Brevet FR2343831A1 — publié le 19771007

L'invention se rapporte à un procédé de filature-étirage rapide à l'état fondu en vue d la fabrication continue de filés filamentaires ayant des valeurs résiduelles d'allongement de 30 à 70 z à partir de masses fondues en polyamide-6, en polyamide-6,6, par pré-étirage, refroidissement, préparation,tourbil- lonnement, étirage résiduel et bobinage des filaments. Les filés filamentaires étirés se laissent fabriquer conventionnellement en deux stades opératoires, distincts mutuellement dans l'espace et dans le temps, à savoir la filature à des vitesses de tirage allant jusqu'environ 1200m/minute et l'étirage, les filaments étant allongés par exemple de 3 à 4 fois, étant ainsi engendré un squelette moléculaire orienté dans le filament. Seule cette orientation produit la résistance par ticulière et les autres propriétés. Ces procédés exigent toutefois une grande dépense en machines et en personnel et les qualités et rendements indispensables ne peuvent être atteints que dans des locaux de filature et d'étirage exactement climatisés. Une autre possibilité de fabrication de filés filamentaires étirés est le procédé de filature-étirage, dans lequel les filés filamentaires étirés sont bobinés continuellement à des vitesses de l'ordre de 3000 à 4000 m/minute. Mais ce procédé est du point de vue economique fortement obéré par le fait que pour obtenir une constitution de bobine irréprochable les filaments, consécutivement au processus d'étirage, doivent être traités à des températures relativement élevées supérieures à 1100C. On décrit un procédé de ce genre par -exemple dans les demandes de brevet de la République Fédérale d'Allemagne mises à 1 r insv tion publique sous les Nos. 2.204.397 et 2.204.535. Selon celles-ci on soumet des filaments en masses thermoplastiques, comme des polyesters, à un pré-étirage à une -vitesse de tirage supérieure à 3000 m/minute et à un étirage résiduel consécutif entre 1 : 1,8 et 1 : 1,3 suivant un procédé opératoire continu. Pendant étirage résiduel on chauffe les filaments au moyen d'un dispositif de chauffage (notamment à la page 4 de la demande No. 2.204.535). D'un autre côté, page 5, premier alinéa, on déclare que des "Hot Pins" ou des galettes chauffées ne sont pas indispensables, d'où l'on peut opérer sans ou avec seulement un appareil de chauffage. Les dessins, la description des dessins et le seul exemple font toutefois allusion sans équivoque à un chauffage au cours de la pré-orientation. Ces contradictions n'apportent pas un enseignement non équivoque pour la mise en oeuvre du procédé décrit.On ne voit pas en outre comment on assure et atteint une constitution de bobine Irréprochable. C'est pourquoi l'objectif de la présente invention, par une élévation des vitesses de production et une intégration simultanée de plusieurs stades de production, sans compromettre la qualité ni le rendement, est de disposer d'un procédé continu économique pour la fabrication d'un filé filamentaire, dans lequel les inconvénients des procédés connus de filature rapide sont évités. On atteint cet objectif pour des filés filamentaires en pdyamide-6 et en polyamide-6,6, dans la gamme de titres de filaments individuels 22/1-167/36 dtex (1 dtex = 7 décitex = 104m/g), dont le diamètre de filament est de 10 à 80/u, de préférence de 20 à 40 y, lorsqu'on effectue un pré-étirage des filés filamentaires à des vitesses de tirage de 4000 à 6000 m/minute au moyen d'un premier duo de galettes non chauffées, on les refroidit, on applique une préparation, on les tourbillonne pour l'amélioration du rassemblement des fils, on les soumet avec un second duo de galettes non chauffées à un étirage résiduel dans la gamme de 1 : 1,01 à 1 : 1,3 et on les bobine sous une tension de 0,1 à 0,2 p/dtex à des vitesses de 4000 à 8000 m/minute. Le tourbillonnement du faisceau de filés est aussi indispensable pour une constitution d'enroulement favorable que la gamme de tension de 0,1 à 0,2 p/dtex l'est pour l'enroulement. De manière particulièrement avantageuse le tourbillonnement se fait dans la course du filé entre les deux rouleaux d'un duo de galettes parce que, dans ce mode opératoire, le processus de tourbillonnement n'exerce aucune influence sur les autres paramètres du procédé. Des dispositifs appropriés de tourbillonnement sont connus par exemple par le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 2.985.995. Dans ce brevet on décrit aussi une méthode de mesure pour l'estimation du degré de tourbillonnement. La valeur mesurée est désignée par valeur "Hookdrop" et celle-ci dans le procédé conforme à l'invention doit être d'au moins 100 mm, de préférence d'au moins 200 mm. Le tourbillonnement peut être exécuté dans un des tours autour du premier ou du second duo de galettes. Il est surprenant qu'en dépit des duos de galettes non chauffées, le tourbillonnement en combinaison avec la tension de bobinage suffise pour une constitution remarquable de l'en- roulement. Un autre rôle important pour la constitution de l'en- roulement est joué par la préparation. On l'applique sur le filé de préférence directement après la solidification des filaments, en particulier directement sous le puits de soufflage. Comme préparation on se sert d'une formulation aqueuse d'huile de préparation à l'aide de laquelle les filés sont préparés en sorte qu'ils contiennent moins de 3,0 % en poids d'eau. Les filés ainsi obtenus se présentent en prépondérance dans la modification gamma. Cette structure est caractérisée par des réflexions méridiennes et équatoriales sensiblement de même intensité au diagramme de rayons X Cuti , et cela même encore après l'étirage résiduel. La résistance des filés fabriqués conformément à l'invention s'élève à 30-45 Rkm (longueur de rupture en kilomètres). Les allongements résiduels se situent dans l'intervalle de 30 à 70 t. A caté des autres avantages atteints conformément à l'invention en ce qui concerne la constitution de l'enroulement, les filés après la teinture montrent un meilleur unisson des couleurs. L'étirage résiduel peut aussi être exécuté à l'aide de galettes étagées. Dans la figure I : 1 est la filière, 2 un guidefilament, 3 une unité de préparation, 4 un guide-filament, 5 des unités de tourbillonnement qui peuvent être montées à divers endroits dans le trajet du filé, de préférence toutefois en 5a ou Sb, 6 un duo de galettes, 7 un duo de galettes, 8 une unité de bobinage. Dans la figure 2 on a reporté pour deux vitesses de bobinage l'allongement résiduel (en ordonnées) en fonction du rapport d'étirage résiduel (en abscisses). Les filés filamentaires fabriqués par le procédé conforme à l'invention sont utilisables pour toutes les applications dans lesquelles les filés filamentaires de fabrication conventionnelle sont aussi employés. EXEMPLE Avec une unité de bobinage on tire un filé filamentaire en polyamide de 44 dtex à 9 filaments individuels à raison de 3600 m/minute, on l'étire à travers un duo raccordé à la suite à raison de 4400 m/minute et on le bobine ensuite à raison de 4250 m/minute. La douille de tourbillonnement est installée entre les galettes. La tension de bobinage est de 8 à 10 p, le nombre d'entrelacs est d'environ 15 entrelacs/m. Le nombre de courses doubles est de 1800 courses doubles/minute. On a déterminé les valeurs de filé suivantes : allongement résiduel 50 %, résistance 36 Rkm. L'enroulement montre à un poids de bobine de 12 kg p de bonnes propriétés de course, par exemple sur r te- lier d'ourdissage conventionnel. La tension de fil -mesurée avant le chevalet d'ourdissage- est ici dans la gamme usuelle de 8 à 10 p. EXEMPLE COMPARATIF Avec la même unité de bobinage on tire des filés filamentaires en polyamide 44 f 9 à travers un duo de tirage à raison de 2400 m/minute, on les étire à travers un duo d'étirage raccordé à la suite à raison de 4400 m/minute puis on les bobine à raison de 4150 m/minute. Le nombre d'entrelacs est de 3à 5 entrelacs/m, mesuré avec un instrument d'essai d'entrelacs Rothschild. On détermine les valeurs suivantes de filé : allongement résiduel 38 %, résistance 44 Rkm. L'enroulement n'est plus façonnable par la suite parce qu'en raison de la relaxation élevée il écrase la douille et ne peut plus être tiré du mandrin de serrage de l'unité de bobinage. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de filature-étirage rapide à l'état fondu pour la fabrication de filés filamentaires ayant des valeurs d'allongement résiduel de 30 à 70 % en masses de polyamide-6, de poly amide-6,6, par pré-étirage, refroidissement, préparation, tourbillonnement, étirage résiduel et bobinage des filaments, caractérisé en ce que les filaments filés, présentant un diamètre de filament de 10 å BD Z , suivant un mode opératoire continu, sont pré-étirés-à des vitesses de tirage de 4000 à 6000 m/minute au moyen d'un premier duo de galettes froides, sont soumis avec un second duo de galettes froides à un étirage résiduel de 1,01 à 1,3 et sont ensuite bobinés sous des tensions de 0,1 à 0,2 p/dtex à des vitesses supérieures à 4000 et allant jusqutà 8000 m/minute. 2. Procédé de filature rapide à l'étant fondu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tourbillonnement est exécuté dans le trajet du filé entre les deux rouleaux du premier duo de galettes. 3. Procédé de filature rapide à l'état fondu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tourbillonnement dans le trajet du filé est exécuté entre les deux rouleaux du second duo de galettes. 4. Procédé de filature rapide à l'état fondu selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étirage résiduel se fait sur des galettes étagées. g. Procédé de filature rapide à l'état fondu selon la revendication l, caractérisé en ce que la préparation des filés filamentaires se fait directement après la solidification des filaments, de préférence directement sous le puits de soufflage.