Brevet FR2034422A1 — publié le 19701211

La présente invention à la réalisation dë laquelle a collaboré Monsieur Jacques NEVEUX, a pour objet un nouveau procédé de fabrication de fils textures, un dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé, ainsi que le nouveau produit ainsi obtenu. . 5 Le nouveau fil selon l'invention est notamment utile pour la confection d'articles de bonneterie, mais son application n'est pas, bien entendu, limitée à ce seul genre d'utilisation. Il est bien connu que l'on demande généralement aux articles de bonneterie une grande souplesse et une élasticité suffisante, mais surtout beaucoup 10 de "ressort" c'est-à-diré un grand pouvoir de retour élastique. Or, l'on sait fabriquer des fils fortement élastiques par exemple par torsion, fixage et détorsion de fils en matière thermoplastique. Malheureusement, ces fils restent très compacts, ce qui conduit à un aspect et à un toucher moins agréables que souhaités. 15 On a donc essayé de modifier l'aspect et les caractéristiques des fils obtenus soit par un second traitement de fixage qui a pour effet de diminuer leur élasticité, soit par un second traitement de fausse torsion, appliqué en continu à la suite du premier, la seconde opération de fausse torsion étant effectuée avec une torsion de sens opposé et inférieure à la première, et avec 2Q un fixage à une température inférieure à la température de fixage de la première opération de fausse torsion. Eventuellement, cette double fausse torsion peut encore être combinée avec une troisième opération de texturation par exemple par refoulement de torsion. . - ' 25 Par ailleurs, les procédés de fausse torsion en continu conduisent à un fil à couple de torsion résiduel, généralement appelé fil "torque", ou fil à "effet torque" expressions que nous utiliserons par la suite. On peut utiliser ces fils en alternant au cours du tricotage les rangées de fil couple de torsion de sens inverse, ce qui dans certains cas a l'avantage 30 de conférer aux articles textiles ainsi obtenus, une très.grande élasticité alors que les fils sont relativement peu élastiques. Mais le plus souvent l'effet "torque" est considéré comme un inconvénient à éviter. Or maintenant on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente 35 invention, un nouveau procédé de texturation qui consiste à traiter thermique-ment un fil en matière thermoplastique pour l'amener à l'état sensiblement plastique, et à le soumettre à au moins deux opérations de' fausse torsion directement successives. Ces deux opérations de fausse torsion peuvent être de même sens ou de 40 sens opposés. 69 Ô9520 2 2034422 Par fausse torsion de même sens on entend que les deux opérations de torsion et de détorsion de chacune des fausses torsions sont respectivement de même sens. Dans ce cas bien évidemment, les deux fausses torsions ont des effets cumulatifs, alors que dans le cas où les fausses torsions sont de sens opposés, 5 elles ont des effets qui ont tendance à se détruire, en particulier dans le cas d'un nombre pair de fausses torsions de sens opposés, les effets "torque", créés par chaque opération de fausse torsion, s'annulent. Par contre, on peut obtenir des effets "torque" plus ou moins marqués en faisant subir au fil des fausses torsions de même sens, ou un nombre impair de 10 fausse torsion de sens opposés. Ces opérations de fausse torsion peuvent notamment être effectuées sur un même organe de texturation, tel qu'un organe de texturation par fausse torsion par friction. Selon une forme du procédé de l'invention, un fil textile thermoplasti-15 que est texture au moyen d'une surface de friction annulaire en rotation sur elle-même autour d'un axe fixe, ce procédé se caractérisant en ce que le fil est mis successivement en contact avec au moins deux points de la surface de friction. Il en résulte alors que le fil est soumis à au moins deux opérations de 20 fausse torsion de sens opposés, ou de même.sens. Les points de contact du fil avec la surface de friction peuvent être situés en n'importe quel endroit de ladite surface, mais de façon avantageuse selon une répartition géométrique simple, par exemple dans le cas de deux points de contact, ils sont diamétralement opposés. 25 - La longueur de fil comprise entre les points de retordage par friction dépend des conditions opératoires, telles que vitesse d'appel du fil, nature du fil, température du traitement thermique en amont de la broche de retordage. Cette longueur dépend également de l'effet désiré, occasionné par un léger refroidissement du fil qui se produit entre son passage aux deux points de fausse 30 torsion. - Selon une forme particulière, de réalisation du présent procédé, cette distance peut être variable, afin de modifier l'effet produit sur le fil, ou le fil peut être refroidi par intermittence entre les deux opérations de fausse torsion,par exemple par un jet saccadé d'air froid. 35 On peut également ultérieurement faire subir au fil un second traitement thermique, en continu ou en discontinu, à l'état relaxé ou à l'état allongé, sur fil ou en pièce. On peut utiliser- des. fils en toute matière thermoplastique synthétique ou artificielle, mais le présent procédé est particulièrement intéressant pour 40 des fils multibrins. ../.. 69 09520 3 2034422 Selon une forme particulièrement avantageuse du procédé de l'invention, le fil traverse 2 n fois l'espace annulaire délimité par la surface de friction en rotation, n étant un nombre entier pouvant être égal à zéro. On obtient un nouveau fil texture multibrin qui fait également partie 5 de l'invention, à frisure tridimensionnelle, à fort pouvoir de retour élastique caractérisé en ce que ce multifilament présente une structure ouverte, c'est-à-dire que les filaments qui le composent sont séparés, la cohérence du multibrin étant due uniquement à l'accrochage des différents filaments et non à une torsion commune. 10 Ainsi que déjà dit plus haut, ce fil peut être sans ëffet "torque", c'est à-dire qu'à l'état libre, il présente une configuration stable, sans avoir tendance à vriller, ou au contraire il peut présenter un effet "torque" donc une certaine tendance à vriller à l'état libre. Pratiquement, on peut traiter selon le procédé de l'invention n'importe 15 quel multibrin généralement utilisé en texturation classique, tel qu'à faible nombre de brins, comme c'est le cas pour les fils destinés à la fabrication de bas, ou tel qu'à nombre de brins assez élevé pour ceux destinés à des applications normales de bonneterie ou de tissage. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre par un dispositif de 20 fausse torsion par friction. De façon avantageuse, ce dispositif de fausse torsion par friction comprend au moins une surface annulaire de friction en rotation sur elle-même autour d'un axe fixe, dont les faces d'entrée et de sortie du fil dans l'espace annulaire défini par cette surface sont confondues, cette surface annulaire 25 "étant en contact en au moins deux points avec un fil en mouvement sous tension, et se caractérise en ce que cette surface de friction est associée à des moyens de guidage du fil dans l'espace annulaire. Cette broche de fausse torsion peut être constituée par un tube tournant entraîné en rotation, ce tube présentant une partie évidée terminale recouverte 30 intérieurement par un anneau en un matériau ti haut coefficient de friction, et les moyens de guidage peuvent être constitués par un dispositif comprenant des bras de guidage décalés les uns par rapport aux autres d'un certain angle, ces bras de guidage coulissant dans un tube fixe et chacun d'eux portant un oeillet de passage du fil. 35 De même dans le cas du procédé selon lequel le fil traverse 2 n fois l'espace annulaire délimité par la surface de friction en rotation, on utilise un dispositif caractérisé par le fait que les éléments de passage du fil, portés par les moyens de guidage du fil dans l'espace annulaire, sont situés, par rapport à la face d'entrée et de sortie du fil, du même côté que l'anneau de 40 friction. 69 09520 4 2034422 Par "face d'entrée" du fil dans l'espace annulaire, on entend la face que traverse le fil lorsqu'il pénètre pour la première fois dans cet espace annulaire. Par opposition "la face de sortie" est la face que le fil traverse lorsqu'il sort pour la dernière fois de cet espace annulaire. Pratiquement, la 5 surface annulaire de friction est circulaire. De façon simple la broche de fausse torsion est constituée par un tube tournant, entraîné en rotation par exemple par une courroie.- Cé tube présente une partie évidée terminale, recouverte intérieurement par un anneau en un matériau à haut coefficient de friction mais non abrasif, tel qu'un élastomère 10 renforcé ou une céramique telle qu'à base d'oxyde d'alumine ou de titane. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de guidage du fil dans l'espace annulaire sont constitués par plusieurs bras de guidage décalés les uns par rapport aux autres d'un certain angle et portant à une extrémité un oeillet pour le passage du fil. Les bras de guidage peuvent coulisser à l'in-15 térieur d'un tube creux fixe de façon, en position de repos, à être situés hors de l'espace creux de la broche afin de faciliter l'enfilage du fil. En position de marche, ces bras sont engagés à l'intérieur de l'espace creux de la broche afin de maintenir le fil à l'intérieur de l'espace annulaire en contact avec l'élément de friction. 20 Les bras de guidage sont maintenus en position les uns par rapport aux autres au moyen d'un élément élastique ou d'une butée ou d'une rampe ou de tout moyen équivalent. Selon une autre forme de réalisation, ces bxas de guidage peuvent être montés sur un élément simple ou multiple coulissant à l'intérieur de l'axe cen-25 tral de la broche, notamment à l'intérieur de l'espace annulaire. Ces bras peuvent être montés dissymétriquement et peuvent être de longueurs différentes, afin de procurer par exemple des arcs de contact différents lors des deux opérations de fausse torsion. On peut également prévoir des bras servant uniquement à allonger le tra-30 jet entre deux opérations de fausse torsion, ces bras pouvant avoir une position réglable. Bien évidemment, on ne sortîtrâiik pas du cadre de la présente invention en utilisant une broche de texturation par friction classique dont l'espace annulaire est traversé par le fil, ou en utilisant des surfaces de friction dis-35 tinctes plus ou moins rapprochées selon 1'effet désiré. Le dispositif de renvidage est de tout type connu, mais doit permettre des vitesses de réception élevées pouvant aller jusqu'à 1.000 m/mn-correspondant à des vitesses de fabrication du fil selon l'invebtion. Mais, la présente invention sera plus aisément comprise à l'aide des exem-40 pies dte réalisation et des schémas ci-annexés : / 69 09520 5 2034422 - la figure 1 représente un dispositif général de fausse torsion - les figures 2 et 3 donnent une vue détaillée d'une broche de fausse torsion par friction ainsi que des moyens de guidage du fil à travers ladite broche dans le cas de deux fausses torsions de sens opposés. 5 - la figure 4 est une vue détaillée d'une broche identique à celle illustrée figures 2 et 3, mais associée à des moyens de guidage guidant le fil à travers ladite broche dans le cas de deux fausses torsions de même sens. - la figure 5 illustre un exemple de réalisation selon lequel 1-e fil traverse un anneau de friction entraîné périphériquement. 10 Ainsi qu'on peut le voir sur la figure (l) un fil (l) appelé à la défilée d'une bobine (2) passe sur des barbins (3) et (4), puis dans un délivreur à lanière (5) avant d'être dirigé par un barbin (ô) dans un caisson chauffant (7) où il est chauffé thermiquement. A la sortie du caisson (7) le fil est texture dans le dispositif (8) setan 15 l'invention avant de traverser un oeillet de guidage (9)e\îUifisecond délivreur à lanière (10), puis d'être dirigé par des barbins (11) et (12) sur un dispositif de renvidage comprenant un guide-fil (13_) animé d'un mouvement de va-et-vient, une bobine de renvidage (14) ainsi qu'un rouleau presseur (15). Le dispositif de texturation (8) selon l'invention (voir figures 2 et 3) 20 est constitué par un anneau de friction (16) monté dans une broche (17), entraînée en rotation au moyen d'un dispositif non représenté. - - , Les moyens de guidage sont constitués par deux bras (18) et (19) portant des oeillets de passage du fil (20) et (21). Ces deux bras peuvent coulisser à l'intérieur d'un tube creux (22). 25 Ainsi le fil (1) à la sortie du caisson chauffant (7) passe successivement sur un barbin (23) puis sur l'anneau de friction (16) dans les oeillets (20) et (21) portés respectivement par les bras (18) et (19) à nouveau sur l'anneau de friction (16) et enfin sur un barbin (24). . Selon une autre forme de réalisation (.voir figure 4) le fil est guidé de 30 façon à avoir une trajectoire en Z à l'intérieur de la broche (17). Le fil (l) à sa sortie du four, en aval du barbin (23) passe successivement sur l'anneau de friction (16) puis dans un oeillet (25) porté par un bras coudé (26), et dans un oeillet (27) porté par un bras (28)^ l'oeillet (27) étant situé en avant de la broche par rapport à l'anneau de friction. 35 De la sorte, le fil subit sur l'anneau (16) une seconde fausse torsion de même sens, avant d'être guidé hors de l'espace annulaire par un oeillet (29) et un guide de renvoi (30) portés par un troisième bras coulissant (31). Une telle disposition permet de conserver la même broche, donc le même dispositif général, avec les mêmes vitesses de production que précédemment. Evidemment, dans ce cas, 69 09520 6 2034422 on peut utiliser une broche à entraînement périphérique, telle qu'illustrée figure 5 où le fil à sa sortie de l'oeillet (27) subit une seconde fausse torsion, puis est appelé directement en ressortant par la face opposée de la surface annulaire. Dans ce cas, la broche est constituée par un anneau de friction 5 (32) disposée dans un tube (33), monté rotatif sur un galet (34) et entraîné par sa périphérie, par exemple par une courroie passant dans une gorge (35). A l'aide de ce dispositif, on a réalisé les exemples suivants : EXEMPLE 1 En utilisant une broche selon les figures 2 et 3, comprenant un anneau 10 de friction de diamètre interne égal à 28 mm, en matériau élastomère renforcé, on traite un fil en polyhexaméthylène adipamide (polyamide 6.6) 22 dtex/3 brins de torsion initiale 12 tours/m (torsion Z) selon les conditions opératoires suivantes : - vitesse de rotation de la broche 10.830 t/mn 15 - température du Four à l'intérieur du caisson chauffant 220° C - vitesse d*appel du fil 2° délivreur x 100 105 % vitesse^d*appel du fil 1° délivreur - vitesse de renvidage - 315 m/mn 20 Le fil obtenu présente une résistance à la rupture de 5,2 g/dtex et une élasticité de 113 % mesurée de la façon suivante s On constitue une échevette de fil que l'on fait tremper à l'état relaxé pendant 10 un dans de l'eau maintenue à 65° C. Cette échevette est ensuite rincée, puis essorée pendant 1 mn et séchée 25 en étuve pendant 10 mn à 65° C. L*échevette est alors suspendue pendant 5 mn dans un laboratoire où règne une température de 20 à 22° C et une humidité de 65 à 70 %. L*échevette est soumise pendant 2 mn à une charge de 0,225 g/dtex, on mesure ainsi une longueur L1, puis on remplace la charge précédente par une seconde charge de 0,0018 30 g/dtex, on mesure alors une seconde longueur 1*2* L'élasticité est donnée par la relation ï E„, = L. x 100 , ^ L2 Par ailleurs, le fil obtenu ne présente pas d'effet "torque", celui-ci étant mesuré de la façon suivante : On fait une échevette de trois tours sur un flotteur de 3 m de périmètre, 35 puis on suspend à cette échevette un poids de 4,8 g. On pend alors cette échevette, on la laisse se stabiliser, et on la détord en comptant le nombre de tours. EXEMPLE 2 Cet exemple est identique au premier quant aux conditions opératoires 40 sauf la température du four qui est de 180° C, mais ici. on utilise un fil en 69 09520 7 2034422 polycaprolactame (polyamide 6) 22 dtex/3 brins. La résistance du fil obtenu est de 4,5 g/dtex et son élasticité de 110 %, et son effet "torque" égal à 0. EXEMPLE 3 Cet exemple est identique à l'exemple 2 sauf que l'anneau de friction est 5 en céramique«•La résistance du fil est de 3,6 g/dtex et son élasticité de 108 %, et son effet "torque" nul. On voit donc que la résistance du fil a un peu chuté, par contre, la durée de vie' de lTanneau est considérablement augmentée, et surtout son état de surface après usage demeure inchangé -, ce qui assure une meilleure constance 10 dans la «pjalité du fil. EXEMPLE 4 On utilise toujours le même dispositif de texturation équipé d'une broche selon l'etfemple 1, mais on traite un fil en polytéréphtalate d'éthylène 22 dtex/ 4 brins selon les conditions opératoires suivantes : 15 - vitesse de rotation de la broche 8.220 t/mn - température du four à l'intérieur du -caisson chauffant 200° C - vi>tesse d'appel du fil 2° délivreur x joo 104 % vitesse d'appel du fil 1° délivreur 20 - vitesse de renvidage 250 m/mn Le fil obtenu présente une résistance à la rupture de 4,5 g/dtex, une élasticité de 139 % et un effet "torque" nul, EXEMPLE 5 % Les conditions opératoires restent identiques à celles de l'exemple précé-25 dent, sauf que le guidage du fil a lieu selon le dispositif de là figure 4, le fil subissant deux fausses torsions de même sens. Le fil obtenu présente une résistance à la rupture de 4,5 g/dtexr une élasticité de 17 6% et un effet "torque" de 150 tours mesuré dans les condition définies précédemment. 30 EXEMPLE 6 Avec le même dispositif que celui utilisé exemple 4, et en faisant subir au fil deux fausses torsions de sens opposés, on traite un fil en polytéréphtalate d'éthylène 167 dtex/30 brins selon les conditions opératoires suivantes : - vitesse broche 4.100 t/mn 35 - température du four à l'intérieur du caisson chauffant 200° C - vitesse d'appel du fil 2° délivreur x 10Û 104 % vitesse d'appel du fil 1° délivreur - vitesse de renvidage 234 m/mn Le fil obtenu présente une résistance à la rupture de 4,4 g/dtex, une 40 élasticité de t18 % et un effet "torque" nul. «•/«• 69 Û9520 8 2034422 Ainsi que le montrent les exemples précédents, la présente invention permet de produire des fils textures à des vitesses de production élevées, ce au moyen d'un dispositif simple, avec une très grande souplesse quant au produit obtenu, puisque l'on peut obtenir des fils à structure ouverte, et selon le 5 désir, à effet "torque" important ou nul, ce qu'il n'était pas possible de faire jusqu'ici à l'aide des procédés connus. 69 09520 9 2034422 REVENDICATIONS I - 1) Procédé de texturation,dans lequel on traite thermiquement un fil en matière thermoplastique pour l'amener à l'état sensiblement plastique, caractérisé en ce qu'on le soumet à au moins deux opérations de fausse torsion directement successives. 5 2) Procédé selon 1,caractérisé en ce que les opérations de fausse torsion sont de sens opposés. 3) Procédé selon 1,caractérisé en ce que les opérations de fausse torsion sont de même sens. 4) Procédé selon 1 à 3caractérisé en ce que les opérations de fausse tor-10 sion sont des opérations de fausse torsion par friction. 5) Procédé selon 4,caractérisé en ce que la longueur du fil entre les points de contact avec la surface de friction est fixe. 6) Procédé selon 4 et 5, caractérisé en ce que la longueur du fil entre les points de contact avec la surface de friction est variable. 15 7) Procédé selon 4 à 6, caractérisé en ce que le fil entre les points de contact avec la surface de friction est refroidi par intermittence. 8) Procédé selon 4 à 7, caractérisé en ce que le fil est mis en contact avec deux points de la surface de friction. 9) Procédé selon 4 à 8, dans lequel on texture un fil thermoplastique au 20 moyen d'une surface de friction annulaire en rotation sur elle-même au tour d'un axe fixe, le fil traversant 2 n fois l'espace annulaire délimité par la surface de friction en rotation, n étant un nombre entier pouvant être égal à zéro, et caractérisé en ce que le fil est mis succès sivement en contact avec au moins deux points de la surface" de friction. 25 II- l) Fil texturé multifilament en matière thermoplastique synthétique ou artificielle, à frisure tridimensionnelle et à fort pouvoir de retour élastique caractérisé en ce qu'il présenté une structure ouverte. 2) Fil selon 1, caractérisé en ce qu'il présente un couple de torsion résiduel . 30 3) Fil selon 1, caractérisé en ce que à l'état relaxé il est rectiligne et de couple de torsion résiduel nul. III- 1) Dispositif de fausse torsion par friction comprenant au moins une surface annulaire de friction en rotation sur elle-même autour d'un axe fixe, cette surface annulaire étant en contact en au moins deux points 35 avec le fil en ihouvement, caractérisé par le fait que ladite surface de friction est associée à des moyens de guidage du fil dans l'espace annu laire. 2) Dispositif selon 1, caractérisé en ce que la broche de fausse torsion est constituée par un tube tournant entraîné en rotation, ce tube pré 69 09520 10 2034422 sentant une partie évidée terminale recouverte intérieurement par un anneau en. «n. rrratériatt â ha«t coefficient de friction. 3/ Dispositif selon f ou 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage du fil dans l'espace annulaire sont constitués par un dispositif comprenant des bras de guidage décalés les uns par rapport aux autres d'un certain angle, ces bras de guidage coulissant dans un tube fixe et chacun d'eux portant un oeillet de passage pour le fil. 4) Dispositif de fausse torsion selon 1 à 3 dont les faces d'entrée et de sortie du fil dans l'espace annulaire sont confondues, caractérisé par le fait que les éléments de passage du fil, portés par les moyens de guidage du fil dans l'espace annulaire, sont situés, par rapport à la face d'entrée et de sortie du fil, du même côté que l'anneau de friction.