Brevet FR2282000A1 — publié le 19760312

La présente invention concerne un procEdS et un dispositif de filage d'un fil multifilamentaire en matière polymère. Avec l'apparition de vitesses de filage plus élevées dans la production de fibres synthétiques rendues possibl par des machines d'enroulement perfectionnées et par de nouvelles techniques dans lesquelles l'étirage et le texturage de fibres non étirées ont été combinés , comme cela est le cas dans le texturage par étirage et fausse torsion des filaments de polyester filés à grande vitesse, il est devenu souhaitable de simplifier les machines de filage qui sont conteuses en elles-mêmes pour réduire les incidents dans le traitement de filage et pour faciliter le montage du fil dans la machine.Les filaments de matières polymères synthétiques filés en fusion sont couramment extrudés à travers une filière à plusieurs trous dans un courant de gaz inerte maintenu à une température suffisante pour refroidir la matière en-dessous de sa température de solidification formant ainsi plusieurs filaments ; les filaments sont étirés par des godets d'entraînement et sont ensuite enroulés sur un dispositif de bobinage ou sur une bobine. Les godets d'entraînement maintiennent une tension constante sur les filaments. Il a été proposé d'éliminer des godets d'entralnement longtemps utilisés, comptant au lieu de cela sur le dispositif de bobinage pour maintenir la tension nécessaire ; mais le processus de passage dans le mécanisme d'enroulement était tel qu'il provoquait une variation de tension des filaments lorsqu'ils étaient étirés à la sortie de la filière.La variation de tension a conduit à des variations périodiques du titrage en deniers du produit. I1 a été alors nécessaire de maintenir une tension constante sans employer le rouleau ou godet d'entraînement qui est coûteux à installer, plus délicat pour le montage du fil et qui donne souvent naissance à la formation d'enroulement sur le godet lui-même. La demanderesse a découvert que des variations de tension résultant du déplacement sur le dispositif de bobinage peuvent être contrebalancées en faisant passer le fil autour d'un ou deux rouleaux entrainés à bas frottement entre le dispositif de bobinage et le point auquel la solidification des filaments se produit. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels la figure 1 est un schéma d'un dispositif d'enroulement classique pour le filage en fusion de filaments en matière polymère. La figure 2 est un dispositif d'enroulement dans lequel ni les rouleaux d'entraînement ni les rouleaux entraînés sont utilisés entre le dispositif de bobinage et la filière. La figure 3 est un dispositif dans lequel le fil qui vient d'être filé passe en contact avec un rouleau entraîné. La figure 4 est un mode de réalisation de la présente invention dans lequel le fil passe autour de deux rouleaux d'entraînement avant d'être enroulé. Les figures 1 et 2 représentent l'art antérieur. La figure 1 représente de façon caractéristique les procédés commerciaux de l'art antérieur. Les filaments qui viennent d'être filés sont étirés sortant de la filière 10 à travers un guide de convergence en céramique 12, ils franchissent une roue de finissage 14 pour l'application d'un produit de finissage, ils vont jusqu'à des rouleaux d'enrouleurs d'entraînement, entraînés électriquement 16, ils passent ensuite jusqu'à des rouleaux séparateurs à air 20 puis à travers un guide de convergence 22 jusqu'au dispositif de bobinage 24, (les rouleaux séparateurs à air sont des rouleaux qui fonctionnent avec des paliers à air). Dans la figure 2, les filaments qui viennent d'etre solidifiés traversent un guide métallique de convergence 13 puis ils passent sur un rouleau applicateur d'un produit de finissage 14, ensuite ils passent à travers un guide de convergence 22 et vont directement au dispositif de bobinage 24.Dans la figure 3, les filaments s'appuient sur un rouleau entraîné à faible frottement 19 entre la roue de finissage 14 et le dispositif de bobinage 24. Dans la figure 4, les filaments passent autour de deux rouleaux entraînés à faible frottement 21 avant d'aller au dispositif de bobinage 24. L'application d'un produit de finissage de lubrification et antistatique n'est pas essentielle pour la mise en oeuvre de la présente invention. Toutefois, on sait combien elle est souhaitable et ses avantages sont bien connus dans l'art antérieur. La roue de finissage peut tourner librement ou elle peut être fixe, le produit de finissage étant acheminé sur le faisceau de filaments par osmose à travers une bande de tissu entourant une partie de la roue. Par "rouleaux d'entraînement" on entend les rouleaux qui comportent des sources positives d'entraînement autres que l'entraînement par le fil avec lequel ils sont en contact. Par rouleaux "entraînés" on entend des rouleaux qui ne comportent pas de source d'entraînement positive autre que le fil avec lequel ils sont en contact. L'appellation de "rouleaux entraînés" comprend ceux dont la résistance au frottement qu'ils offrent au fil peut être légèrement augmentée ou diminuée au moyen de source de puissance fluide positive ou quasi-positive telle que par exemple de l'air comprimé. Par filage à grande vitesse, on entend le filage à une vitesse d'au moins 900 mètres/minute. I1 est suffisant pour atteindre les objectifs de la présente invention que les filaments portent sur un arc limité d'un rouleau entraîné comme dans la figure 3. Le nombre de degrés de l'arc de contact peut varier avec la tension et la texture de la surface du rouleau entraSné, et comprendra habituellement un angle de contact d'au moins 5 degrés environ. Il est préférable, pour éviter le glissement, que le fil passe autour d'un ou plusieurs rouleaux entraînés comme dans la figure 4. Les dimensions et le poids des rouleaux et l'importance du frottement sur le palier supportant le rouleau sont des facteurs qui doivent être pris en considération pour déter miner le nombre de rouleaux qui sont nécessaires de sorte que le moment des rouleaux réduira ou éliminera sensiblement les variations de tension du fil. Un autre élément à considérer est la distance entre le dispositif de bobinage et les rouleaux entraînés, à faible frottement. Si les rouleaux sont trop pres du dispositif de bobinage, l'effet des variations provoquées par le déplacement sera accru. De manière générale, la distance entre les rouleaux à faible frottement et le dispositif de bobinage devra être d'au moins deux fois et demi la longueur de passage dans le dispositif de bobinage. La distance entre un rouleau quelconque et le dispositif de bobinage est habituellement déterminée par le fabricant du dispositif de bobinage et dépend en partie de la vitesse de déplacement et d'enroulement. Naturellement)la la vitesse de filage et le titrage en denier du fil sont également des variables à considérer lors de la détermination des dimensions et du poids optimum des rouleaux à faible frottement. KxEMPtS Du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité intrinsèque d'environ 0,65 a été filé en fusion à partir d'une filière à trous multiples dans un courant de gaz inerte maintenu à une température suffisante pour refroidir la matière polyester en-dessous de sa température de solidification b une vitesse d'enroulement de 3109 mètres par minute. Quatre dispositifs d'enroulement différents ont été employés pour les exemples 1 - 4 correspon dant aux figures 1 - 4, respectivement. Dans chaque cas,la la distance entre le dernier guide, rouleau, ou roue et le dispositif de bobinage ou d'enrouleur était d'au moins 2 fois et demi la course de passage du fil dans le dispositif de bobinage.Le titrage en deniers des filaments dans chaque cas était d'environ 250/35 et le fil était satisfaisant pour un texturage par fausse torsion. Le pourcentage moyen de défaut d'uniformité du titrage en deniers a été mesuré sur un dispositif d'essai fourni dans le commerce appelé Uster tester qui mesure les valeurs de l'irrégularité à diverses vitesses en mesurant les variations de capacité du faisceau de filaments. Les variations enregistrées sont basées sur la moyenne d'essais effectués à 3,66 et 26,86 mètres par minute sur l'appareil dit Uster tester. Les rouleaux entraînés 19, 21 avaient 34,9 mm de diamètre et pesaient 89 grammes. TABLEAU I Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 0,88 % 1,59 % 1,46 % 1,13 % Comme cela est représenté dans l'exemple 4, le défaut d'uniformité n'a pas été entièrement éliminé par l'emploi des rouleaux entraînés à faible frottement au lieu des rouleaux d'entraînement, mais une amélioration notable d'uniformité des fils est obtenue par rapport à celle obtenue lorsque les rouleaux d'entrainement sont éliminés sans les remplacer par des éléments de substitution comme dans l'exemple 2. Des résultats intermédiaires sont représentés dans l'exemple 3. Puisqu'il n'y avait pas d'enroulement, le glissement du fil peut avoir été un facteur. Néanmoins, on peut conclure qu'un moment insuffisant était causé par le rouleau à faible frottement particulier employé. Dans les exemples supplémentaires suivants, la configuration générale de la figure 4 était employée sur des fils de polyester ayant un titrage en deniers variable et ayant été filés à des vitesses variables. Les valeurs de l'uniformité du titrage mesurées avec l'appareil dit Uster tester sont représentées par rapport à un fil de référence obtenu dans le même essai que dans ltexemple 1. Les variations par rapport au dispositif de la figure 4 étaient (1) dans l'exemple 8, des rouleaux à turbine à air au lieu de rouleaux à paliers à air ont été employés. L'air comprimé faisait légèrement avancer les rouleaux au point que, sans fil, les rouleaux tournaient à 28.000 t/mn, (des résultats équivalents ont été obtenus avec 1, 2 ou 3 tours d'enroule ment). (2) dans l'exemple 9, l'un des rouleaux était un rouleau à turbine à air et l'un des rouleaux était un rouleau à palier à air. Dans le cas du rouleau à turbine à air, la vitesse réelle du rouleau sans le fil était de 28.000 tours-minute. TABLEAU II Exemple Vitesse de filage Titrage en deniers Uniformité titrage Fil de référence (USTER) 5 2743 m/mn 280/35 1,14 % 1,07 7. 6 1828 m/mn 415/35 0,99 % 1,03 % 7 914 m/mn 290/35 1,63 % 8 3109 m/mn 260/35 0,96 % 1,12 % 9 3109 m/mn 260/35 1,06 % 1,12 Z L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indiquées cidessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire suscep tible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de filage d'un fil multifilamentaire en matière polymère, dans lequel la matière formant la fibre est extrudée à travers une filière à plusieurs trous, solidifiée de façon à former plusieurs filaments, et ensuite étirée et enroulée sur un dispositif de bobinage, caractérisé en ce que l'étirage et l'enroulement sont combinés dans une étape d'enroulement et en ce que les variations de tension provoquées par le déplacement sur le dispositif de bobinage provoquant une périodicité du titrage en deniers du fil sont contrôlées en amenant en contact les filaments venant d'etre solidifiés avec au moins un rouleau entraîné à faible frottement dans lequel le moment du rouleau de filage réduit sensiblement les variations de tension du fil pour maintenir une tension sensiblement constante sur les filaments lorsqu'ils sont étirés de la filière. 2 - Procédé de filage de fil multifilamentaire de polyester pour effectuer un texturage par fausse torsion dans lequel la matière en fusion formant la fibre contenant au moins 85 % en poids d'un ester d'un alcool dihydroxylé et d'acide téréphtalique est extrudée à travers une filière à plusieurs trous dans un courant de gaz inerte maintenu à une température suffisante pour refroidir la matière à une température inférieure à sa température de solidification formant ainsi plusieurs filaments, et les filaments sont étirés et enroulés sur un dispositif de bobinage, caractérisé en ce que l'étirage et l'enroulement sont combinés dans une étape d'enroulement sur le dispositif de bobinage dans laquelle les variations de tension provoquées par le passage du fil dans le dispositif de bobinage et provoquant une périodicité du titrage en deniers du fil, sont contrô lées en amenant les filaments venant d'être solidifiés à s'appliquer sur au moins un rouleau entraîné à faible frottement, le moment du rouleau de filage réduisant sensiblement les variations de tension en maintenant une tension sensiblement constante sur les filaments lorsqu'ils sont étirés de la filière. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la vitesse d'enroulement est d'environ 9.200'et 3.600 mètres par minute. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le rouleau entraîné, à faible frottement est placé à distance du dispositif de bobinage mais a au moins environ 2 fois et demi la distance de passage dans le dispositif de bobinage. 5 - Procéda selon la revendication 1, ou la revendication 2, caractérisé en ce que les filaments venant d'être solidifiés sont en contact avec un rouleau entrainép faible frottement. 6 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les filaments venant d'entre solidifiés sont enroulés autour de deux rouleaux entrainés, à faible frottement. 7 - Dispositif pour le filage d'un fil multifilamentaire en matière polymère, caractérisé en ce quwil comprend des moyens pour extruder une matière de formation de fibres de façon à former plusieurs filaments, des moyens pour refroidir la matière polymère en-dessous de sa température de solidification, des moyens d'enroulement pour les filaments refroidis et au moins un rouleau entraîné à faible frottement entre le moyen de refroidissement et le moyen d'enroulement. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen d'enroulement est un dispositif de bobinage. 9 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rouleau à faible frottement est placé à distance du dispositif de bobinage d'au moins deux fois et demie la distance de passage du fil dans le dispositif de bobinage. 10 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un rouleau entraîné, à faible frottement, est disposé entre le moyen de refroidissement et le moyen d'enroulement. 11 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que deux rouleaux entraînés, à faible frottement, sont disposés entre le moyen de refroidissement et le moyen d'enroulement.