Brevet FR2348292A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne un procédé de transfert de chaleur entre un fil filamentaire qui avance en cours nant autour de son axe longitudinal, par exemple au cours d'une opération de crêpage avec fausse torsion (texturation), et un fluide. t-ars un procédé de transfert de chaleur entre un fil filamentaire qui avance en tournant autour de son axe longitudinal, par exemple au cours d1une torsion, et un fluide tel que l'air dans lequel circule le fil, dans un tourbillon de fluide pratiquement parallèle à l'axe longitudinal du tourbillon, on constate qutil est particulièrement avantageux, pour la qualité du fil, que le sens de rotation du fil soit opposé au sens du rotation du tourbillon de fluide. Ainsi T'invention concerne un procédé de transfert de chaleur entre un fil filamentaire qui avance en tournant autour de son axe longitudinal et un fluide dans lequel circule le fil, le fil passant dans un tourbillon de fluide en direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du tourbillon, celui-ci tournant en sens opposé au sens de rotation du fil. Ainsi, de la chaleur peut etre transmise à un fil filamentaire qui avance ou par un tel fil. Le fil qui avance peut tourner autour de son axe longitudinal sous la commande d'un dispositif classique de torsion et la torsion est avantageusement assurée par fausse torsion. Ainsi, le fil, après passage dans un ou plusieurs dispositifs destinés à former des tourbillons de fluide, peut avancer vers le dispositif de fausse torsion. Il est avantageux que deux dispositifs générateurs de tourbillons de fluide puissent betre utilisés dans un procédé de texturation de fil par fausse torsion afin que le fil puisse être successivement chauffé et refroidi avant qu'il atteigne le dispositif de fausse torsion. Les demandes de brevet britanniques nO 45 206/74 et 47 974/74 décrivent des dispositifs destinés à former des tourbillons de fluide et qui sont utiles selon l'invention. En particulier, le dispositif qui induit la formation dpun tourbillon de fluide comprend une chambre ayant des canaux tangentiels d'entrée de fluide disposés symétriquement à sa circonférence. Des tubes d'entrée et de sortie de fil sont aussi disposés de part et dpautre de la chambre et contiennent le tourbillon induit dans celle-ci. Ces tubes sont longs par rapport à la dimension de la chambre afin que le tourbillon puisse & re maintenu au contact d'un fil qui avance pendant une période relativement longue. Les extrémités des tubes éloignés de la chambre peuvent aussi etre limitées comme décrit dans la demande de brevet britannique nO 15 023/76. Tout fluide, csest-à-dire tout gaz ou liquide, pratiquement inerte vis-à-vis du fil peut wetre utilisé mais il spagit avantageusement dgun gaz, à la température utilisée pour le procédé. En plus de lsair précité, l'anhydride carbonique, l'azote ou la vapeur d'veau convient aussi. Les exemples comparatifs qui suivent sont donnés à titre purement illustratif. Les diverses mesures indiquées sont réalisées par des dispositifs bien connus des spécialistes, sauf indication contraire. EXEMPLE 1 Dans cet exemple, on utilise un dispositif de transfert de chaleur analogue à celui des figures 2A, 2B et 2C des demandes de brevet britanniques nO 45 206/74 et 47 974/74 précitées. La chambre" du tourbillon a un diamètre interne maximal de 2,38 mm et le diamètre des 4 jets d'entrée d'air e-st de 0,51 mm. Le tube d'entrée et de sortie du fil continu a une longueur totale d'environ 380 mm. Le dispositif est utilisé pour le chauffage d'un fil au cours d'opérations simultanées dlétirage et de crêpage avec fausse torsion (texturation) au cours desquelles un fil polyester à 30 filaments de 350 décitex,partiellement orienté ou étiré, provenant de téréphtalate de polyéthylène (biréfringence 27.10-3) avance sous la commande de rouleaux d'abord dans le dispositif de chauffage puis sur celui-ci et au contact d'une longue plaque de refroidissement en métal de 0,95 m de longueur (placée à 12 cm en aval du dispositif) et vers un manchon de retordage à friction (un seul passage et de manière analogue à l'exemple 2), puis entre des rouleaux d'étirage. La vitesse de ces derniers est de 600 m/min, et le manchon tourne, dans deux procédés séparés A et B, à 18 500 tr/min Le procédé A dans lequel le fil tourne dans le meme sens que le tourbillon de fluide, et Le procédé B dans lequel le fil tourne en sens opposé à celui du tourbillon de fluide (tourbillon de sens inverse). Le rapport d'étirage est de 2,1. Les résultats obtenus avec les procédés A et B sont indiqués dans le tableau qui suit. A Température mo- Pression de Débit dgair Température Torsion yenne de l'air l'air, bars (temp. am- moyenne à moyenne dans la chambre, biante) la sortie du fil OC 3 du disposi- sous le tif,0C*, ** dispositif, tr/min*** 225 5,6 3,1 152 2270 247 5,6 3,1 166 2345 257 5,6 3,1 173 2222 268 5,6 3,1 189 2237 279 5,6 3,1 198 2250 285 5,5 3,1 200 2252 290 5,6 3,1 202 2305 300 5,6 3,1 208 2257 305 5,6 3,1 210 2272 322 5,6 3,1 217 2220 332 5,6 3,1 220 2240 B 225 5,6 3,1 145 2365 247 5,6 3,1 165 2335 257 5,6 3,1 170 2405 268 5,6 3,1 185 2265 279 5,6 3,1 190 2400 285 5,6 3,1 196 2330 290 5,6 3,1 200 2365 300 5,6 3,1 207 2440 305 5,6 3,1 209 2420 322 5,6 3,1 215 2330 332 5,6 3,1 219 2325 * On utilise un pyromètre infrarougeà balayage disponible auprès de Cambridge Consultants Ltd., Cambridge, Angleterre. ** Température moyenne du fil à l'entrée dans le dispositif 200C (ambiante) *** Dans exemple considéré, le niveau de torsion des fils est pris comme indication du volume potentiel des fils. On note que les torsions moyennes obtenues avec le procédé B (rotation en sens inverse) sont régulièrement supérieures à celles que donne le procédé A (rotation dans le même sens), en moyenne de tordre de 100 tr/m, cette différence étant importante en ce qui concerne le volume potentiel du fil, pour des torsions aussi élevées. EXEMPLE 2 On utilise le meme dispositif et le même procédé que dans l'exemple 1 dans une comparaison supplémentaire des procédés A et B, concernant le nombre de filaments brisés indésirables et de boucles formés dans les fils. On les détecte et on les compte par circulation de 500 m de fil à raison de 335 m/min sous une tension de 7850 dynes, à l'aide d'un dispositif optique dans lequel les boucles ou les filaments brisés dépassant du fil recoupent un faisceau lumineux qui crée des impulsions provenant d'une cellule photoélectrique, les impulsions pouvant & re comptées. On règle le dispositif afin que seuls les filaments et les boucles qui dépas sent du fil d'au moins 0,76 mm donnent un signal. Les résultats figurent dans le tableau qui suit. A B Terot7érature moyenne de flair dans la chambre, OC 290 290 Pression de l'air, bars 5,6 5,6 Débit d'air (température ambiante), m3/h 3,1 3,1 Température moyenne à la sortie du dispo sitif, C*** 202 202 Tension du fil au-dessus du dispositifjdynes 37,3.103 32,4.103 Tension du fil avant le manchon de friction, 103 50,0.03 dynes Tension du fil après le manchon de fric- 96,1.103 88,103 tion, dynes Nombre relatif de filaments brisés et de boucles pour 500 m de fil 916 48 Ainsi, le procédé B présente un avantage très net en ce qui concerne la qualité du fil et les tensions au cours du traitement. Dans aucun des exemples, les tourbillons de fluide ne provoquent un entrelacement et une fausse torsion importants des filaments, dans les fils qui avancent, et le procédé selon l'invention diffère nettement des procédés analogues qui donnent une fausse torsion et un entrelancement considérables des fils. Le procédé convient aussi au chauffage et/ou au refroidissement des fils filamentaires tordus, bien qu'un tel procédé entre pas dans le cadre de l'invention. Bien dugon ait décrit l'invention en référence à des fils filamentaires de polyester, elle s'applique aussi à de nombreux autres fils filamentaires, par exemple tirés d1autres matières de synthèse telles que les polyamides, les polyacryliques et les polyoléfines, des polymères régénérés tels que l'acétate de cellulose ou la rayonne de viscose, ou de matières minérales telles que le verre. REVENDICATIONS 1. Procédé de transfert de chaleur entre un fil filamentaire qui avance en tournant autour de son axe longitudinal et un fluide, caractérisé en ce que le fil circule dans un tourbillon de fluide dont le sens de rotation est opposé au sens de rotation du fil autour de son axe longitudinal, le fil étant pratiquement parallèle à l'axe longitudinal du tourbillon. 2o Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaleur est transférée au fil qui avance. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaleur est transférée à partir du fil qui avance 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fluide est l'air. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fil, après passage dans le tourbillon de fluide, avance vers un dispositif de fausse torsion. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fil passe dans deux tourbillons de fluide qui assurent successivement le transfert de chaleur au fil et à partir du fil, avant passage de celuici vers un dispositif de fausse torsion. 7. Fil filamentaire, caractérisé en ce qu'il est traité par mise en oeuvre dtun procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.