Brevet FR2034204A1 — publié le 19701211

L'invention se rapporte à un procédé de traitement de ma tières de fibres synthétiques, telles que fibres de polyester, polyamide, polyacrylonitrile, etc..-., de préférence sous la forme de cablés de filage, de fils continus (filaments), de fils filés, et similaires. Par un traitement thermique dans un solvant d'un point d'ébullition élevé ou par une imprégnation, il est possible de teindre les fibres synthétiques, en particulier ici les fibres de polyester, respectivement d'améliorer les-propriétés de solidité à la lumière, de résistance aux agents atmosphériques ainsi que les valeurs anti-électrostatiaues. On sait aussi, par ailleurs, que par des traitements thermiques et par des traitements mécaniques, on peut rendre les fils ou les fibres plus volumineux, plus gonflants, de sorte qu'ils ressemblent ainsi à la laine. Ce procédé porte le nom de texturation. L'effet de texturation est obtenu essentiellement, soit par des méthodes mécaniques, soit par des méthodes mécanico-thermiques. On utilise à cet effet les procédés par tension, par exemple pour la production de fils "Helanca", ou le procédé par frisure avec lequel les fils sont d'abord tricotés en tricot tubulaire, puis détricotés, ce qui donne un fil avec l'effet de frisure désiré. Ces procédés sont longs et coûteux. Parmi les autres moyens de texturation, on citera les-procédés utilisant la frisure par compression, le procédé utilisant la frisure par déformation sur une arête et le procédé utilisant le bouclage de filaments par jet d'air, procédés avec lesquels les ondulations obtenues ne confèrent pas toujours au fil une voluminosité idéale. Tous ces procédés de texturation présentent une caractéristique commune, à savoir que le traitement thermique appliqué à sec donne aux fils texturés un toucher carteux. L'objet de la présente invention est une combinaison originale, d'une part, d'un nouveau prétraitement mécnnico-physico- chimique ou d'un traitement d'ennoblissement de la matière fibreuse synthétique appliqué préalablement au tissage, au tricotage ou à l'aiguilletage, c'est-à-dire à l'état de cablé de filage, de fil continu ou de fil filé avec, d'autre part, un nouveau procédé de texturation de cette matière textile. Pour la réalisation de cette nouvelle combinaison de procédés, il est proposé, selon l'invention, à l'aide d'un traite ment par liquide chaud dans un solvant inerte avantageusement soluble dans l'eau et d'un point d'ébullition élevé, de porter le fil à texturer à la température de ramollissement de la matière textile considérée à la pression atmosphérique normale et de le soumettre à une déformation sous l'influence d'une action réciproque directe du traitement de chauffage et du traitement thermique proprement dit. On combine ainsi un traitement continu à chaud par liquide à la température de ramollissement de la fibre dans un solvant d'un point d'ébullition élevé avec un traitement à chaud par un liquide, en tant que stade de traitement thermique d'une opération de texturation avec un rendement élevé. Le procédé selon la présente invention ne se limite pas à l'emploi de liquides d'un point d'ébullition élevé ; il peut, en effet, être aussi appliqué avec la même efficacité lorsqu'au solvant de point d'ébullition élevé on substitue une solution aaueuse de produits chimiques sous une pression élevée. le traitement de déformation par texturation peut alors être inclus dans le traitement dans le liquide à chaud. I1 peut aussi avantageusement être effectué en dehors du liquide, par exemple directement après le traitement dans le liquide à chaud. I1 convient alors de veiller, par des mesures appropriées, à ce que la température dans le traitement par le liquide à chaud soit maintenue constante jusqu'au moment où commence le trai temeflt de déformation par texturation. I1 est toutefois possible également de procéder au traitement de déformation par texturation préalablement au stade du traitement thermique de 1'opéra- tion de texturation. Lors que le traitement de déformation par texturation est effectué subséquemment au traitement parle liquide à chaud et en dehors de la liqueur de traitement, on peut alors avantageusement combiner l'exprimage de la liqueur excédentaire de traitement avec le traitement de déformation par texturation. Dans le but de stabiliser l'effet de texturation, avec ce procédé, la matière textile déformée fait également l'objet d'un traitement de refroidissement. Dans une forme d'exécution spéciale, il s'est avéré approprié d'effectuer ce efroidis- sement déjà au cours du processus de déformation par texturation ; pour cela, certaines parties de l'installation de déformation par texturation sont refroidies de telle façon que l'effet de refroidissement ne se produit sur la matière traitée que lorsque le fixage de-l'effet de texturation est déjà terminé.Pour le refroidissement de la matière textile déformée, il est recommandé de faire passer un courant d'air relativement modéré à travers le fil texturé déformé pour obtenir ainsi un refroidissement à une température inférieure à 80 C. Les covrants d'air servant au refroidissement de la matière textile pourront être utilisés simultanément et avantageusement pour soutenir ou pour guider la matière textile. Avec une autre variante avantageuse, le refroidissement de la matière fibreuse ou de fil peut être effectué par un traitement dans l'eau froide. Ce refroidissement brusque dans l'eau peut alors faire partie du traitement subséquent de lavage effectué pour éliminer de la matière textile la liqueur de traitement entrainée dans le bain de lavage. Selon une autre caractéristique de l'invention relative à la texturation de fils continus lisses en matière synthétique, opération au cours de laquelle le fil continu est conduit, de préférence, d'une manière continue sous une pression atmosphé riaue normale dans un solvant inerte avantageusement soluble dans l'eau et chauffé à une température voisine de la-tempéra- ture de ramollissement de la matière textile considérée et soumis à une déformation résultant de l'action réciproque directe du traitement de chauffage et du traitement thermique proprement dit, la déformation par texturation est obtenue par des traitements combinés thermodynamiques et d'écoulement dynamique avec de la vapeur d'eau ou de l'air chaud. I1 s'est avéré également approprié d'effectuer la déformation par texturation directement après le chauffage et un temps de séjour éventuel subséquemment à l'élimination de la liqueur excédentaire de traitement, par des traitements dynamiques d'écoulements tourbillonnaires à l'aide de vapeur d'eau fortement surchauffée ou d1air chaud à une température à peu près égale à celle de la liqueur de traitement. Le traitement par écoulement dynamique tourbillonnaire avec de la vapeur d'eau fortement surchauffée ou de l'air chaud à 1200 - 1600C peut également être combiné avec un premier refroidissement et une préstabilisation de l'effet de texturation. Dans le cadre de l'invention, il est également possible de combiner la déformation par texturation par traitements thermodynamiques et d'écoulement dynamique avec de la vapeur d'eau avec le traitement de chauffage et le traitement thermique propre-:ent dit dans le solvant chaud d'un point d'ébullition élevé, de façon rue le fil continu, sec dans son état initial, soit introduit tout d'abord dans un bain aqueux de préférence chaud et ensuite dans le solvant chaud, en vue d'une formation spontanee de vapeur d'eau directement dans la zone de la fibre, de façon c la déformetioll par texturation se produise pendant le chauffas, l'action de la vapeur d'eau étant alors limitée, de préférence, par la section transversale restreinte de guidage a la zone de la section transversale du fil. sec une autre variante du procédé, la déformation de texturation par traitements thermodynamiques et d'écoulement dyna micue avec de la vapeur d'eau peut être combinée avec le trai tendent de chauffage et le traitement thermique proprement dit dans le solvant chaud d'un point d'ébullition élevé, de telle façon que le fil continu qui passe dans le solvant chaud d'un point d'ébullition élevé reçoive une quantité d'eau, de préférence chaude, exactement dosée de façon que la déformation par texturation soit effectuée avantageusement par une formation spontanée de vapeur d'eau directement dans la zone de la fibre, dans le solvant chaud d'un point d'ébullition élevé, mais seulement après que la matière fibreuse a été portée à la température de ramollissement des fibres. Evidemment, la déformation des fils par texturation, etc... peut être réalisée également avec des moyens purement mécaniques et, par ailleurs, le même processus de traitement. Le procédé de texturation selon l'invention peut être ap plaqué surtout avec avantage lorsque le traitement thermique dans un solvant d'un point d'ebullition élevé est combiné avec des additions supplémentaires de-produits dans le but, par exemple, d'améliorer I-' aptitude tinctoriale, la résistance aux agents atmosphéri us s et à la formation de charges électrostatiques ou la teinture des fibres. Âvec toutes les variantes du procédé, la matière de fil texturée stabilisée sous sa nouvelle forme fait l'objet de traitenents de lavage et de séchage dans les conditions habituelles, qui mettent fin à l'ensemble des traitements. Dans ces deux dernières opérations, la tension du fil doit etre aussi redite que possible, ce, qui peut être obtenu par l'emploi dans ces deux traitements de bandes transporteuses ou de tambours aspirants de transport. Dans le traitement de lavage, l'eau traverse plusieurs compartiments à contre-courant. Dans ces conditions, on récupère avantageusement à partir de l'eau de lavage une proportion élevée du solvant d'un point d'ébullition élevé utilisé dans le traitement. Une installation pour l'application du procédé décrit cidessus peut être composée pour l'essentiel d'un récipient pouvant être chauffé contenant la liqueur de traitement à chaud, d'un ou plusieurs dispositifs pour le traitement de déformation par texturation, de dispositifs pour le refroidissement de la matière textile subséquemment au traitement de déformation par texturation, ainsi que des installations de lavage et de -séchage subséquentes dont la composition est connue. En outre, entre le récipient contenant le bain de traitement par la liqueur à chaud et l'installation pour le traitement de déformation par texturation, on peut prévoir la mise en place de dispositifs d'exprimage de la liqueur excédentaire de traitement entrainée par le fil à partir du récipient contenant le bain.La combinaison du système d'élimination de la liqueur excédentaire de traitement avec l'installation de déformation par texturation s'est avérée par ticulièrement avantageuse. A c8té des moyens précités de déformation par texturation à l'aide d'une combinaison de moyens thermodynamiques et d'écoulement dynamique avec de la vapeur d'eau ou de l'air chaud, les dispositifs employés pour la déformation par texturation peuvent autre constitués, par exemple, par des roues à dents ou par des rouleaux hérisson, respectivement par des chaînes à dents ou des bandes hérisson. On peut utiliser également des rouleaux hérisson en combinaison avec des chaines à dents.Dans le cadre de la présente invention, le traitement de déformation par texturation peut être effectué également avec les autres méthodes purement mécaniques de déformation par texturation, lesquelles peuvent autre combinées avec un traitement par le liquide à chaud et avec le traitement thermique de texturation comme, par exemple, les procédés connus de plissage fin ou de plissage fin par pression de refoulement. Si le refroidissement doit être combiné avec la déformation par texturation, et si, pour le traitement de texturation, on utilise des roues à dents ou des rouleaux hérisson, l'emploi d'un matériau de mauvaise conductibilité thermique est recom mandé pour le rouleau hérisson principal, par exemple une matière synthétique résistante à la chaleur telle que le "Téflon", qu'on refroidit directement. La chaleur emmagasinée par la matière fibreuse et par le Liquide entrainé par elle est suffisante pour produire la déformation par texturation dans une zone de température voisine de celle du ramollissement des fibres. Ce ngest qu'après cela qu'intervient le traitement de refroidissement. Comme agent de refroidissement et donc de stabilisation de l'effet de texturation, on peut utiliser des courants d'air froid qui sont dirigés, de préférence, sur les bandes transporteuses sur lesquelles reposent les fils. Cependant, le refroidissement peut se faire également dans de l'eau froide contenue dans des récipients dans lesquels les fils tombent, de préférence librement, en sortant de l'installation de texturation. Dans le cadre de l'invention, peuvent être texturés tous les fils de matières synthétiques telles que fibres de polyester, de polyamide, de polyacrylonitrile, etc..., qui sont texturés selon le procédé de l'invention ou selon l'une quelconque de ses variantes. Le dessin annexé représente, à titre de simple exemple nullement limitatif, une installation pour l'applicaton du procédé selon l'invention ; sur ce dessin Pig. 1 est une vue de l'ensemble de l'installation selon l'invention, et ig. 2 montre un exemple d'installation de texturation. A l'aide de dispositifs de déroulement ou de dévidage, ainsi que d'organes de guidage non représentés à la figure 1, les fils sont conduits d'une manière continue de façon à former un large ruban 1. Par l'intermédiaire d'un cylindre de guidage, ce ruban est introduit dans un solvant inerte 3 fortement chauffé, d'un point d'ébullition élevé et avantageusement soluble dans veau, auquel on peut ajouter, par exemple, un produit destiné à améliorer la résistance aux agents atmosphériques, l'aptitude tinctoriale, etc,.. Le ruban est conduit dans ce liquide pendant 12 secondes, par exemple, par l'intermédiaire de cylindres supérieurs et inférieurs 4 de façon que la liqueur de traitement irrigue complètement la matière fibreuse, les cylindres supérieurs se trouvant hors du bain tandis que les cylindres inférieurs plongent dans le bain.La liqueur chaude de traitement se trouve dans un récipient 2, dont le chauffage peut être controlé avec précision. Pendant la durée de l'action thermique, la matière textile est portée uniformérllent à la température de traitent désirée, généralement relativement élevée et, a cette température, elle est exposée à l'action particulièrement efficace de la ligueur de traitement proprei-oent dite, respectivement à l'action des produits chimiques dfaddition. 3n 8me temps elle est mise dans un état de plasticité caractérisé. 3ans cet état, la matière textile est conduite au traitement de défcrma- tion par texturation sur l'installation 5 dont seul le schéma est représenté. Cette installation pourra etre constituée, de préférence, par des systèmes de tuyères à écoulement tourbillombaire auxquelles les fils sont alimentés, par exemple après avoir été divisés en filaments individuels continus.Immédiatement après le traitement de déformation, la matière textile est refroidie. pour cela, dans l'exemple considéré, elle est placée sur une bande transporteuse 6 sur laquelle est dirigé un courant d'air refroidi 7. ensuite, la matière textile fait l'objet d'un traitement de lavage sur des machines à laver de construction connue 8, de préférence équipées en vue d'une récupération du solvant entraîné dans le bain de lavage. Le traitement de lavage est suivi d'un traitement de séchage qui n'est pas représenté sur le dessin. L'installation de texturation représentée à titre d'exemple en figure 2 peut être composee d"i7n rouleau hérisson 9 qui travaille en liaison avec une large chaîne à dents 10. Cette chaîne à dents 10 est maintenue également par des roues de guidage 11. Immédiatement après le traitement de déformation, par texturation, la matière textile est refroidie. A cet effet, après avoir été soulevée au moyen d'une soufflerie 12, on la laisse, de préférence, effectuer un certain parcours sur les dents de la chaud ne 10 avant d'être conduite au traitement subséquent de lavage par l'intermédiaire de dispositifs d'appel et de guidage 6. ExemPle 1. 200 fils continus (filaments) de fibres de polyester d'un titre de 12 deniers chacune sont guidés de fagon à former une nappe textile pour ainsi dire exempte de solutions de continuité, d'une largeur d'environ 25 cm. Ces fils sont alors introduits dans un solvant inerte d'un type connu, chauffé à 1900C auquel ont été ajoutés éventuellement des produits chimiques, par exemple en vue d'améliorer la résistance aux agents atmosphériques, ou les conditions de formation des charges électrostatiques, de préférence par un guidage de ces fils dans la liqueur pendant environ 12 secondes.Ensuite, dans une atmosphère de vapeur à environ 1950C ou d'air statique, les fils sont conduits d'abord à une paire de cylindres chauffés approximativement à la même température en vue d'un exprimage en continu de la liqueur excédentaire puis, immédiatement après, divisés en filaments continus individuels, ils sont amenés au système de tuyères à écoulement tourbillonnaire où est effectuée dansvdes conditions connues la déformation par texturation de chacun des 200 filaments continus individuels sous l'influence de l'écoulement tourbillonnaire de la vapeur surchauffée ou de l'air chaud. Cette déformation est caractérisée par sa grande régularité et par l'efficacité de sa réalisation, du fait que des fibres traitées dans un solvant très chaud, d'un point d'ébullition élevé, contrairement à un traitement en atmosphère chaude sèche, ont un comportement particulièrement favorable au traitement. A leur sortie du système de tuyères à écoulement tourbillonnaire, les fils déformés par la texturation et particulièrement sensibles aux charges de tension sont portés et déposés sur une bande transporteuse par un courant d'air engendré dans des conditions particulières appropriées. Sur cette bande transporteuse on dirige un courant d'air refroidi qui est aspiré à travers les fils et à travers la bande transporteuse sous de faibles vitesses d'écoulement afin que le refroidissement des fils déformés par la texturation s'effectue avec ménagement. Ensuite les fils sont lavés, sur une installation de lavage à contre-courant composée de plusieurs compartiments, avant d'être séchés sur un tambour aspirant. Enfin, les fils sont bobinés individuellement. ExemPle 2. 500 fils continus (filaments) faits de fibres de polyamide d'un titre de 6 deniers sont guidés de façon à former une nappe textile pour ainsi dire exempte de solutions de continuité, d'une largeur d'environ 400 mm. Ils sont ensuite introduits dans de la glycérine chauffée à 1850C où, de préférence, ils sont conduits par l'intermédiaire de cylindres entrainés et ils sont laissés ainsi pendant 5 secondes dans ce liquide. A leur sortie de ce liquide, les fils sont conduits directement à un système de tuyères à écoulement tourbillonnaire alimentées par de la vapeur d'eau fortement surchauffée à 2200C, en premier lieu pour éliminer la liqueur excédentaire de traitement, puis pour effectuer une déformation par texturation.Ensuite, ces fils sont introduits, de préférence en chute libre, dans de l'eau froide en vue d'une déformation secondaire par texturation, combinée avec un refroidissement brusque en vue de stabiliser les effets de texturation primaire et secondaire. En sortant de ce bain d'eau froide et, après avoiseté séparés d'une manière appropriée, les fils sont soumis à un traitement de lavage effectué dans les conditions habituelles avec de l'eau chaude. Après un essorage pneumatique, on proçède à un séchage normal. Exemple 3. I1 s'agit ici de teindre en continu des cablés de filage constitués par des fibres d'un titre de 8 deniers et de soumettre simultanément ces fibres à un traitement de texturation. Plusieurs cablés de filage d'un poids total de 210 g/m sont étalés et guidés par des dispositifs appropriés de façon à former une nappe de 75 cm de largeur. Cette nappe est introduite dans un solvant approprié inerte d'un type connu, chauffé à 1900C et auquel a été ajouté environ 5 g de colorant par litre de solvant. Le guidage de cette nappe est conçu de façon que le séjour de la matière fibreuse dans le bain de teinture soit de 25 secondes. Directement au-dessus de la surface du bain, la nappe textile est légèrement exprimée entre deux cylindres revêtus d'une garniture de "Téflon" et chauffés à 1900C. Immédiatement à la sortie de ces cylindres se trouve un dispositif de compression par refoulement et plissage fin dans lequel la nappe fibreuse fait l'objet d'une déformation selon un processus connu. Sur la fente étroite de sortie, qui s'étend sur toute la largeur de guidage de la nappe, la nappe maintenant teinte et texturée en continu est refroidie à environ 600C sur un support constitué par une bande transporteuse, au moyen d'un courant d'air froid qui traverse la matière textile. Celle-ci est ensuite lavée de la manière habituelle, séchée, puis conduite à une installation de coupe qui sectionne les cablés de filage en fibres discontinues. NOUVELLES REVEI-DIChTIONS 1. Procédé de texturation des fils unis continus (fils de filaments) en matières synthétiques telles que polyester, polya- mide, polyacrylonitrile ou en matières similaires, caractérisé par le fait que le fil continu à texturer est porté approximativement à la température de ramollissement de la matière fibreuse en le faisant passer, de préférence d'une manière continue, dans un solvant inerte d'un point d'ébullition élevé, de préférence soluble dans l'eau, sous une pression atmosphérique normale puis, par une action réciproque directe alternée de l'action de chauffage et du traitement thermique proprement dit en lui conférant une déformation par texturation au moyen de traitements combinés thermodynamiques et fluodynamiaues utilisant de la vapeur d'eau ou de l'air chaud. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la déformation par texturation intervient, immédiatement après le chauffage et après un traitement éventuel par stockage, de préférence après élimination de la liqueur de traitement en excès, par des traitements dynamiques d'écoulements tourbillonnaires de vapeur d'eau surchauffée ou d'air chaud à une température à peu près égale à celle de la liqueur de traitement. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé parle fait que la déformation par texturation est effectuée, immédiatement après le chauffage et après un traitement éventuel par stockage, de préférence après élimination de la liqueur excédentaire de traitement, par des traitements dynamiques d'écoulements tourbillonnaires de vapeur d'eau fortement surchauffée ou d'air chaud à une température de 120 à 1600C, avec un premier refroidissement et une pré-stabilisation de l'effet de texturation. 4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, pour la stabilisation, ou pour la stabilisation principale, de la déformation par texturation, on fait passer un courant d'air froid relativement doux dans-le fil déformé par texturation et on procède à un refroidissement à une température inférieure à 800 C. 5. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la stabilisation, ou la stabilisation principale, de la déformation par texturation sont réalisées en introduisant le fil dans de l'eau froide.