Brevet FR2097097A1 — publié le 19720303

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication de nappes de fils élémentaires à partir de filament sans fin filés à l'état fondu. L'invention a pour objet la fabrication directe d'une nappe de fils élémentaires présentant des propriétés physiques et textiles optimales. Jusqu'à présent, ces propriétés n'ont pu être obtenues dans la pratique que dans une mesure limitée et sous certaines conditions, du fait que l'étirage des filaments élémentaires, dans la majeure partie des procédés connus, s'effectue immédiatement après le filage dans une zone de température dans laquelle les filaments sont encore plastiques (étirage à chaud).C'est ainsi qu'il est connu, d'après le brevet allemand non encore publié W 1.435.461, d'étirer les filaments sans fin à la sortie des trous des filières alignées en une rangée rectiligne, au moyen de courants de gaz projetés sur ces filar;-ents de prt et d'autre de ceux-ci, la disposition des orifices de sortie du gaz étant telle que chaque courant de gaz attaque le filament correspondant immédiatement à la sortie ae la filière qui le produit. Les phénomènes ae turbulence sont évités grâce à des canaux de guidage disposés sous la rangée de filières (à raison d'un canal de guidage pour chaque filament). Cette façon de procéder présente cet inconvénient que les filaments élémentaires sont étirés à chaud. Il est alors impossible d'obtenir une orientation optimale des molécules au polymère. Dans le brevet français N 1.311.875 on a proposé de grouper les filaments sans fin filés en câbles ou torons de fils qui sont accélérés et étirés au moyen d'air comprimé dans des tuyères aspiratrices dont le nombre est fonction de la largeur de nappe prévue. Pour l'étalement des fils câblés, on utilise la charge tdbo- électrique des fils élémentaires, charge qui est produite par le frottèrent e ces fils contre la paroi des tuyères aspiratrices. D'après le brevet anglais - 1.126.026, on connaît également une autre solution qui prévoit de grouper les filaments sans fin filés à l'aide de courants de gaz non parallèles en un ruban de fils qui peut être étiré sur des galettes. L'étalement des fils du ruban étiré est assuré par des courants de gaz projetés par une ramr,e incurvée sur le ruban de fils. 'È% r-vénent de l'étirage du ruban de fils au moyen de galettes réside en ne que, lors de ruptures éventuelles des fils et/ou par suite d'une charge électrostatique de ceux-ci il peut se produire des formations bouclées qui compromettent la stabilité du procédé. La plupart des procédés et dispositifs connus ont cet inconvénient commun que les filaments sans fin filés ne sont pas étirés sur toute leur étendue mais seulement sous forme de fils câblés ou de rubans de fils qui après l'étirage dbivént'être étalés. La complexité technologique des appareils nécessaires à cet effet pose des problèmes techniques difficiles à résoudre. Si l'on désire fabriquer des nappes de fils élémentaires d'une largeur relativement grande, il est nécessaire de disposer en parallèle plusieurs dispositifs d'étirage, de sorte que les zones d'action des dispositifs d'étirage connus tels que les tuyères aspiratrices déjà mentionnées tendent à se chevaucher.Ce chevauchement inévitable desdites zones d'action conduit nécessairement à un défaut d' homogénéité de la nappe de fils élémentaires en ce qui concerne ses propriétés physiques et textiles. L'invention a, notamment pour objet de créer un procédé et un dispositif de fabrication de nappes de fils élémentaires permettant une amélioration des fils élérientaires et la formation de la nappe dans des conditions plus simples qu'avec les procédés connus. A cet effet, suivant l'invention, des filaments sans fin filés par un procédé connu en soi ont directement groupés dans leur totalité et sur toute leur étendue à partir de la masse fondue ou de la solution, de préférence de hauts polymères, en un faisceau ou nappe de fils élémentaires. Ce résultat est rendu possible grâce au fait que les filaments continus filés en plusieurs brins alignés, après avoir quitté les filières sont groupés, au moyen d' organes de guidage qui, en outre, leur appliquent une charge trix- électrique, en un faisceau de fils continus sur lequel vient agir un courant aspirant qui atteint sa vitesse d'écoulement maximale dans un canal d'étirage dimensionné en fonction du nombre de fils ce qui permet d'obtenir l'accélération nécessaire-pour l'étirage graduel des fils élémentaires, ce qui détermine un étirage uniforme de tous les fils du faisceau avant qu'ils soient déposés sur un support mobile permettant le passage libre d'un milieu en écoulement, en un faisceau ou nappe de fils élémentaires dont la stru > ture et l'homogénéité sont fonction de la charge électrostatique des fils individuels et de l'écoulement du milieu d'étirage. Grâce à la disposition suivant l'invention de dispositifs d e guidage des filaments de position variable, et au contact des filaments avec les bords de sortie des dispositifs de guidage dont la sur face est spécialement traitée, on obtient des points fixes en vue d'un étirage à froid supplémentaire et de l'application d'une charge tSbo-électrique. Â l'aide d'un rouleau disposé c8té sortie du canal d'étirage, la nappe de fils élémentaires déposées est entraînée positivement hors de la zone de pose, ce qui évite un entassement ou un enroulement des couches de la nappe. Pour éliminer la charge électrostatique de la nappe de fils élémentaires, la surface de ce rouleau fait l'objet d'un traitement préalable anti-statique. Le canal d'étirage suivant }'invention est agencé de telle manière que les couches limites du milieu d'étirage en circulation ne se détachent des parois de ce canal. Les avantages que l'invention permet d'obtenir résident en particulier en ce qu'au lieu d'un nombre déterminé de dispositifs d'étirage, il suffit de prévoir un seul canal d'étirage de dimensions appropriées dont l'efficacité est telle qu'on peut fabriquer une nappe de fils élémentaires qui offre des propriétés physiques et textiles optimales. En outre, l'invention offre cet avantage supplémentaire que les couches de la nappe, lors de leur transport hors de la région d'action du milieu d'étirage, ne se roulent pas sur elles-mêmes et ne se superposent pas. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint. Sur ce dessin la figure unique représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode d'exécution de l'invention À partir d'un ensemble de filières 1 sont extrudés des filaments sans fin élémentaires 2. Bes plaques de guidage de position réglable 3 réunissent les filarnents sans fin élémentaires 2 en un faisceau de fils continus 4. Ce groupement est facilité par le cou rant aspirant généré par le dispositif d'aspiration 9. Be faisceau de fils continu orienté 4 est aspiré dans le canal d'étirage 5 par ce courant aspirant. Dans le canal d'étirage 5, la vitesse d'écoulement du courant aspirant atteint sa valeur optimale dans la zone d'étirage M. Dans ces conditions extrêmes, les fils individuels du faisceau continu 4 sont accélérés de telle manière qu'il se produit une réduction importante du titrage du fil. 'ta pose des fils élé- mentaires pour former la nappe V est influencée par les conditions découlement dans la zone de pose À du canal d'étirage 5, de telle manière qu' elle s'effectue, par exemple, en serpentin. Grâce à la coopération synchrone entre le rouleau entrainé en rotation 7 et le transporteur à courroie mobile 8, la nappe de fils élémentaires V est transportée positivement hors de la zone d'action du courant aspirant. L'utilisation du rouleau 7 suivant l'invention empeche en meme temps toute superposition ou tout enroulement sur elles-mêmes des couches de nappe déposées. En outre, il est possible, grâce à l'utilisation du rouleau 7, d'éliminer la charge électrostatique des fils élémentaires individuels de la nappe. À cet effet, le rouleau 7 subit une préparation anti-statique à 1' aide d'un dispositif 6 qui, de préférence le recouvre d'une pellicule d'eau. REVEl3IChUIONS lo Procédé de fabrication de nappes de fils élémentaires, de préférence par filage de solutions ou masses fondues de hauts polymères, caractérisé en ce que les filaments sans fin filés en plusieurs brins juxtaposés et alignés en une rangée, après avoir quitté les filières sont groupés au moyen d'organes de guidage qui, en outre, leur appliquent une charge tribo-électrique, en un faisceau ae fils continus sur lequel vient agir un courant aspirant qui atteint sa vitesse d'écoulement maximale dans un canal d' étirage ae dimensions correspondant au nombre des fils, ce qui permet d'atteindre l'accélération nécessaire pour l'étirage graduel des fils élémentaires, accélération qui étire uniformément tous is fils du faisceau avant leur dépôt sur un support mobile permettant le passage libre d'un milieu en écoulement, en une nappe de fils élémentaires dont la structure et l'homogénéité sont fonction de la charge électrostatique des fils individuels et de l'écoulement du milieu d'étirage. 2o procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les filaments élémentaires filés sont étirés à chaud puis à froid. 3. Procédé suivant a revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le milieu d'étirage est asEiré en sens inverse du sens dans lequel la nappe de fils élémentaires est débitée. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant une quelconque des r-vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section droite du canal c'étirage présente son étroitesse maximale dans la zone d'étirage et s'élargit dans la zone d'entrée des fils et de pose de ceux-ci dans une mesure telle et avec une courbure telle que les couches limites du milieu d'étirage ne se détachent pas des parois du canal. 5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au-dessus du canal d'étirage, sont disposés transversalement à la direction de déplacement des fils un ou plus leurs organes de guidage de position réglable. 6. Dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au-dessus du canal d'étirage sont disposés unou plusieurs canaux de stabilisation. 7 dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant une quel conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que du côté sortie du canal d'étirage est disposé un rouleau qui empêche les couches de la nappe, lors de leur transport hors de la zone d' action du milieu d'étirage, de se superposer et de se rouler sur elles-mêmes. 8. Dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'aspiration a une largeur au moins égale à la largeur totale de la rangée de filaments sans fin filés.