Brevet FR2372264A1 — publié le 19780623

L'invention a pour objet des perfectionnements aux dispositifs utilisés pour le traitement thermique des filés contenant un ou plusieurs filaments thermoplastiques. On connaît déjà des dispositifs pour le traitement thermique des filés thermoplastiques. Ces dispositifs-déjà connus présentent la forme d'un tube enroulé en une hélice conique ou cylindrique et dans lequel on fait passer le filé contenant un ou plusieurs filaments thermoplastiques de telle manière que les tensions latentes qui se sont accumulées dans le filé au cours de sa préparation se détendent dans une mesure contrée et que le filé soit ainsi stabilisé. Ce traitement supprime ou du moins réduit considérablement la tendance au retrait ou à l'allongement pendant l'utilisation. Dans les divers dispositifs déjà connus le filé est véhiculé dans le dispositif en même temps qu'un fluide, qui constitue dans la plupart des cas le véhicule du filé. Ce fluide, qui est généralement à l'état gazeux, peut être chaud ou encore il peut être chauffé au cours de son passage à l'intérieur du dispositif. On connais des dispositifs prévus pour le traitement thermique des filés thermoplastiques qui subissent un retrait de longueur considérable lorsqu'ils sont chauffés, ces dispositifs déja connus comprenant des moyens d'introduction du filé et des moyens de réenroulement du file, un étroit canal allongé ou un élément tubulaire enroulé, des moyens qui chauffent ce canal ou cet élément tubulaire a' une température choisie de manière à chauffer le filé pendant que ce dernier se trouve dans ce canal ou dans cet élément tubulaire pour le porter à une température comprise entre 800C et 3000C, des moyens qui débitent un gaz comprimé et qui sont placés de manière à faire circuler un courant de gaz dans ce canal ou cet élément tubulaire, dans le sens de la circulation du filé t des moyens d'entratnement du filé, qui servent à faire avancer positivement le filé dans ce canal ou élément tubulaire sous une tension très basse et avec une vitesse supérieure à la vitesse laquelle le filé est extrait du canal, et des moyens d'entrainement du filé servant à extraire le filé du canal. Il est également connu que les dispositifs actuels sont enroulés en une hélice cylindrique ou conique et que cette hélice possède de toute façon une allure curviligne sur toute leur longueur. La Demanderesse a constaté que, dans les dispositifs détà connus, dans lesquels l'hélice est chauffée par des moyens ex té- rieurs, le filé transporté par le fluide qui circule dans le dispositif est à peu près constamment appuyé contre la paroi intérieure de l'hélice. La Demanderesse a également constaté que la lecture de la température de ce fluide fournit des informations qui ne coïncident pas avec les paramètres réels auxquels le filé est soumis. On a également constaté que le filé subit un échauffement qui varie sur sa section pour atteindre les températures maxima dans la partie du filé qui frotte sur le dispositif et la température minimum dans la partie opposée, dans laquelle le filé présente sensiblement une température moyenne proche de celle du fluide. On a également constaté que, le long de son trajet, le filé subit des modifications continuelles et aléatoires de position relative par rapport au bord intérieur de l'hélice du dispositif. On a également constaté que ces effets entraient des surchauffes localisées du filé, qui ont elles-memes pour conséquence des effets négatifs sur les résultats généraux obtenus par ce traitement. C'est ainsi que, dans le filé traité, on remarque la présence de boucles ou de micro-boucles dues au retrait brusque que le filé subit en entrant en contact avec la paroi chaude. On remarque également que le filé possède un aspect irrégulier et, en tout cas, une forme irrégulière sur sa circonférence. On a constaté que, dans les solutions connues, les pressions & utiliser pour introduire le fluide sont relativement élevées, ce qui entrasse une grande consommation de fluide et de chaleur. Tous ces inconvénients, ainsi que d'autres sont donc liés au fait que le filé n'est pas chauffé par le fluide, ou qu'il n'est pas entièrement chauffé par l'air et qu'il est principalement chauffé par contact direct avec la paroi chaude du dispositif, contact qui doit nécessairement présenter une surface réduite, compte tenu des dimensions du filé et du dispositif. Pour éliminer tous ces inconvénients -et faire en sorte que la température moyenne du fluide constitue la température a' laquelle le traitement thermique du filé se produit réellement, on a étudié et réalisé le dispositif qui fait l'objet de la présente invention Le but de l'invention est donc de faire en sorte que la température du fluide vecteur coïncide avec la température effective à laquelle se produit le processus de retrait ou, du moins, soit très proche de cette dernière température. L'invention a encore pour autre but de permettre d'obtenir un meilleur filé, qui ne présente ni boucle ni micro-boucle et possède une qualité plus uniforme. L'invention a encore pour autre but de pouvoir travailler avec des pressions de service du fluide vecteur réduites à la moitié ou même à moins de la moitié des pressions qui étaient nécessaires jusqu'à présent. Ceci apporte l'avantage de permettre d'obtenir un meilleur rendement thermique grâce à Ia réduction de la quantité de chaleur perdue. Tous ces buts et les avantages correspondants, ainsi que d'autres buts et avantages qui ressortiront de la suite de la description, sont obtenus par le dispositif suivant l'invention, qui tire parti du comportement caractéristique des fluides dans les conduits rectilignes. Alors que, dans les conduits enroulés en spires circulaires, la vitesse-maximum des filés fluides se trouve deportée par-rapport au barycentre du conduit t dans les conduits droits, le barycentre et l'axe de vitesse maximum sont sensiblementen coIncidence. Or, dans un conduit droit, le filé transporté par le fluide, se déplace suivant l'axe du conduit et à une vitesse proche de la vitesse maximum du fluide et n'entre en contact avec les parois chaudes que par hazard et temporairement t en tous cas, ce contact n'est pas de nature à pouvoir former un point d'échange thermique suffisant ni à interagir même localement avec le filé. Toutefois, étant donné qu'il est impossible de proposer un four de retrait droit, en raison de l'encombrement qu'il possèderait, on réalise l'invention en utilisant un conduit chauffé extérieurement et enroulé en une hélice comportant au moins un segment linéaire. Suivant une forme préférée, ce dispositif présente au moins deux côtés droits raccordés par des courbes. Dans un exemple avantageux de réalisation de cette forme préférée, les segments courbes de raccordement ne sont pas chauffés. L'invention a donc pour objet des perfectionnements apportés aux dispositifs prévus pour le traitement thermique des filés contenant un ou plusieurs filaments thermoplastiques, comprenant des conduits de type et de section quelconques, chauffés extérieurement, dans lesquels on fait circuler le fluide véhicule du filé et qui sont enroulés sensiblement en hélice, ce dispositif étant caractérisé en ce que les spires d'enroulement du conduit possèdent au moins un segment droit et avantageusement au moins deux segments droits. Des modes de réalisation seront décrits ci-après à titre d'èxemples non limitatifs avec référence aux dessins annexés sur lesquels s La figure 1 est une vue axonométrique et en partie en coupe d'une forme préférée de réalisation t La figure 2 est une coupe transversale du dispositif t La figure 3 est une coupe longitudinale du conduit du dispositif t La figure 4 est une vue de côté du conduit du dispositif t La figure 5 est une vue de détail représentant une variante qui diffère de la forme de réalisation des figures précédentes par une modification apportée au point A t Les figures 6 à 8 représentent d'autres variantes. Sur toutes les figures des dessins, les éléments analogues ou possédant des fonctions analogues sont désignés par les mêmes numéros de référence. La référence 10 désigne l'ensemble du dispositif t la référence 11 désigne le caisson extérieur du dispositif t la référence 12 désigne le revêtement isolant qui évite les déperditions de chaleur ;; la référence 13 désigne le conduit tubulaire dans lequel on fait passer à la fois un fluide auxiliaire, qui assure les fonctions de vecteur et d'élément intermédiaire de stabilisation et de transmission de la chaleur, et un filé 22 contenant un ou plusieurs filaments thermoplastiques i la référence 14 désigne la partie servant d'entrée dans l'exemple considéré I la référence 15 désigne la partie constituant la sortie dans l'exemple considéré t la référence 16 désigne des segments droits ou sensiblement droits dans lesquels le filé 22 circule dans une position sensiblement centrale t la référence 17 désigne les segments curvi lignes et de raccordement, dans lesquels le filé circule en s'appuyant sensiblement contre la paroi interne ;; la référence 117 désigne sur la figure 5 la contre-courbe qui permet au filé sortant de la courbe 17 de se placer dans une position sensiblement centrale dans le segment 16 t la référence 18 désigne les éléments de chauffage constitués par des plaques radiantes ou par des résistances électriques, par exemple du type cuirassé t la référence 19 désigne les barrettes d'assemblage mutuel et de fixation du conduit tubulaire 13 t la référence 20 désigne l'éventuelle plaque de protection qui, en coopérant avec les éventuelles entretoises 21, sert à éviter que la chaleur des éléments chauffants 18 ne crée des températures de surchauffe dans le segment 17. Suivant une variante, les éléments chauffants 18 sont absents dans les segments 17 afin d'éviter qu'ils ne chauffent les segments dans lesquels le filé glisse le long des parois du conduit 13 t suivant une autre variante, dans les segments 17, les éléments chauffants 18 sont dimensionnés de manière à établir dans les parois du conduit 13 une température proche de la température moyenne du fluide intermédiaire ou presque égale à celle-ci. La forme d'enroulement des conduits 13 peut être sensiblement celle d'un rectangle dont les deux petits côtés forment entièrement des courbes de raccordement, comme on l'a représenté sur les figures 1, 2, 3 et 4 t ou encore elle peut être carrée, triangulaire, etc..., comme, par exemple sur les figures 6 et 7. Dans une variante, deux côtés peuvent être entièrement constitués par des courbes de raccordement, comme on l'a représenté par exemple sur la figure 8 ; avec cette variante, il est possible d'imposer au filé un traitement mixte, c'est-à-dire qu'il est possible d'obtenir à la fois une stabilisation et un gonflement aléatoire obtenu par la formation de boucles et de micro-boucles. Dans une forme de réalisation préférée, les conduits possèdent une section sensiblement circulaire. Dans une variante, les conduits possèdent une section sensiblement ovale. Dans une autre variante, les conduits possèdent une section sensiblement circulaire dans leurs segments droits et cette section est ovalisée dans les zones de raccordement 17. On a décrit ci-dessus quelques formes préférées de réalisation de l'invention mais l'homme de l'art pourra apporter diverses modifications aux formes décrites sans pour cela sortir du domaine de l'invention. C'est ainsi qu'il est possible de prévoir un seul segment droit 16 pour chaque spire t il est également possible d'utiliser des conduits de section carrée, rectangulaire, triangulaire, etc...î il est également possible de réaliser un appareil dans lequel les spires sont totalement ou partiellement immergées dans un fluide chauffant, par exemple dans une huile diathermique : il est possible de prévoir une contre-courbe 117 à l'entrée et/ou à la sortie de chaque segment rectiligne 16 t etc... Il est clair que de telles variantes rentrent bien dans le cadre de la présente invention. REVEND ICAT IONS 1.- Dispositif pour le traitement thermique des filés contenant un ou plusieurs filaments thermoplastiques, qui comprend des conduits de type et de section quelconques,chauffés extérieurement et dans lesquels on introduit le fluide portant le filé, ces conduits étant enroulés sensiblement en hélice, ce dispositif étant caractérisé en ce que les spires d'enroulement des conduits possèdent au moins un segment droit, ce segment droit étant chauffé extérieurement. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque spire comporte deux segments droits sensiblement parallèles, tandis que les parties restantes des spires sont constituées par des courbes de raccordement. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les segments droits des spires sont constitués par deux segments qui forment un angle entre eux et qui sont raccordés par un segment courbe. 4.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque spire comprend trois segments droits disposés en triangles et raccordés par des courbes. 5.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque spire comprend quatre ou plus de quatre segments droits qui sont raccordés les uns aux autres par des courbes. 6.- Dispositif suivant-l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice constituée par le conduit est entièrement chauffée. 7.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 6, caractérisé en ce que le chauffage des segments droits est différent du chauffage des segments courbes de raccordement. 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que seuls les-segments droits ou sensiblement droits de l'hélice constituée par le conduit sont chauffés. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte au début et/ou à la fin d'un segment de raccordement courbe 17, une contre-courbe 117 servant à positionner le filé sur l'axe du segment sensiblement droit 16.