Brevet FR2310431A1 — publié le 19761203

La présente invention concerne un dispositif pour la texturation d'un fil textile au moyen d'un fluide sous pression, tel que notamment de l'air comprimé. La "texturation" est une opération bien classique en textile qui consiste, par un moyen approprié, a augmenter l'aspect gonflant et le volume apparent des fils, généralement à filaments continus, avec ou sans augmentation concomitante de l'élasticité, cette augmentation résultant essentiellement d'une frisure des filaments élémentaires. Plusieurs procédés ont été proposés à cet effet, faisant appel à des moyens tels que la surtension, le bourrage, les engrenages ou le passage sur une aréte. Dans le brevet français ns 1.115.551 du 15 Décembre 1952, on a décrit un nouveau type de fils texturés dont la caractéristique essentielle est d'être formé de filaments continus présentant individuellement une multitude de spires, boucles et autres circonvolutions, disposées à intervalles irréguliers- sur leur longueur. Le procédé décrit dans ce brevet pour obtenir un tel fil, commercialisé depuis avec succès, notamment sous l'appellation TÀSLAN (marque déposée de la E.I. DU PONT DE NEMOURS), consiste schématiquement â faire.passer un fil à filaments continus en suralimentation dans une zone de turbulence provoquant la séparation des filaments et leur donnant individuellement des circonvolutions, puis à recevoir avec une tension aussi faible que possible le fil ainsi traité. Un dispositif approprié pour traiter ces fils comporte essentiellement un canal pour le passage du fil et une amenée de fluide soue pression débouchant dans ce canal. Dans le brevet français na 1.111.163 du 24 Aoflt 1954, on a décrit un dispositif perfectionné constitué essentiellement par un conduit rectiligne d'amenée de fluide, et un canal tubulaire pour le passage du fil débouchant dans le conduit en formant avec celui-ci un angle appréciable et créant un obstacle à l'écoulement du fluide dans le conduit. Dans le brevet français na 2.014.390 du 17 Avril 1970, on a revendiqué un appareil perfectionné de ce type, permettant d'atteindre des vitesses plus grandes, comportant essentiellement une chambre à fluide en forme de venturi pour le passage du fil et un conduit d'amenée du fluide, et dont l'élément formateur de jet présente Un canal, dont la section transversale est faible par rapport à celle de la chambre- à fluide, et qui est interposé entre l'élé- ment d'admission du fluide et l'entrée convergente du venturi afin de diriger le fluide sous forme de jet à travers la chambre vers la sortie commune. Dans le brevet français ne 1.581.208 du 12 Août 1968, on a décrit un appareil du même type, spécialement adapté au traitement des fils de verre, comprenant essentiellement - une chambre principale présentant une chambre intérieure, - un orifice de sortie allant de la chambre a 1'atmosphdre et à travers lequel passe le fil, l'orifice de sortie présentant une entrée convergente, une gorge et une sortie divergente, - un raccord décalé latéralement par rapport à l'orifice de sortie, s'étendant à travers la chambre et étant traversé par un canal longitudinal dans lequel avance le fil, la surface en section droite du canal, de préférence conique, diminuant depuis une grande surface communiquant avec l'extérieur à l'extrémité extérieure du raccord jusqu'à une surface en section droite, plus petite à l'extrémité intérieure du raccord, cette extrémité intérieure du raccord se terminant dans l'entrée. Tous ces dispositifs présentent, néanmoins, un défaut pratique commun, à savoir une forte consommation de fluide (air comprimé), et une vitesse maximum possible de traitement encore trop limitée et presenced cette vitesse maximum compatible avec une marche industrielle, de nombreux brins cassés. La présente invention pallie ces inconvénients. Elle se rapporte à un dispositif pour le traitement d'un fil textile à filaments continus, au moyen d'un jet des fluide sous pression, du type comportant essentiellement un canal sensiblement longitudinal pour le passage du fil, définissant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, un conduit d'amenée de fluide sous pression débouchant dans le canal en formant un angle appréciable avec celui-ci, caractérisé en ce que le canal comporte en outre, une chambre d'expansion pour le fluide, interposée entre le raccord du conduit d'amenée du fluide avec ledit canal et l'orifice de sortie de ce canal. Dans une forme d'exécution avantageuse, le diamètre de l'orifice de sortie de la chambre d'expansion est plus petit que le diamètre de son orifice d'entrée, ce qui a pour effet d'une part, d'augmenter la pression appliquée au fil, et, d'autre part, d'accélérer la vitesse de ce fil. Dans une autre forme d'exécution, le dispositif comporte en outre, une seconde chambre située en aval de l'orifice de sortie du canal, coaxiale à ladite chambre, et dont le diamètre et la longueur sont considérablement plus élevés que le diamètre et la longueur de la chambre d'expansion. Le fluide sous pression utilisé est avantageusement de l'air comprimé, éventuellement chauffé, voire additionné de vapeur. Le fil traité est un fil chimique à filaments continus. Toutefois, l'invention est particulièrement adaptée au traitement des fils de verre. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de la suite de la description, à l'appui des figures annexées et des exemples de réalisation qui suivent. La figure 1 montre en coupe longitudinale, un dispositif de traitement selon l'invention, coupe A-A de la figure 2. La figure 2 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1. La figure 3 montre, en détail, en coupe, une forme de réalisation pratique d'un dispositif selon l'invention, coupe B-B de la figure 2. Les figures 4 à 6 illustrent schématiquement différents modes de montage d'une position de texturation comportant un tel dispositif. En se référant aux figures 4 à 6, une machine de texturation par jet de fluide, se compose essentiellement d'une pluralité de positions situées côte à cOte, voire même sur les deux faces principales du bâti de la machine, comprenant essentiellement dans l'ordre - un organe d'alimentation de fil, tel qu'un support posé par terre sur lequel est placé la bobine 1, d'où le fil 2 est dévidé, - un barbin 3 à enfilage rapide, par exemple une queue de cochon en acier inoxydable ou en acier chromé, - un tendeur 4 à pression réglable, par exemple du type tendeur à coupelles, - un délivreur de fil 5 du type positif, c'est-à-dire permettant de débiter le fil à une vitesse et une tension rigoureusement contrblées, par exemple du type à galet caoutchouté 6 en pression sur un cylindre moteur en acier 7, entrains en rotation à une vitesse contrôlée par un moteur non représenté, commun à plusieurs positions, et entre lequel passe le fil 2, - un guide-fil d'entrée 8, placé 3 l'entrée de la buse de traitement 9, permettant de régler par déplacement latéral et/ou longitudinal la position du fil exactement dans l'axe du canal de la buse 9, - une buse de traitement 9, équipée d'une amenée 10 d'air comprimé, reliée à une source d'air comprimé non représentée, équipée d'une manière classique d'un système de filtration pour éliminer de l'air comprimé toutes les impuretés, et notamment les traces d'huile et d'eau, - un second tendeur 11, par exemple type à coupelles (figure 4) ou à embarrage (figures 5 et 6), - un organe de réception du fil texturé 12 sous forme de bobine 13, notamment du type à enroulage tangentiel par tension et non par pression pour éviter l'éboulement des bobines, le tube de support de la bobine 13 étant monté sur des étriers 14, non représentés, et entrainé en rotation par un arbre moteur 15 commun à plusieurs positions, - un guide de fil de va-et-vient 16, guidant le fil avec le minimum de tension sur la bobine 13. La machine comporte, en outre, des éléments classiques non représentés, à savoir entre autre un bâti, sur lequel sont placés les différents éléments, une têtière de commande formée essentiellement d'un moteur entrainant par un jeu de pignons ou de courroies le dispositif délivreur 5 et l'organe de renvidage 15 dans un rapport prédéterminé réglable et constant. Selon l'effet de gonflant recherché, on fait varier la différence de vitesse entre délivreur 5 et renvideur 15, cette dernière étant toujours inférieure à la première (suralimentation). En pratique, cette différence de vitesse est inférieure à vingt cinq pour cent. Dans le cas des fils de verre, on a obtenu de bons résultats avec un rapport de suralimentation inférieure à dix pour cent, et compris avantageusement entre deux et huit pour cent ; un rapport de quatre pour cent est généralement suffisant pour de nombreuses applications. Toutes les dispositions détaillées ci-dessus sont des dispositions classiques en moulinage et également pour la texturation des fils par fluide sous pression. Elles n'appartiennent donc pas en tant que telles à l'invention. En se référant aux figures 1 à 3, une buse de traitement conforme à l'invention, se compose essentiellement d'un conduit tubu laire d'amenée d'air comprimé 10, relié au corps 20 de buse réalisé en métal (laiton), en matière plastique ou autre. Cette buse comporte une plaque d'entrée 21, percée en son centre d'un canal de passage 22 pour le fil 2, l'Qtiftce d'entrée 23 de ce canal de forme rétrécie en tronc de cOne,/raccordé et aligné avec une partie cylindrique 24, elle-même raccordée à une seconde partie cylindrique 25 de diamètre supérieur à celui de 24, l'ensemble étant taillé dans une seconde plaque-bloc 20 en matériau dur. Le conduit d'amenée du fluide 10 débouche dans la plaque 26 dans une couronne annulaire 27, concentrique au canal 22, de manière à répartir, de façon homogène, le fluide dans toutes les directions. Plusieurs jets 28 équiangulaires (par exemple au nombre de quatre percés à 900 d'angle) raccordent le conduit 10 au canal 22. Ces jets, dont le diamètre est aussi petit que possible, forment un angle aigu avec l'axe longitudinal entrée-sortie du canal 22. Avantageusement, cet angle est de l'ordre de trente degrés, le dia mètre des raccords 28 est de l'ordre du millimètre, et la section des raccords 28 débouchant à la base de la portion cylindrique 25 est une ellipse. Dans une forme d'exécution préférée, l'angle d'inclinaison du raccord peut varier d'un conduit à l'autre. Avantageusement, il varie régulièrement d'un conduit à l'autre, de sorte que le raccord de ces conduits avec l'axe du canal se trouve situé sur une spirale. Le bloc 20 est à son tour surmonté d'un troisième bloc 29, percé en son centre, dans l'ordre, d'une chambre d'expansion cylindrique 30 coaxiale au canai 22 et dont le diamètre est plusieurs fois supérieur à celui de la portion cylindrique 25 et la hauteur au moins égale à celle de cette portion 25, puis d'un raccord troncOnique 31 aligné à un conduit cylindrique 32 de faible diamètre, et d'un orifice de sortie 33 également troncOnique évasé. L'embase 21 et le corps 29 sont fixés sur le corps de buse 20 par des vis ou moyens équivalents, placés dans des canaux 34, 35, 36 et 37 traversant de part en part et en ligne ces trois corps. L'ensemble de la buse est fixé sur la machine au moyen d'une vis placée dans le trou taraudé 26 du corps de la buse 20. La figure 3 montre, en détail, un exemple de réalisation pratique d'une telle buse et, notamment, la forme de la couronne annulaire 27 et des jets de raccord 28. EXEMPLE 1 t Sur une machine du type illustré à la figure 4, on monte une buse 9 du type schématisé à la figure 3, ayant les caractéristiques principales suivantes - diamètre du canal cylindrique d'entrée 24 : deux millimètres et demi, - diamètre du canal cylindrique 25 : trois millimètre et demi, - hauteur du canal 25 : huit millimètres, - diamètre externe de la couronne annulaire 27 : dix huit mil limètres, - diamètre interne de cette couronne 27 : six et huit mil limètres, - diamètre de la chambre d'expansion 30 : quinze millimè tres, - hauteur de cette chambre 30 : douze millimè tres et demi,1 diamètre orifice 32 : deux millimètres, - nombre de raccords 28 : quatre, - diamètre de ces raccords 28 : zéro huit milli mètre, - inclinaison de ces raccords 28 sur l'axe longitudinal du canal 22 entrée et sortie : trente degrés, - diamètre hors tout de la buse 9 : trente cinq mil limètres, - hauteur hors tout de la buse 9 : trente cinq mil limètres. La machine de la figure 4 est alimentée dans les conditions générales suivantes - fil traité : fil de silion ne six mille dtex, - vitesse du dé livreur 5 : cinquante mètres/ minute, - vitesse du renvideur 15 : quarante huit mètres/minute, - pression de l'air comprimé alimenté en 10 : sept bars, - angle formé par le fil texturé 12 à la sortie de la buse 9 : quatre vingt dix degrés d'angle. On obtient ainsi un fil texturé fortement entrelacé, présentant un bouffant et un gonflant, et un volume apparent améliorés, ainsi que des boucles et d'autres circonvolutions apparentes, sensiblement exempt de brins cassés et dont la structure texturée est sensiblement rémanante, c'est-à-dire résiste bien à une traction exercée sur le fil. Ce fil texturé, est particulièrement adapté pour la réalisation d'étoffes destinées au revêtement mural. EXEMPLE 2 : On répète l'exemple précédant en retirant dans la buse 9 la chambre d'expansion caractéristique de l'invention, c'est-à-dire le corps 29. Le fil obtenu présente sensiblement la même structure et les mêmes propriétés que le fil de l'exemple 1, si ce n'est toutefois que le nombre de brins cassés est important, ce qui entraîne à son tour une perte appréciable de la résistance mécanique de ce fil à la rupture. De la sorte, ce fil ne peut être classé qu'en second choix, en particulier lorsqu'il s'agit de l'utiliser sur des machines à tisser. EXEMPLE 3 On place la buse 9 de l'exemple 1 sur le montage de la figure 5, c'est-à-dire avec sortie du fil 12 sensiblement sans tension, dans l'axe longitudinal du canal 22. La pression de l'air comprimé est réglée à quatre bars, les autres réglages étant identiques à ceux de l'exemple 1. On obtient un fil texturé volumineux présentant des boucles bien séparées, sensiblement exempt de brins casssés. EXEMPLE 4 On répète l'exemple 3 en utilisant le montage de la figure 6, c'est-à-dire en entourant et prolongeant la buse 9 d'un tube cylindrique en tôle métallique 38, de soixante millimètres de diamètre et quatre cents millimètres de hauteur, fermée à son extrémité opposée à la buse 9 par un couvercle 39 percé en son centre d'un orifice où l'on place un oeillet 40 de céramique TITAL de diamètre huit millimètres, et à travers lequel passe le fil texturé 12. La pression de l'air comprimé amené en 10 est réglée à trois virgule deux bars, et toutes les autres conditions sont réglées comme à l'exemple 1. Le tube de sortie 38 a pour principal effet d'emmagasiner temporairement le fil 12 et, ainsi, d'une part, de continuer à enchevitrer ce fil et, d'autre part, d'éviter un emmêlement accidentel de ce fil sur lui-même ce qui se traduit toujours, toutes choses égales par ailleurs, par une diminution notable de la pression de l'air comprimé de un à un et demi bars selon les cas. On obtient ainsi un fil très gonflant, volumineux, présentant des boucles et autres circonvolutions apparentes, sensiblement exempt de brins cassés. EXEMPLE 5 On répète l'exemple 2, c'est-à-dire avec une buse 9 sans chambre d'expansion 30, mais en inversant le sens de passage du fil dans la buse 9, c'est-à-dire en faisant entrer ce fil par la portion 25 de plus gros diamètre et en le faisant sortir par la portion de petit diamètre 23, les jets de raccords 28 étant inclinés à cent cinquante degrés par rapport à l'axe longitudinal du canal 22, c'est-à-dire par rapport au fil 2, formant ainsi un obstacle à l'avancée du fil dans la buse. Une telle disposition correspond, en grandes parties, à celle revendiquée dans le brevet français n2 1.581.208 précité. On obtient ainsi un fil moyennement texturé présentant de très nombreux brins cassés et qui n'est pratiquement pas utilisable comme tel, en matière de premier choix. Pour obtenir un fil de qualité convenable, il faudrait réduire la vitesse du fil lors du traitement d'au moins cinquante pour cent environ, sans compter qu'un tel procédé ne convient pas pour le traitement des fils de verre. EXEMPLE 6 On reproduit une buse analogue à celle décrite à l'exemple 1 à la seule variante suivante, à savoir l'inclinaison des quatre raccords 28 sur l'axe longitudinal du canal 22 qui décroit régulièrement d'un raccord à l'autre et a pour valeur respectivement trente degrés, vingt sept degrés et demi, vingt cinq degrés, vingt deux degrés et demi, de sorte que l'axe de ces raccords 28 coupe 22 en des points différents et équidistants situés sur une spirale. Cette buse est particulièrement adaptée au traitement des fils de titres élevés. Par suite des différences d'inclinaison des raccords 28 sur l'axe 22, l'air non seulement emmêle les brins élémentaires, mais a également tendance à communiquer au faisceau une légère torsion, ce qui améliore la rémanence de la voluminosité. EXEMPLE 7 On reproduit la buse de l'exemple 1 en modifiant comme suit le diamètre des canaux cylindriques 24 et 25 - diamètre 24 : un millimètre et demi, - diamètre 25 : deux millimètres et demi. Cette buse est particulièrement adaptée à la texturation des fils de verre, de titre compris entre cinq cents et dix mille dtex. Comme déjà dit, le dispositif selon l'invention est adapté à la texturation des fils à filaments continus, notamment en verre. On peut également traiter simultanément plusieurs fils peu ou pas tordus. La chambre d'expansion 30, caractéristique essentielle de l'invention, crée une dépression qui a pour effet de briser le jet d'air comprimé, débouchant de la portion cylindrique 25, et ainsi de détendre à nouveau le fil, ce qui améliore sa voluminosité. Par ailleurs, l'orifice de sortie 32 de la chambre d'expansion 30 étant plus petit que celui d'entrée 25 dans ladite chambre, cela a pour effet d'une part, d'accélérer la vitesse du fil à ce niveau et de compenser ainsi l'air s'évacuant par 32 et par la produire une seconde texturation, et d'autre part, -de refouler en partie l'air à l'intérieur de la chambre d'expansion 30, ce qui augmente la séparation et l'entrelaçage des filaments élémentaires et, par conséquent, le volume apparent du fil texturé. Comme déjà dit, contrairement aux réalisations décrites dans le préambule, les jets d'air sont inclinés dans le sens d'avancée du fil, et non dans le sens opposé, ce qui se traduit par une nette diminution du nombre de brins cassés et, par voie de conséquence, par une augmentation de la résistance mécanique de ces fils. Enfin, par rapport aux autres dispositions connues à ce jour, ce dispositif présente l'avantage de diminuer de manière appréciable la consommation d'air comprimé, ce qui permet ainsi d'augmenter, toutes choses égales, la vitesse de traitement du fil. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour le traitement d'un fil textile à filaments continus au moyen d'un jet de fluide sous pression, du type comportant essentiellement - un canal sensiblement longitudinal pour le passage du fil définissant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, - un conduit d'amenée du fluide sous pression, débouchant dans ledit canal en formant un angle appréciable avec celui-ci,- - une chambre d'expansion pour le fluide interposée entre le raccord du conduit d'amenée du fluide avec ledit canal, et l'ori- fiée de sortie de ce canal, caractérisé en ce que le canal de passage pour le fil se compose dans l'ordre, d'un premier conduit cylindrique, puis d'un second conduit également cylindrique coaxial, raccordé au premier et dont le diamètre est supérieur à celui du premier conduit, d'une chambre d'expansion contigüe et coaxiale au second conduit, de diamè- tre plusieurs fois supérieur à celui du second conduit, et d'un orifice de sortie également coaxial dont le diamètre est inférieur à celui du second conduit. 2/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de l'orifice de sortie de la chambre d'expansion est plus petit que le diamètre de son orifice d'entrée. 3/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une seconde chambre située en aval de l'orifice de sortie du canal, coaxiale à la chambre d'expansion et dont le diamètre et la longueur sont considérablement plus élevés que le diamètre et la longueur de la chambre d'expansion. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, du type comportant plusieurs conduits équiangulaires d'amenée de fluide dans le canal, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison de ces conduits sur l'axe de ce canal est sensiblement égal d'un conduit à l'autre. 5/ Dispositif selon revendication 4, caractérisé en ce que les conduits d'amenée du fluide dans le canal sont inclinés à trente degrés d'angle par rapport à l'axe longitudianl de ce canal. 6/ Dispositif selon-l'une des revendications 4 et 5,du type comportant plusieurs conduits équiangulaires d'amenée de fluide'dans le canal,caractérisé en ce que L'angle d'inclinaison de ces conduits sur l'axe du canal décroit regulièrement-d'un conduit â l'autre.