Brevet FR2007028A1 — publié le 19700102

i 2007028 La présente invention se rapporte à la fabrication de fils de gros volume, ou fils ■» Elle vise plus particu lièrement un procédé pour la transformation d'une feuille de matière thermoplastique polymérisable, en fils volumineux multifilaments. 5 Le terme "fil volumineux" est appliqué, de façon géné rale, à des fii continus, multifilaments, qui ont été traités de manière à augmenter considérablement de volume, par unité de langueur» Il y a trois types différents de fils volumineux, suivant le procédé et les conditions de formation et mise en texture des 10 filaments. Le type frisé est obtenu par des techniques de gaufrage, par roue dentée ou boîte à bourrage. Il est caractérisé par le fait que les fibres individuelles, lorsqu'elles sont totalement contractées, présentent de très petites ondulations irrégulières, suivant leur longueur. 15 Dans le type bouclé, comme par exemple le fil Taslan, obtenu par mise en texture à l'air, les fibres individuelles présentent de nombreuses boucles complètes. Dans le type ondulé, obtenu par liaison à chaud et démêlage, le fil a une configuration en forne d'ondes. 20 L'usage final des fils volumineux dépend de leurs carac téristiques particulières. Les fils du type frisé, en finesse grossière, servent à la fabrication de tapis, revêtements muraux et tissus industriels divers. Le fil bouclé est plus largement utilisé dans les articles d'habillement, tels que vestes de sport, cra-25 vates, foulards. Le fil ondulé trouve son emploi dans la lingerie sans couture et tricots pour dames. Chaque type de fil a un aspect, un toucher, une texture et des qualités d'absorption d'humidité qui lui sont propres, et on tient compte de ces propriétés pour le choix d'un fil pour un usage particulier. 30 * La technique de transformation des filaments continus en fils volumineux est appelée "mise en texture". Cette technique fait intervenir l'aptitude des filaments thermoplastiques à être déformés, fixés à chaud et développés, et elle agit de fagon constante pour créer des frisures, enroulements, boucles ou ondes dans des 311 filaments continus. Ainsi, la mise en texture permet de simuler les caractéristiques de fils filés, avec des fils synthétiques, mais elle fournit également des fils gonflants ayant une meilleure résistance au tassement, une plus grande durée de vie et des qualités d'étirage et de tenue au lavage. 40 De fagon connue, pour fabriquer des fils volumineux, on 69 13187 2007028 part d'un fil continu, multifilaments, obtenu par des procédés usuels de formation de fibres. La matière brute, sous forme fondue, qui peut être par exemple un polyamide, un polyester ou un acrylique, est extrudée à travers un ensemble de petits trous, dans une 5 filière, de manière à former une multiplicité de fins filaments continus qui sont ensuite enroulés sur une bobine tournante. Le fil multifilaments est ensuite déroulé et orienté par allongement, par un procédé d'étirage, pour améliorer sa résistance à la traction, et il est à nouveau enroulé sur une bobine. Pour sa mise en 10 texture, on déroule encore le fil et on le fait passer cette foi* dans une boîte à bourrage ou autre mécanisme de formage. Le procédé usuel de fabrication de fil gonflant comprend donc une série d'opérations distinctes, discontinues, le fil étant déroulé au commencement et enroulé à la fin de chaque opération:* 15 La présente invention vise principalement un procédé nouveau, pour la fabrication de fil volumineux par une opération rapide, ininterrompue et à séquences, qui transforme la matière brute fondue en fil gonflant. L'invention se rapporte plus particulièrement à un pro-20 cédé continu de fabrication de fils gonflants, dans lequel la matière synthétique thermoplastique fondue est extrudée en feuille mince, ou film, qui est orientée et fendue, avant ou après orientation, en une série de rubans plats monofilaments, chaque ruban étant ensuite fibrillé et mis en texture pour obtenir un fil gon-25 fiant multifilaments, les différentes phases de l'opération étant reliées les unes/autres de façon ininterrompue. Le procédé de fabrication suivant l'invention présente également l'avantage d'avoir un bon rendement et d'être économique, grâce à l'utilisation d'un appareillage peu coûteux. Il permet en 30 outre db fabriquer dés fils à partir de résines de qualité inférieure et de matières qui, sans cela8 ne se prêteraient pas à une modification de texture ou ne la justifieraient pas. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, re-35 présentée sur le dessin annexé. On voit, sur ce dessin, que la matière brute, pour la fabrication du fil volumineux, est rendue plastique, puis extrudée dans une machine 10, pour former une feuille ou film 11. La matière première peut être de tout type connu de produit polymérisable 40 thermoplastique, moléculairement orientable, tel que polyéthylène, 69 13187 3 2007028 polypropylène, polyamide, polyester, ou toute autre résine ayant une structure moléculaire orientable. Les polymères sont des substances synthétiques, composées de grandes molécules qui ont été formées par l'union de groupes de molécules de base, les uns avec 5 les autres. La façon dont la matière première est transformée en feuille est entièrement connue et on peut utiliser pour cette opération tout équipement approprié usuel. La feuille 11 est tirée de la machine à extruder 10 par un rouleau d'avance 12, la feuille étant refroidie avant d'attein-10 dre le rouleau, de façon à se trouver à une température inférieure à son point de ramollissementu On procède alors à une orientation longitudinale, par étirage, de façon à allonger irréversiblement la feuille et augmenter ainsi considérablement sa résistance à la traction. On utilise pour cela un rouleau d'étirage 13, refroidi, 15 dont la vitesse périphérique est supérieure à celle du rouleau d* avance 12, chauffé. Le rapport entre les vitesses des deux rouleaux est appelé taux d'étirage. Dans le cas du polypropylène, le taux d'étirage est de préférence supérieur à 5, de sorte que la matière tend nettement à se séparer en filaments longitudinaux, lors-20 qu'en la soumet ensuite à un effort ou un travail. Pour les autres matières, le taux d'étirage est choisi de façon à obtenir le même effet. La feuille 14 orientée par allongement, qui sort du rouleau d'étirage 13, est introduite dans un mécanisme de fendage 15, 25 où elle est divisée en une pluralité de rubans plats individuels» ^2* '•* Rn' d'une largeur appropriée à la finesse finale du fil. En variante, le fendage peut être effectué avant l'orientation^. Pour transformer les rubané en fils multifilaments, on 30 soumet alors chaque ruban à un traitement qui rompt les liaisons latérales du polymère et sépare ainsi les chaînes moléculaires, orientées longitudinalement, en fibres individuelles ou filaments. Cette fibrillation des rubans à Rn est obtenue par passage des rubans dans un banc de broches, à Sn, à fausse tor-35 sion, à raison d'une broche par ruban, après chauffage dans des zones respectives à Z. L'action combinée des broches à Êusse torsion et des zones de chauffage provoque à la fois une fibrillation et une mise en texture des rubans, de sorte qu'à la sortie des broches, on obtient des fils gonflants multifilaments, à 40 Y , qui sont ensuite enroulés sur les broches individuelles d'un 69 13187 4 2007028 banc I6f. En pratique, les fils obtenus peuvent être enroulés sur une barre pour fil de chaîne, ou sur des montages appropriés en vue de leur utilisation comme fil de trame. Une broche à fausse torsion est constituée d'un tube à 5 rotation rapide, muni d'un, crochet ou guidage excentré. Le ruban, qui doit subir une fausse torsion, sort de la machine de fendage 15, passe autour du guide ou crochet puis à travers le tube, jusqu'au dispositif de réception. Le principe dtj fonctionnement est le suivant. Si un ru-JO ban fixe est maintenu à ses deux extrémités et tordu en son milieu par une broche creuse à fausse torsion, on crée, de chaque côté de la broche, des quantités égales de torsion, en sens opposé. Bien quechaque moitié du ruban semble présenter une torsion réelle, la somme algébrique des torsions, sur la totalité de la longueur du 15 ruban, est nulle. Lorsque la broche à fausse torsion tourne continuellement et que le ruban se déplace vers l'avant, le système atteint un état d'équilibre dans lequel il ne subsiste pas de torsion après passage du ruban dans le tube. Cela résulte de l'effacement de la torsion à la sortie de la broche. 20 En pratique, la broche à fausse torsion est réglable et peut produire jusqu'à quatorze tours de torsion par centimètre» Il en résulte une considérable action de frottement, qui engendre des efforts ou tensions dans le ruban fortement orienté et provoque sa fibrillationu Comme la torsion se produit, du. côté de l'entrée de 25 la broche, avant la zone de chauffage, ce qui traverse en réalité cette zone n'est pas un ruban monofilament, mais un ruban composé d'un faisceau de fins filaments. Pour empêcher la torsion, du côté d'entrée de la broche, de se propager en arrière jusqu'à la machine de fendage, des rouleaux de pincement 17, ou des moyens équivalents, 30 sont prévus près de la sortie de cette machine. Les zones de chauffage qui précèdent les broches à fausse torsion peuvent être chauffées par des résistances électriques, par air, vapeur ou autres fluides d'échange de chaleur. La température de la zone de chauffage doit être constamment et soigneusement ré-35 glée, et elle est ajustée en fonction de la vitesse de déplacement du ruban. La chaleur peut être transmise par contact direct ou rayonnement. Ainsi, quand l'équilibre est atteint, les rubans sont tordus de fagon constante du côté d'entrée de la broche tournante, 40 ce qui provoque leur fibrillation, les rubans multifilaments résul- 69 13187 s 2007028 tants traversant la zone de chauffage. La torsion se produit donc lorsque les filaments sont chauffés, tandis que l'effacement de la torsion a lieu pendant leur refroidissement. Ainsi, les phases successives de torsion, chauffage et suppression de la torsion, sont 5 effectuées simultanément, pour obtenir une ondulation ou un bou-' clage des filaments traités, de sorte que les fils qui sortent des broches à fausse torsion sont volumineux et ont pris la texture voulue. Il n'est donc pas nécessaire de procéder, dans une phase ultérieure, à la mise en texture des rubans fibrillés, comme c'était le 10 cas dans l'art antérieur. 1 II est important de noter que l'emploi de broches à fausse torsion, pour effectuer une fibrillation efficace, n'est pas nécessairement accompagné d'un chauffage pour gonfler simultanément le fil, car, dans certains cas, on peut désirer fabriquer des rubans 15 fibrillés dans lesquels les filaments ne sont pas modifiés* Dans de tels cas, avant d'être enroulés sur les dispositifs d'emballage, les fils fibrillés peuvent recevoir des produits de finition ou des lubrifiants destinés à faciliter un traitement ultérieur, tissage par exemple!* De tels rubans fibrillés sont utilisés par exemple cora-20 me fils de parement pour tapis à touffes. L'avantage du procédé par broche à fausse torsion, pour la fibrillation, comparativement aux brosses tournantes ou aiguilles utilisées jusqu'à présent, est qu'on peut obtenir un meilleur contrôle de la fibrillation, par modification du degré de torsion 25 ou de la vitesse d'avance. Il est ainsi possible d'obtenir une fi-' brillation uniforme, à la valeur désirée. On voit donc que le procédé de fabrication de fils gonflants, suivant la présente invention, comprend la production d' une feuille thermoplastique mince, large, par extrusion, suivie d* 30 uiv étirage pour l'obtention d'un film orienté, de largeur réduite. Ce film est fendu, avant ou après orientation, en rubans plats, appropriés à la finesse du fil désiré* Les rubans orientés sont traités individuellement dans une broche à fausse torsion, travaillant en combinaison avec un chauffage, de façon à provoquer une 35 fibrillation du ruban en multiples filaments, qui sont ondulés et constituent un fil volumineux. Il est entendu que des modifications de détail peuvent ê- tre apportées dans la forme et la mise en oeuvre du procédé suivant • l'invention, sans sortir du cadre de la présente invention j celle- . 40 ci n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite ci-aessus à titre d'exemple. 69 13187 6 2007028 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication continue d'une pluralité de paquets de fils gohflants, en matière polymérisable susceptible d'orien tation moléculaire, qui consiste à extruder la matière polymé-risée, en une feuille mince, relativement large } étirer longi-tudinalement cette feuille, pour l'allonger irréversiblement jusqu'à un degré d'orientation pour lequel la formation de filaments, sous l'effet d'une fatigue, devient possible ; fendare la feuille en une pluralité de rubans plats monofilaments individuels ; faire passer les rubans monofilaments dans une zone de chauffage ; et faire subir une fausse torsion à chacun des rubans, pour obtenir une structure fibrillée et former un fil composé de filaments continus, exempts de torsion. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille est fendue avant orientation?. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en 4f. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fausse torsion est réglable, de façon à modifier le degré de fibrillation). 5i. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille est fendue en rubans dont la largeur est appropriée ) la finesse du fil désiré. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les rubans sont en polypropylène et sont allongés avec un taux d' étirage de 5 à 1, ou davantage!.