Brevet FR2065649A1 — publié le 19710806

L'invention concerne un procédé suivant lequel on produit une matière textile plate par filage à chaud de hauts polzEres, par étirage de fils continus et par dép8t de ces fils. Dans ce procédé, on obtient l'étirage des fils continus par un dispositif spécial. On sait que différents procédés sont utilisés pour réaliser des tissus composés ou matériaux composites en fils de matières fondues 'est-à-dire filées à chaud. Pour la fabrication des tis- sus composés connus on utilise des fibres artificielles qui sont séparées en fibres individuelles par des opérations de cardage et agglomérées par certains dispositifs pour former un voile de fibres. Des procédés plus récents, éealeient connus, visent à rem- placer ou à abréger les processus d'opération entre la filière et le voile. Tandis que dans les procédés connus jusqu'ici les fibres artificielles mises en oeuvre acquièrent les propriétés textiles, telles que par exemple la résistance et les propriétés d'allonge- ment, par étirage agissant lors de la fabrication de ces fibres, il faut dans le cas des tissus composés de fils de matières fondues que l'étirage nécessaire pour obtenir les propriétés textiles le ces fils continus se développe en continu entre la sortie de la matière fondue de la filière et la dépose en voile. Le pro blême central des différents procédés de fabrication des tissus composés en fils de matières fondues réside donc dans l'opération d'étirage et dans les dispositifs qui sont nécessaires à cette opération. Dans beaucoup de ces procédés, l'étirage des fibres individuelles n'est pas prévu et les propriétés textiles de la nappe de voile sont par conséquent insuffisantes; ces procédés n'ont pas d'importance pour la fabrication de tissus en voile de haute qualité et il n'est pas nécessaire de faire particulièrement appel à eux pour établir le niveau atteint par la technique. On connaît déjà des procédés permettant de fabriquer des ma- tériaux composites ou tissus composés en fils de matières filées à chaud ayant des propriétés textiles élevées. C'est ainsi que, selon un procédé, de hauts polymères fondus sont extrudés par une filière en fente et divisés en fibres fines par des courants d'air chaud dès après leur sortie de la filière.Un autre procédé prévoit l'extrusion de hauts polères fondus, le tirage du cible de fil à grande vitesse par un courant d'air, l'étirage se produisant pendant cette opération, le déploiement du câble de fil par des charges électrostatiques et la dépose sur aB support constituant l'électrode de signe opposé. Dans un autre procédé les hauts po lisères tondus sont extrudés par des filières en ligne, les fila ments sont étirés par un courant gazeux agissant dans le sens du tirage puis déposés sur un tamis transporteur.On connaît en outre des procédés suivant lesquels le filage des filaments est ré- alise de manière traditionnelle, mais dans lesquels l'étirage est obtenu par des corps de révolution se trouvant sous vide segment par segment, connus pour ce qui les concerne, dans la technique de fabrication du papier. Ce faisant, la formation du voile est réalisée par dépose sur une bande transporteuse ou gri He sais fez Pour mettre en service les procédés connus on utilise, en particulier pour le processus d'étirage et, partait, pour l'obten tion de l'orientation des molécules de polymères dans l'espace, des installations spéciales. Suivant l'un des procédés connus ce dispositif est conçu de telle sorte que le haut polymère thermoplastique est fondu au loy en d'une presse et exprimé au travers d'une buse en forme de fan- te.Simultanément à la sortie du haut polymère fondu des courants d'air chaud porté à des températures supérieures à la température de fusion du haut polymère agissent sur les deux côtés sur la ma- titre fondue en l'attaquant sous un angle déterminé de sorte que celle-ci est divisée en fibres fines. étirage des fibres qui est l'opération la plus importante pour l'orientation des molécules des polymères et qui s'achève à la solidification des fibres est réalisé par le courant d'air chaud. Le degré d'étirage des fibres est fonction de l'intensité du courant d'air et de son angle d'attaque sur la matière fondue sortant de la filière.Le cou rant d'air provoque en même temps un enchevêtrement par tourbillonnement des fibres et leur application sur un tamis métallique en mouvement, de sorte qu'ainsi une nappe de fibres se constitue. Suivant un autre procédé connu l'étirage des filaments élé- mentaires est exécuté dans le dispositif décrit ci-aprEs. Soit les fils élémentaires délivrés par une batterie de filières passent sur un rouleau de guidage, sont rassemblés en un cible et traversent une buse aspirante, soit les fils élémentaires passent sur trois organes de guidage sous forme de barres décalées l'une par rapport à l'autre et sont ensuite tirés par la buse aspirante. Dans les deux cas l'étirage des fils est obtenu par l'accélération dans la buse aspirante, ou dans ce qu'on appelle l'aspirateur, au moyen d'air comprimé à température ambiante.Du fait de l'introduction des fils élémentaires dans la buse aspirante en les passant sur son rebord, les fils prennent une charge électrestatidue provenant de la friction ou de l'aprlication d'un petentiel électrique dans l'aspirateur, de sorte qu'à leur sortie ce la buse aspirante les fils se déployant et ne perdent leur change qu'au moment cù ils rencentrent une bande transporteuse possédant une charge électrique de signe oppose. Suivant un autre procédé conmi l'accélération des fils élé- mentaires et ainsi l'étirage et l'orientation des molécules sont obtenus également au moyen d'un courant gazeux. Les courants de gaz chaud sont soufflés au travers de fentes disposées sur les deuz côtés des ouvertures de filage de manièmr parallèle. En dessous des points de sortie de la matière fondue et du flux gazeux sont Installés des canaux à travers lesquels les fils élémentai- res sent tirés au moyen du courant gazeux et qui servent e pose en voile des fils. Suivant un autre procédé connu le tirage des fils élémenteires et leur étirage sotn obtepus par voie mécanique en pressant les fils élémentaires par action du vide sur des calandres aspirantes tournant à des vitesses de rotation différentes, les ealan dres aspirantes n'utilisant cependant qu'un segment de leur enveloppe pour produire la force d'application tandis que la plus grand partie de la surface de calandre est fermée au vide et pro voque le décollement vculu des fils élémentaires de la calandre aspirante. Les procédés connus présentent l'inconvénient commun quifait que -en raison de leurs particularités spéeifiques- le degré de l'étirage ne peut pas être défini et qu'on obtient au plus une erientation des molécules de polymères ne correspondant qu'approximstivement à celle pouvant être enregistrée dans le processus dlassigue de filage de matières fondues, ce pourquoi le cmportemeng mentile des fils élémentaires ne répond pas aux emigences demandées en m atière de résistance, d'allongement et de retrécissement. es dispositifs utilisés pour l'exécution des procédés con nus présentent des inconvénients tels eue dans le cas de quelques uns ce ces dispositifs les fils ne sont étirés qu'une fois tandis que la transition de l'étirage à chaud a l'étirage à froid se dé roule de manière continue et dans des conditions difficilement contrôlables, parce que pour imprimer la vitesse d'étirage on utilise des courants d'air cu de gaz ayant une vitesse élevée et pour une part des températures élevées comme aussi des températues ambiantes. Un dispositif connu fait appel à des rouleaux aspirants tour nant à des vitesses circonférentielles différentes pour imprimer la vitesse d'étirage. Si de ce fait l'étirage dans son ensemble est bien subdivisé en une zone d'étirage à chaud et une autre à froid, les conditions de l'étirage nten demeurent pas moins impos sibles à définir, parce que les rouleaux aspirants représentent uniquement des éléments d'un assemblage solidarisé sous l'action d'une force et que chaque modification involontaire des paramètre du vide, de la forme des fils élémentaires etc.. réagit sur étirage. L'invention a pour objets un procédé et un dispositif permet tant, avec les moyens techniques les moins importants possibles et par des processus définis, de produire un tissu composé ou matériau composite en fils de matières filées à chaud garaft-issant un niveau optimal du point de vue de ses propriétés physiques et textile Selon l'invention l'étirage des fils individuels, et l'crien tation des molécules de polymères qui lui est associée, que l'on les obtiant dans procédés connus soit directement par l'action d'air ou de gaz soit indirectement par le vide, est obteml par un mode opératoire plus avantageux.Le dispositif de mise en oeuvre du procédé présente du point de vue de la construction des caractéristiques plus simples que les dispositifs connus et dans son action il fait preuve d'effets plus précis. Ces résultats sont obtenus conformément à l'invention par le fait que les fils élémentaires, produits selon un procédé connu en une opération immédiatement à la suite l'un de l'autre, sont étirés à chaud et à froid. es conditions gouvernant l'étirage à haud et à froid sont maintenues telles que les fils capillaires reçoivent les mores -irropriétts de structure que celles que possèdent les fils continus dans la fabrication des soies synthétiques. En l1occurrenr-e. les conditions d'étirage peuvent être contrôlées de manière que 1 1 étirage dn. s son ensemble aussi bien que le rap- port entre éwirage à citas et étirage à froid peuvent être variés On obtient ainsi, pa @s @enditions définies pouvant être réglées avec précision, les propriétés textiles et physiques détermintn- tes pour des produits textiles bidimensionnels. Pour mise en oeuvre de ce procédé, les fils élémentaires sont convoyés par un courant d'air dans un dispositif et appliqués au moyen d'air comprimé sur un rouleau d'étirage à chauddont la surface peut etre absolument lisse, polie, rugueuse, garnie d'un revêtement de friction ou pourvue de dessins en relief tels que canelures, moletage, losanges de forme régulière ou irrégulière, dentures normales ou spéciales, et qui tourne à une vitesse circonférentielle plus élevée du rapport d'étirage à chaud par rapport à la vitesse de filage, ce rouleau entrainant les fils élémentaires à la vitesse circonférentielle qui lui est propre par action de force ou de configuration, ou par action de force et de configuration, les forces d'étirage nécessaires pouvant dans ces conditions se développer. Â un endroit pouvant eAtre réglé, les fils élémentaires sont décollés du rouleau d'étirage à chaud par un souffle d'air comprimé. La position du rouleau d'é- tirage à chaud peut entre ajustée de telle façon que le point du rouleau où viennent s'appliquer les fils élémentaires se situe soit dans la zone dans laquelle les fils élémentaires sont encore plastiques, soit en dehors de la zone de plasticité. La position mentionnée en premier lieu est nécessaire lorsque, outre l'étirés ge à chaud, les fils élémentaires doivent encore recevoir simultanément un frisage ou ondulation. Le courant d'air, produit dans le dispositif par dépression, transporte les fils élémentaires au moyen d'-installations de gui- dage appropriées sur un rouleau d'étirage à froid pouvant ressem- bler dans son exécution et dans sa fonction au rouleau d'étirage à chaud et sur lequel les fils élémentaires sont également appli- qués par pression d'air comprimé. Le rouleau d'étirage à froid tourne dans le même sens de rotation que le-rouleau d'étirage à chaud, mais à une vitesse circonférentielle réglable supérieure du rapport d'étirage à froid. Une fois les fils élémentaires étirés à froid9 ils sont décollés du rouleau d'étirage à froid par un souffle d'air comprimé, projetés par courant dtair à travers une installation de guidage jusqu'à une grille sans fin ou bande transporteuse, et formés en voile. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exem- ples, en ré*rence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma d'une première forme d'exécution d'une installation mettant en oeuvre le procédé selon l'inventioz; - la figure 2 est analogue à la figure 1 et concerne une * xième forme d'exécution. Conformément à la forme d'exécution représentée à la figure 1, on extrude d'une batterie de filières 1 un faisceau de fils élémentaires 2. Ceux-ci sont acheminés par courant d'air au moyen du dispositif-de guidage 3 jusqu'à un rouleau d'étirage à chaud4 dont la distance à la batterie de filières 7 peut être réglée.De l'air comprimé sort d'un porte-tuyeres 5 et applique le faisceau de fils'élémentaires 2 contre le rouleau d'étirage à chaud 4, et ce faisceau est entraîné par ce rouleau à une vitesse circonféren tielle réglée de manière en soi connue conformément au rapport d'étirage à chaud. À un point réglable, le faisceau de fils élémentaires est détaché du rouleau d'étirage à chaud 4 par l'action d'un souffle d'air comprimé délivré par une tuyère 6 et acheminé au moyen d'un courant d'air et de l'installation de guidage 7jus- qu'à un rouleau d'étirage à froid 8.L'air comprimé sortant d'un porte-tuyères 9 applique sous pression le faisceau de fils élémen taires 2 contre la surface du rouleau d'étirage à froid 8, qui entraîne ledit faisceau à une vitesse circonférentielle réglée de manière en soi connue conformément au rapport d'étirage à froid. À un point réglable, le faisceau de fils élémentaires 2 est deta- ché du rouleau d'étirage à froid 8 par un souffle d'air comprime sortant d'une tuyère 10 et, à travers le compartiment formé des parois 11, 11' déposé' sur une bande de tamisage ou grille sans fin 12 et façonné en voile. Conformément à la forme d'exécution 2 représentée à la figure 2, on extrude d'une batterie de filières 1 un faisceau de fils élémentaires 2. Ceux-ci sont acheminés par un courant d'air au moyen d'un dispositif de guidage 3 jusqu a un rouleau d'étirage à chaud 13 dont la distanceaà la batterie de filières 1 peut être réglée. De l'air comprimé sort d'une tuyère 14 et applique le faisceau de fils élémentaires 2 contre la surface du rouleau dte- tirage à chaud 13 et, si besoin est, sur son profilage 15. La vitesse circonférentielle du rouleau d'étirage à chaud 13 est régla ble de manière en soi connue et correspond au rapport d'àtirage à chaud.La force nécessaire à l'étirage à chaud est fournie par la solidarisation du rouleau d'étirage à chaud 13 avec le faisceau de fils élémentaires 2, produite par 11 action d'une force ou par 3.a configuration dudit rouleau ou par une combinaison- des deux. A un point réglable, le faisceau de fils élémentaires 2 est décollé du rouleau d'étirage à chaud 13 par un; souffle d'air comprimé qui se dégage d'une chambre de pression 16 en passant par des orifices 17 percés dans le rouleau d'étirage à chaud, et est transporté au moyen d'un courant d'air et d'une installation de guidage 18 jus qu a un rouleau d'étirage à froid 19. De l'air comprimé sortant d'une tuyère 20 applique sous pres sion le faisceau de fils élémentaires 2 contre la surface du rouleau d'étirage à froid 19 et, si besoin est, sur son profilage 21. La vitesse circonférentielle du rouleau d'étirage à froid 19 est réglable de manière en soi connue et correspond au rapport d'étirage à froid. L'air comprimé sortant d'une chambre de pression 23 par des orifices 22 détache le faisceau de fils éiémentaires 2 du ouleau d'étirage à froid et, à travers un compartiment formé par les parois 24, 24', dans lequel un courant d'air est produit dans le sens de défilement par dépression, ce faisceau de fils élémentaires 2 est déposé sur une grille sans fin 25 et façonné envoile. selon une troisième variante d'exécution non représentée, une combinaison des rouleaux d'étirage à chaud et d'étirage à froid représentés sur les figures 1 et 2 est possible. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la fabrication d'un tis-su composé ou maté mau composite en fils de matières filées à chaud, par filage de hauts polymères fondus, étirage de fils continus et dépose de ces fils en un produit textile bidimensionnel, caractérisé par le fait que les fils élémentaires sont étirés à chaud et/ou à froid en une opération de travail, au moyen de dispositifs mécaniques, par action de force et/ou action de configuration en des points d'attaque exactement définis. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que tant le rapport d'étirage à chaud que le rapport d'étirage à froid sont réglables à volonté. 3.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le rapport entre l'étirage à chaud et l'étirage à froid est réglable à volonté en fonction de la nature du haut polymère et les caractéristiques de qualité à obtenir. 4.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la position des points d'attaque de l'étirage à chaud et/ou de l'étirage à froid peut être sélectionnée en fonction de la nature du haut polymère. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, caractérisé par le fait que, dans le cas d'un étirage par action de configuration, agissant dans la phase de plasticité, certains au moins ou la totalité des fils élémentaires reçoivent un frisage ou ondulation bi- et/ou tridimensionnelle. 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 > caractérisé en ce que entre une batterie de filières et une bande transporteuse ou grille sans fin est aménagée la combinaison d'un dispositif de guidage d'une installation de guidage et d'un compartiment composé de parois dans lequel règne un courant d'air créé par dépression, des rouleaux d'étirage à chaud et des rouleaux d'étirage à froid étant disposés de sorte telle qu'ils sont touchés tangentiellement par le courant d'air, et des porte-tuyères ou des installations à tuyère étant disposés de manière telle par rapport au point de contact entre le courant d'air et les rouleaux d'étirage que leur souffle d'air aborde la surface desdits rouleaux étirage sous un angle môdifiable. 7.- Dispositif selell la revendication 6, caractérisé en ce que, pour pur dure les foPces d3 étirage dans la direction et de l'importance nécessairoeà l'étirage à chaud et à l'étirage froid, sont disposés des porte-tuyères ou des installations à tuyère, le souffle d'air comprimé sortant de la tuyère, les rouleaux d'étirage à chaud et les rouleaux d'étirage à froid réalisant une solidarisation par action de force et par configuration. 8.- Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que des tuyères dont le souffle d'air aborde la surface du rouleau d'étirage à chaud ou du rouleau d'étirage à froid selon une tangente, sont prévues pour détacher un faisceau de fils élé- mentaires de ce rouleau d'étirage à chaud ou de ce rouleau d'étirage à froid. 9.- Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que des chambres de pression et des orifices radiaux sont prévus dans les rouleaux d'étirage pour détacher de ceux-ci le faisceau de fils élémentaires. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6, 7, 8j 9, caractérisé en ce que pour obtenir des effets particuliers sur les fils élémentaires les rouleaux d'étirage sont disposés à des distances d'importances différentes entre la batterie de filières et la bande transporteuse. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6, 8, 9 et 10, caractérisé en ce que le dispositif de guidage, l'ins- tallation de guidage et les parois du compartiment qui leur fait suite peuvent s'écarter de l'orientation de travail à la verticale, les rouleaux d'étirage recevant des positions en conséquence. 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6, 7, 8;-9, 10, 11, caradtérisé en ce que les parois du compartiment qui fait suite-au dispositif et à l'installation de guidage sont disposées de manière à ce que, peu avant leur dépose sur la bande transporteuse les fils élémentaires sont affectés d'une réduction de vitesse du fait d'un élargissement de section des parois dudit compartiment et d'un tourbillonnement d'enshev8trement dû à des buses d'air, orientalUes et commandées, disposées dans les parois dudit compartiment.