Brevet FR2010768A1 — publié le 19700220

La présente invention concerne un procédé et un appareil de traitement du fil, plus particulièrement pour la production d'un fil thermoplastique texturé ou d'un fil texturé comportant un constituant thermoplastique. Avec les procédés et appareils habituels de texturation du fil, le fil est comprimé longitudinalement contre une masse de fil texturé préalablement formée et il est stabilisé dans cet état de compression. La compression du fil est effectuée dans une botte frisante et la masse comprimée forme un tampon-qui passe ou qui est conduit dans une zone de fixage thermique dans laquelle il est maintenu dans la configuration de tampon pendant qu'il est stabilisé thermiquement. Ensuite, le fil est habituellement enroulé sur une bobine réceptrice à partir de la partie avant du tampon. Etant donné que le fil se trouve toujours à une température élevée au moment où il commence à être soumis à une tension, c'est-à-dire lorsqu'il est retiré du tampon pour former la bobine, cette tension a tendance à éliminer les ondulations de texturation qui avaient été conférées au fil.On a donc considéré qu'il était désirable de maintenir le fil dans la configuration de tampon pendant une période de temps prolongée de façon à permettre au fil de se refroidir suffisamment pour pouvoir résister à la tension à laquelle il est soumis lorsqu'il est retiré du tampon. Cela est particulièrement désirable dans le cas d'un fil de polypropylène afin que le fil con serve un degré maximal de texturation. De plus, afin que le fil soit ondulé régulièrement sur toute sa longueur, il importe que, tout au cours du processus de texturation et de lropération de fixage, la contre-pression exercée par la masse existante de fil texturé sur le fil encore à ltétat non fixé ne soit pas sujette à variation. Plus est grande la surface de contact frictionnel entre la masse du fil comprimé et les organes de l'appareil dans lesquels il est enfermé, plus les risques sont grands de variations de la contre-pression exercée. Un but de l'invention est de fournir un procédé et un appareil de traitement du fil à l'état de tampon de fil texturé. Alors que le traitement prévu en premier lieu est un traitement de refroidissement du tampon de fil texturé, on se rend compte que le fil sous forme de tampon peut entre soumis à d'autres traitements faisant intervenir un contact entre le fil et le milieu de traitement, par exemple avec des liquides de traitement tels que des colorants ou des lubrifiants. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé et un appareil de traitement de fil texturé alors que celui-ci présente la configuration d'un tampon ou d'une masse de fil texturé, de fa çon à permettre à ce fil de se refroidir avant qu'unie tension lui soit appliquée, par exemple dans l'envidage de fil à partir du tampon pour former une bobine, Selon un aspect de l'invention, on apporte un procédé de traitement d'un tampon de fil texturé, consistant à maintenir le fil dans sa configuration de tampon alors qu'il est mis en contact avec un milieu de traitement. Selon une caractéristique de l'invention, un procédé dé traitement d'un tampon de fil texturé est apporté, par lequel le fil est maintenu dans la configuration de tampon alors qu'on le laisse se refroidir en contact avec un gaz réfrigérant. Ce gaz réfrigérant peut entre constitué par l'air ambiant. Selon un autre aspect de l'invention, un appareil de traitement du fil est apporté, qui comporte un système définissant un chemin de passage allongé à travers lequel le fil peut passer, système qui comporte un certain nombre de surfaces qui s'étendent le long du chemin de passage et coopèrent mutuellement en mer le fil dans ce chemin de passage, ces surfaces étant séparées les unes des autres de façon à former des espaces libres où le fil qui se trouve dans le chemin de passage peut tre exposé à~l'aetion du milieu de traitement. le chemin de passage peut être défini par trois ailettes, ou plus, espacées qui s'étendent radialement et longitudinalement par rapport au chemin de passage et dont les surfaces des bords intérieurs de disposition radiale constituent les surfaces qui enferment le fil dans le chemin de passage. Ces surfaces, telles que les surfaces des bords intérieurs des ailettes à disposition radiale, qui enferment le fil dans le chemin de passage, peuvent être disposées approximativement selon les angles d1un polygone régulier, par exemple de façon d reposer substan- tiellement sur la circonférence d'un cercle autour duquel elles sont espacées. Ces surfaces peuvent être incurvées d'urne façon convexe dans une direction transversale par rapport au sens longitudinal du chemin de passage et elles sont rendues lisses dè façon à ne presenr ter qu'une faible résistance frictionnelle au tampon de fil lorsqu'il suit le chemin de passage. Ces surfaces peuvent être limitées aux trois quarts environ de la région périphérique du chemin de passage, mais, de préférence, au maximum aux deux tiers, environ, de cette région. Be chemin. de passage peut présenter une section transversale de surface substantiellement constante sur toute sa longueur, ou bien la surface de cette section peut varier sur la longueur du chemin de passage, par exemple elle peut augmenter graduellement en allant vers une extrémité du chemin de passage. Le dispositif définissant le chemin de passage est constitué, de préférence, par un matériau présentant une conductibilité thermique élevée, tel qu'un métal, comme, par exemple, l'aluminium. Cet appareil peut faire partie d'une installation de texturation du fil dans laquelle le fil reçoit une configuration ondulée par l'effet de sa compression longitudinale sous la forme d'un tampon, par exemple dans une boite frisante, et il est fixé, alors qu'il est chaud, sous forme de tampon. Afin que la tension à laquelle le fil peut être soumis, par exemple au cours d'une opération subséquente de bobinage, ne détruise pas l'effet d'ondulation, le tampon de fil texturé peut être introduit et conduit dans le chemin -de passage de :1' appareil de traitement, où on le laisse se refroidit et le fil refroidi peut ensuite tre bobiné à partir de l'extrémité avant du tampon. L'appareil de traitement du fil peut tre équipé avec un dispo sitif d'exploration de la position de l'extrémité avant d'un tampon de fil progressant dans le chemin de passage utilisé et ce dispositif d'exploration peut être conçu de façon à contrôler la vitesse à laquelle le fil est retiré à partir de l'extrémité avant du tampon, par exemple pour Outre envidé sur une bobine. Le dispositif d'explo ration peut entre du type photo-électrique et il peut être conçu de façon à maintenir l'extrémité avant du tampon de fil dans une ré gion du chemin de passage comportant des limites prédéterminées dans le sens longitudinal du chemin de passage. Une forme d'exécution de l'invention, à laquelle la préférence semble devoir être donnée, va maintenant titre décrite, à simple ti tre d,exemple, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels Pîg. 1 est une vue partielle schématique en élévation de l'ap- pareil de texturation pour la mise en oeuvre de l'invention; Pig. 2 est une vue en élévation, à plus grande échelle, de l'appareil de la fig. 1; Pig. 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la fig. 2; et Fig. 4 est une vue en élévation-avec coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 1. En se référant à la fig. 1, on voit que le fil non étiré, qui peut entre un fil synthétique continu constitué par des filaments en nylon, polyester ou polypropylène, est alimenté à partir d'une bobine 10 autour d'un cylindre d'alimentation 12 et d'une poulie de tension associée à une paire de-cylindrès d'étirage 14, comportant deux godets 16, 18 chauffés électriquement, chacun-avec respectivement un galet dgespacement 20, 22. Ces godets sont entraînés en rotation par un système de commande (non représenté) de façon que la rotation du godet 18 soit plus rapide que celle du godet 16, ce qui fait qu'entre les godets le fil est chauffé et qu'il est étiré d'une quantité qui est fonction du rapport des vitesses des godets, et qui peut être de deux à quatre fois sa longueur initiale. Après avoir été guidé de façon à passer autour des cylindres d'étirage et avoir traversé la ligne de pinçage des cylindres 26, 28 entratnés positivement par un moteur (non représenté par souci de clarté), le fil 24 maintenant chaud arrive dans la chambre de texturation 30 de courte longueur, dans laquelle il est compressé longitudinalement de façon à former un tampon de fil texturé. La sortie de la chambre de texturation est limitée par la périphérie dentée 34 d'une roue transporteuse 32.La roue 32 est entratnée, à une vitesse périphérique bien inférieure à la vitesse périphérique des cylindres d'alimentation, dans le sens de marche des aiguilles d'une montre, de sorte que le tampon de fil texturé est engagé positivement à la sortie de la courte chambre de texturation 30 par les dents 34 de la roue transporteuse 32 et conduit transversalement au-delà de celle-ci en suivant une gorge resserrée - et incurvée 36 (voir fig. 2) passant autour de la face tournée vers l'intérieur d'une pièce métallique incurvée 38 dans laquelle les dents de la roue font saillie. La gorge 36 constitue une chambre de fixage du fil texturé. La pièce incurvée 38 est munie dsun élément de chauffage électrique (non représenté) qui maintient le fil chaud afin de fixer ce fil dans sa configuration ondulée. La roue dentée 32 transporte le tampon de fil sur toute la longueur de la gorge 36 dans la pièce incurvée 38 substantiellement sans glissement entre le tampon et la roue et sans affecter la configuration ondulée du fil et en s'opposant efficacement à toute variation de la contre-pression exérèée sur le fil dans la - chambre de texturation 30. La structure et le mode d'action de la chambre de texturation 30, de la roue dentée 32 et de la pièce incurvée 38 sont entièrement expliqués dans la description de notre brevet anglais 1,051,721 de la Demanderesse. Après avoir quitté la gorge 36 incurvée de la pièce 38, le tampon de fil texturé est transporté immédiatement par la roue 32 dans l'entrée d'un sabot de transfert 40. Ce sabot 40 comporte un canal dont la première partie 40a présente la meme configuration générale et la mdme surface de section transversale que la gorge 36 et dont la seconde partie constitue l'élément de sortie 40b. Cet élément de sortie a la forme d'un tube qui s'étend tangentiellement en s'éloignant du chemin de la roue 32, de sorte que le fil est désengagé des dents 34 de la roue 32 lorsqutil passe le long du canal dans le sabot 40. L'élément tubulaire de sortie 40b comporte une fente longitudinale étroite qui se continue avec la gorge dans la première partie 40a du sabot et avec la gorge 36 de la pièce incurvée 38. Le tampon de fil texturé est guidé par l'élément tubulaire de sortie 40b du sabot 40 dans un chemin de passage allongé 42 qui est défini par six ailettes 44 en aluminium entre lesquelles se trouvent; des espaces libres longitudinaux 46o Ces ailettes ont la forme de lames plates allongées d'une largeur de 9,525 mm et d'une épaisseur de 3,175 mm. La longueur du chemin de passage est approximativement de 762 mm et les ailettes s'étendent sur toute la longueur du chemin de passage. Les ailettes reposent sur des cerceaux annulaires 48 espacés et disposés parallèlement. Ainsi que le montre la fig. 4, ces cerceaux 48. comportent six fentes radiales 50 espacées suivant des an gles de 600 autour de leur circonférence intérieure. Les six ailet tes 44 sont fixées dans les fentes 50 correspondantes, de sorte que les largeurs des ailettes s'étendent radialement vers l'intérieur des cerceaux et que leurs bords intérieurs disposés radialement 52, séparés par les espaces libres 46, se trouvent sur la circonférence d'un cercle concentrique avec les cerceaux de façon à définir le chemin de passage 42. Les deux cerceaux situés aux extrémités du chemin de passage comportent un espace libre radial 48a correspondant à un espace libre 46 entre deux des ailettes.Les espaces libres 48a facilitent la manutention du fil, particulièrement pour son enfilage sur l'appareil. Les bords internes 52 des ailettes, disposés radialement, ont une forme convexe et ils ont un degré élevé de poli de façon que le tampon de fil qui suit le chemin de passage ne rencontre qu'une légère résistance frictionnelle de la part de ces bords polis 52 des ailettes. Dans cette exécution, le chemin de passage a un diamètre d'en- viron 1,27 mm, correspondant au diamètre de gorge 36 et du canal du sabot 40 et, étant donné que les six ailettes ont une épaisseur de 3,175 mm environ, la moitié de la circonférence du cercle est limitée par les bords 52 et le reste, qui est représenté par les espaces libres 46, ntest limité par aucune surface. On remarquera qu'un chemin de passage 42 du tampon de fil texturé ne pourrait comporter que trois des ailettes disposées radialement avec un large espacement sous des angles plus ou moins égaux, ce qui conduirait à une réduction de la surface de contact friction nel entre le tampon et les ailettes, mais aussi à une définition moins nette du chemin de passage, Par ailleurs, une augmentation de la partie de la circonférence du chemin de passage limitée par les bords 52 des ailettes, par exemple en augmentant le nombre ou l'é- paisseur des ailettes, a pour effet d'augmenter la surface de contact frictionnel, mais aussi de mieux définir le chemin de passage et, par conséquent, de faciliter le maintien de la forme du tampon de fil texturé. Le fait que la dimension des ailettes radialement par rapport au chemin de passage est plus grande que dans le sens circonférentiel leur confère une grandeur superficielle appropriée à une disse pation de la chaleur qui est transférée aux ailettes à partir du tampon de fil dans le chemin de passage.. Un dispositif photo-électrique d'exploration de la position de l'extrémité avant du tampon de fil dans le chemin de-passage est composé de deux lampes électriques 56, 58. Ces lampes sont montées sur un bloc- 60 muni d'ouvertures qui est fixé dans un espace libre entre deux ailettes voisines sur un cbté du chemin de passage de façon à diriger des faisceaux lumineux à travers le chemin de passage dans deux positions du chemin de passage espacées longitudinalement et prèsvde l'extrémité du chemin de passage opposée àScelle par laquelle le tampon de fil -entre dans le chemin de passage à partir du sabot 40. Deux cellules photo-électriques 62, 64 sont- montées sur un bloc 66 muni d'ouvertures, qui est fi-ké dans un espace-libre entre deux ailettes en face des deux lampes, de sorte que 1-es faisceaux lumineux des lampes 56, 58 peuvent titre dirigés respectivement sur les cellules photo-électriques 62 et 64. Les cellules photo-électriques 62, 64, par Itintermédiaire dtun mécanisme électrique du type habituel désigné par 68, commandent la vitesse-d'un moteur 70 à deux vitesses qui entraine un mécanisme d'envidage 72, lequel, à partir de l'extrémité avant du tampon dans le chemin de passage 42, enroule le fil texturé 74 pour former une bobine 78 par l'intermédiaire d'un dispositif de tension du fil 76. Les cellules photo-électriques 62, 64 sont disposées de façon à contraler le moteur de façon que, lorsque l'extrémité avant du tampon de fil dans le chemin de passage a progressé suffisamment pour intercepter les deux faisceaux lumineux, le moteur soit amené à tourner à sa vitesse maximale de façon que le fil soit enroulé à partir de l'estrémité avant du tampon à une vitesse suffisante pour provoquer un recul de cette extrémité avant. Lorsque cette extrémité avant a reculé suffisamment pour permettre aux deux faisceaux lumineux d'actionner à nouveau leurs cellules photo-électriques respectives, le moteur est amené à réduire sa vitesse, de sorte que l'extrémité avant recommence à avancer.Dans ces conditions, la position de l'extrémité avant du tampon est maintenue dans- les limites déterminées par la position des deux cellules photo-électriques. Ainsi que le montre la fig. i-, le fil texturé 74 est retiré latéralement de l'extrémité avant du tampon à travers l'un des espaces libres entre les ailettes, de sorte qu'il quitte le tampon dans une direction transversale par rapport au sens de déplacement du tampon et dans une position qui, comme le montre la ligne en tireté, est modifiée selon la variation de la position de l'extrémité avant, dans les limites imposées par le dispositif d'exploration. Bien que, dans l'exécution préférée, le chemin de passage ait une longueur de 762 mm, des chemins de passage -plus longs ou plus courts peuvent entre jugés appropriés, selon le type particulier du fil considdré ainsi qu'en fonction d'autres conditions opératoires. - D'une manière générale, les fils faits d'une matière présentant une capacité élevée de rétention thermique demandent un chemin de passage plus long dans lequel ils se refroidissent à une vitesse donnée de leur avancement, tandis que les fils faits d'une matière d'une faible capacité de rétention thermique se refroidissent et se décor tractent en suivant un chemin de passage relativement courir REVENDICATIONS 1 - Appareil de traitement du fil, comportant des dispositifs qui définissent un chemin de passage allongé à travers lequel passe le fil, caractérisé par le fait que les dispositifs qui conditionnent le chemin de passage présentent un certain nombre dè surfaces qui s 1étendent sur la longueur du chemin de passage et qui coopèrent mutuellement pour enfermer le fil dans le chemin de passage; ces surfaces étant séparées les unes des autres sur la périphérie du chemin de passage de façon à laisser entre elles des espaces vides où le fil qui se trouve dans le chemin de passage peut être exposé à un milieu de traitement. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des surfaces mentionnées est équidistante des surfaces voisines. 3 - Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ces surfaces sont disposées sur la circonférence d'un cercle. 4 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le chemin de passage présente une section transversale de surface constante sur. toute sa longueur. 5 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ces surfaces sont incurvées sous une forme convexe dans une direction transversale par rapport à la di rection du chemin de passage. 6 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ces surfaces s'étendent d'une manière continue sur toute la longueur du chemin de passage. 7 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le chemin de passage est limité par ces surfaces dans une proportion qui, approximativement, ne dépasse pas la moitié de la région périphérique de ce chemin de passage. 8 - Appareil selon l'une quelconque des revendications j à 7, caractérisé par le fait que les dispositifs qui définissent le chemin de passage constituent de quatre à huit de ces surfaces. 9 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les dispositifs qui définissent le chemin de passage sont constitués par un certain nombre d'éléments espacés qui s'étendent le long du chemin de passage et qui forment les surfaces en question. 10 - Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les éléments espacés comportent des ailettes qui ont-une plus grande dimension dans le sens radial du chemin de passage que dans le sens périphérique. Il - Appareil selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé par le fait que les éléments espacés sont supportés-par un certain nombre de cerceaux annulaires à l'intérieur desquels ils s'étendent. 12 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que les éléments espacés sont constitués par de l'aluminium. 13 - appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que cet appareil comporte un dispositif conçu pour délivrer un tampon de fil texturé à 11 extrémité d'un chemin de passage ainsi qu'un dispositif pour retirer le fil à partir de l'extrémité avant du tampon dans le chemin de passage. 14 - Appareil selon la revendication 13, caractérisé par la présence dtun dispositif d'exploration de l'avancement du tampon de fil dans le chemin de passage. 15 - Appareil selon la revendication ï4, caractérisé par le fait que le dispositif d'exploration est conçu de façon à contrôler -la vitesse de retrait du fil du tampon en fonction de la position de 1' extrémité avant du tampon dans le chemin de passage. 1 - appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé par le fait que le dispositif de délivraison du tampon de fil texturé comporte un système de texturation conçu de façon à comprimer le fil longitudinalement de façon à le texturer et à en former un tampon de fil'texturé; 17 - Appareil selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le système de texturation comporte un dispositif de fixage thermique du fil texturé alors que celui-ci est sous forme de-tampon. 18 - Procédé de traitement d'un tampon de fil texturé, caractérisé par le fait que ce traitement a pour effet de maintenir le fil dans la configuration de tampon en mettant le fil en contact avec un milieu de traitement. 19 - Procédé selon la revendication 18, carac-terisé -par -le fait que le tampon de fil est chaud et que le milieu de traitement est un réfrigérant. 20 - Procédé selon la revendication 19, caractérisé- par le fait que le réfrigérant est un gaz. 21 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 19-et 20, caractérisé par le fait que le réfrigérant est l'air ambiant. 22 - Procédé selon la revendication 18, caractérisé par le fait que le milieu de traitement est un liquide, 23 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé par le fait que le tampon de fil texturé est- -enfer- mé dans un chemin de passage allongé présentant des ouvertures longitudinales par lesquelles le milieu de traitement et le fil sont mis en contact. 24 - Procédé selon la revendication 23, caractérisé par le fait que le fil progresse d'une manière continue à l'intérieur du chemin de passage alors qu'il est sous forme due tampon et qu'il est retiré linéairement de ltextrémité avant du'tampon dans le chemin de passage6 25 - Procédé selon la revendication 14, caractérisé par l'ex- ploration de la position de l'extrémité avant du tampon dans le chemin de passage et-par le centrale de la vitesse de retrait du fil du tampon de façon à maintenir l'extrémité avant du tampon dans les limites d'une position prédéterminée0