18325 5. 2010118 rouleaux d'étirage a une température de 240°C. Le fil est envoyé à une vitesse de 152 ro/mn à vin renvideur à anneau et curseur et enroulé sur la bobine de manière classique. Le fil traité a les propriétés suivantes : 5 Allongement à la rupture, % 11,5 Ténacité, en grammes par denier 9,3 Rétrécissement du fil 2,0 Comme dans l'exemple 1, le rétrécissement du fil dans l'exemple 2 est réalisé par immersion du fil, dans un bain d'hui-10 le pendant 20 minutes à 150°C. Exemple 3 Un fil de Nylon 6,6 de denier 205/3^ est enroulé huit fois autour des rouleaux d'alimentation 1 et 2 et du dispositif de pré-chauffage 3 dont, dans ce traitement, l'élément chauffant 15 est débranché, de sorte qu'il se trouve à la température ambiante de 25°C. Les filaments sont dirigés sur la plaque chauffée 4 dont la température est de 195°C, tandis qu'ils sont étirés avec un rapport de 4,l4/l par les rouleaux d'étirage 5 et 6 de forme cylindrique ( Fig.3). Le fil est ensuite enroulé douze fois autour 20 des rouleaux 5 et 6 et du dispositif de chauffage 7 qui est à 200°C. Le fil est envoyé à une vitesse de 304 m/mn pour être enroulé sur une bobine par un renvideur à anneau et curseur avec ime tension d'enroulement de 20 grammes. Le fil traité a les propriétés suivantes î 25- Allongement à la rupture, % 21,2 Ténacité, en grammes par denier 5*5 Rétrécissement 3,6 Le rétrécissement du fil dans l'exemple 3 est réalisé en laissant le fil se rétrécir pendant une minute dans l'air à 30 150°C. Exemple 4 Un fil 6,6 de Nylon de denier 205/34 est enroulé huit fois autour des rouleaux d'alimentation 1 et 2 et du dispositif de pré-chauffage 3 qui est à la température ambiante de 25°C. 35 Les filaments sont dirigés sur la plaque chauffée 4 qui est à 205°C, tandis qu'ils sont étirés avec un rapport de 4,l4/l par les rouleaux d'étirage 5 et 6 qui sont coniques par suite d'une réduction de 5# de diamètre et ont la forme représentée à la Fig.4. Le fil est ensuite enroulé douze fois autour des rouleaux 69 18325 6. 2010118 5 et 6 et du dispositif de jehauffage 7 qui est à 2iO°C. Le fil est envoyé à une vitesse'de 608 m/mn pour être enroulé sur une bobine par un ensemble anneau curseur à une tension d'enroulement de 20 grammes. 5 Le fil- traité a les propriétés suivantes : Allongement à la rupture, % 21,4 Ténacité, en grammes par denier 5*4 Rétrécissement 4,1 Comme dans l'exemple 3, le rétrécissement du fil dans 10 l'exemple 4 est réalisé en laissant le fil se rétrécir pendant une minute dans l'air à 150°C. 69 18325 7. 2010118 H EVE H E I CATI ON S 1. Appareil pour le traitement de filaments textiles synthétiques, caractérisé en ce qu'il comprend une zeiie d'étirage comportant un premier dispositif d'avance des filaments et un 'jseccmd dispositif d'avance des filaments entre lesquels les 5 filaments sont étirés afin'd'orienter les molécules de ces filaments en faisant fonctionner le second dispositif d'avance des filaments à une vitesse d'avance supérieure à celle du premier dispositif d'avance des filaments, l'un ou chacun de ces dispositifs d'avance des filaments comprenant une paire de rouleaux en-10 traînés positivement, autour desquels les filaments passent en formant des boucles, et un dispositif de chauffage prévu entre les rouleaux, avec lequel entrent en contact au moins certaines des boucles de filaments formées autour des rouleaux. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en 15 ce que le premier dispositif d'avance des filaments comprend une paire de rouleaux d'alimentation entraînés positivement autour desquels les filaments forment des boucles avant leur passage vers le second dispositif d'avance des filaments, et le second dispositif d'avance des filaments comprend une paire de 20 rouleaux d'étirage positivement entraînés autour desquels les filaments forment des boucles après leur passage par le premier dispositif d'avance des filaments. 3. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit un des dispositifs d'avance des filaments de la 25 zone d'étirage est le second dispositif d'avance des filaments, et les rouleaux constituent des rouleaux d'étirage autour desquels les filaments forment des boucles après leur passage par le premier dispositif d'avance des filaments. 4. Appareil suivant la revendication 2 ou 3* caractérisé 30 en ce que les rouleaux d'étirage ont une forme cylindrique. 5. Appareil suivant la revendication 2 ou 3* caractérisé en ce que chacun des rouleaux d'étirage comporte une partie conique pour permettre une contraction ou détente réglée des filaments après leur étirage. 35 6. Appareil suivant la revendication 5* caractérisé en ce que chacun des rouleaux d'étirage comporte une première partie cylindrique d'étirage prolongée par ladite partie conique. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en 69 18325 8. 2010118 ce que la partie conique est prolongée par une partie terminale cylindrique de diamètre inférieur à celui de la partie cylindrique d'étirage pour former la partie de sortie du rouleau, d'où les filaments sont prélevés à une vitesse inférieure à celle à la-5 quelle ils sont étirés par la partie d'étirage du rouleau. 8. Appareil suivant la revendication 2 ou 3j caractérisé en ce que les rouleaux d'étirage comportent des épaulements, et des épaulements correspondants sont prévus sur la surface en contact avec les filaments du dispositif de chauffage associé peur 10 assurer un réglage prédéterminé de la détente des filaments. 9. Appareil suivant l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage associé aux rouleaux d'étirage est tel que les filaments formant des boucles autour des rouleaux d'étirage, pendant leur avance sur ces der- 15 niers, abandonnent le contact avec le dispositif de chauffage pour réaliser une zone dans laquelle ils sont refroidis. 10. Appareil suivant l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les rouleaux d'étirage ont une plus grande longueur que le dispositif de chauffage associé, de sorte que 20 les filaments abandonnent le contact avec ce dispositif pendant une ou plusieurs des boucles finales autour des rouleaux d'étira- ge* 11. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit un des dispositifs d'avance des filaments est le pre- 25 mier dispositif d'avance des filaments et les rouleaux constituent des rouleaux d'alimentation autour desquels les filaments forment des boucles avant de passer au second dispositif d'avance des filaments. 12. Appareil suivant la revendication 2 ou 11, ou l'une 30 des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les rouleaux d'alimentation et le dispositif de chauffage associé sont agencés de façon que les filaments soient étirés à partir de l'un des rouleaux d'alimentation pour passer au second dispositif d'avance des filaments. 35 13. Appareil suivant la revendication 2 ou 11 ou l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les rouleaux d'alimentation et le dispositif de chauffage associé sont agencés de façon que les filaments soient étirés à partir de la surface du dispositif de chauffage pour passer au second dispositif d'a- 40 vance des filaments. 14. Appareil suivant l'une des revendications 1 à 13, 69 18325 9. 2010118 caractérisé en ce que les rouleaux sont disposés par rapport au dispositif de chauffage associé de façon à réduire au minimum le transfert de chaleur de ce dispositif aux rouleaux. 15. Appareil suivant l'une des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que des éléments thermiquement isolants sont fixés aux extrémités du dispositif de chauffage au voisinage des rouleaux de façon à réduire le transfert de chaleur du dispositif de chauffage aux rouleaux. 16. Appareil suivant l'une des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que les filaments passant du premier dispositif d'avance des filaments au second dispositif d'avance des filaments passent en contact avec un dispositif de chauffage. 17- Appareil suivant l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une paire supplémentaire de 15 rouleaux dépourvus de dispositif de chauffage et autour desquels les filaments forment des boucles après avoir quitté les rouleaux d'étirage pour assurer un refroidissement des filaments.