Brevet FR2366384A1 — publié le 19780428

La présente invention concerne le filage en fusion de polymères thermoplastiques de poids moléculaire permettant la formation de fibres. Comme cela est connu, la pratique commerciale, universelle, dans le domaine du filage en fusion consiste à acheminer le polymère en fusion à travers un filtre peu avant de l'extruder à travers une filière. Des structures types de l'art antérieur sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 2.266.363, nO 2.266.368 et nO 2.278.875. Quand le filtre auquel est reliée une filière est encras sé,il est nécessaire d'interrompre le filage pour nettoyer et remplacer ou régénérer d'une autre manière le filtre. Typiquement, les intervalles entre les opérations de régénération des filtres vont de quelques heures seulement à quelques semaines suivant le traitement et le polymère utilisé. De telles régénérations du filtre interrompent donc périodiquement le déroulement du filage continu par ailleurs, provoquant une baisse de productivité du dispositif de filage couteux. En plus du temps nécessaire pour remplacer le filtre, il est courant, dans le domaine du filage,deproduire un fil ou filé de qualité inférieure pendant une durée importante jusqu'à ce que l'équilibre thermique soit réétabli. Selon un aspect important de la présente invention, celleci permet d'éviter ces difficultés ainsi que d'autres en prévoyant une pompe de distribution ayant -un orifice d'arrivée et un orifice de sortie; des moyens d'alimenta-tion pour acheminer du polymère en fusion, alternativement, à travers un filtre choisi parmi plusieurs, à l'orifice d'arrivée, les moyens d'alimentation étant construits et disposés de telle sorte qu'un filtre non en service peut être régénéré sans interrompre l'acheminement du polymère vers l'orifice d'arrivée; de la pompe; une filière; et un moyen pour assurer une résistance importante à l'écoulement du polymère entre l'orifice de sortie et la filière tout en n'assurant sensiblement aucune filtration. Selon un autre aspect important de la présente invention, celle-ci prévoit un procédé consistant à filtrer le polymère à travers un milieu de filtration, à acheminer le polymère filtré au moyen d'une pompe à distribution vers une filière, par llintermediaire d'un moyen destiné à assurer une résistance importante à l'écoulement du polymère tout en n'assurant sensiblement aucune filtration et à changer le milieu de filtration sans interrompre l'écoulement du polymère filtré assuré par la pompe de distribution vers la filière. Dans le mode préféré de ces aspects, au moins 50 % (et, avantageusementV au moins 90 %) de la résistance importante mentionnée à roulement du polymère sont provoqués par une accélération et une décélération du polymère. Des résultats particulièrement souhaitables sont obtenus s'il se produit plusieurs accéléra- tions et décélérations du polymère, en particulier si la résistance à l'écoulement du polymère est provoquée par la déformation de sensiblement tout le polymère. 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 une vue schématique représentant la relation entre les divers éléments, que l'on décrira ci-après; et La figure 2 est une vue éclatée du mode de réalisation particulier du moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement de la figure 1, montrant sa relation par rapport à la filière. Comme le montre la figure 1, le dispositif comprend une source de polymère 20 en fusion à partir de laquelle du polymère en fusion est acheminé alternativement à travers l:un de dex filtres 22 et 24 vers l'orifice d'arrivée d'une pompe de distribution 26. La sélection du filtre à utiliser et l'isolement du filtre à régénérer sont effectués en manoeuvrant des vannes 28, 30, 32 et 34. Les vannes 36 et 38 dans les canalisations de purge d'air 40 et 42, respectivement, permettent de purger l'air du filtre mis en service quand on passe d'un filtre à l'autre. Le système de vannes et de filtres est construit et agencé de façon qu'un filtre non en service puisse être régenéré sans interrompre l'acheminement du polymère à l'orifice d'arrivée de la pompe. Des structures appropriées comportant les vannes, purges et filtres appropriés sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 3.833.121 et nO 3.503.096. Le courant de polymère en fusion sortant de l'orifice de sortie de la pompe de distribution 26 est acheminé à la filière 44 à travers un moyen créant une résistance à l'écoulement 46 destiné à provoquer une résistance importante à l'écoulement du polymère tout en n'effectuant sensiblement pas de filtration. Le mode de réalisation particulier du moyen créant une résistance à l'écoulement 46 est représenté dans la figure 2. Comme on le voit dans cette figure, le moyen destiné à créer une-résistance à l'écoulement 46 comprend des plaques munies d'ouvertures centrales 48, 50 et 52 alternées avec ou disposées de part et d'autre de plaques 54 et 56, chacune d'elles comportant plusieurs ouvertures espacées près de sa périphérie.Des joints annulaires 58 obturent les surfaces périphériques opposées des plaques adjacentes et maintiennent les plaques adjacentes espacées l'une de l'autre. A titre d'exemple particulier, les ouvertures centrales des plaques 48, 50 et 52 ont des diamètres de-7,14 mm alors que les 16 ouvertures dans chacune des plaques 54 et 56 ont des diamètres de 3,57 mm. La distance entre les plaques adjacentes est de 0,63 mm. Par conséquent, le polymère acheminé depuis l'orifice de sortie de la pompe de distribution 26 pénètre dans l'ouverture centrale de la plaque 48.Le polymère ralentit lorsqu'il circule radialement vers l'dxtérieur vers et à travers les ouvertures de la plaque 54, puis il accélère lorsqu'il circule radialement, vers l'intérieur, vers l'ouverture de la plaque 50 Le polymère ralentit de nouveau lorsqu'il circule radialement vers l'extérieur vers et à travers les ouvertures de la plaque 56 et, de nouveau, il accélère lorsqu'il circule radialement, vers l'intérieur, en direction de l'ouverture de la plaque 52.Cette conception du moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement 46 provoque de façon marquée l'accélération et la décélération du polymère, par rapport à la conception qui consiste à provoquer simplement le cisaillement du polymère, provoquant une déformation élastique de toute la masse du polymère et préconditionnant de façon souhaitable, croit-on, le polymère pour qu'il s'écoule à travers les oricices de la filière. On préfère qu'il se produise plusieurs accélérations et plusieurs décélérations. Pour une construction donnée quelconque du moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement 46, la contribution relative à la résistance à l'écoulement du cisaillement et de la déformation élastique (accélération et décélération) peut être déterminée par des procédés connus tels que ceux décrits par Savins dans le document dit "Non-Newtonian Flow Through Porous Media", Industrial and Engineering Chemistry Symposium 1970, pages 72-101 et en particulier aux pages 81 et 93. L'appellation "résistance importante à l'écoulement du polymère" signifie qu'au moins un cinquième (et de préférence au moins la moitié) de la pression créée à l'orifice de sortie de la pompe de distribution 26 est dissipé par le moyen 46 destiné à créer une résistance à l'écoulement, le reste de la pression étant dissipé par la filière 44. Les termes "sensiblement pas de filtration" signifient que sensiblement toutes les particules solides qui passent à travers les filtres 22 ou 24 passeront à travers le moyen créant une résistance à l'écoulement 46. Le moyen 46 peut, par conséquent, se présenter sous la forme d'un filtre ou comporter un filtre ayant une porosité (dimension des pores) dont la valeur est idéalement au moins égale ou supérieure à la valeur de la porosité des filtres 22 et 24. L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indiquels ci-dessus 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 susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour effectuer le filage en fusion en continu d'un polymère thermoplastique ayant un poids moléculaire permettant la formation de fibres, caractérisé en ce qu'il comprend a. une pompe de distribution ayant un orifice d'arrivée et un orifice de sortie; b. des moyens d'alimentation pour acheminer du polymère en fusion alternativement à travers un filtre choisi parmi plusieurs filtres, vers l'orifice d'arrivée, ces moyens d'alimentation étant construits et agencés de telle sorte qu'un filtre non en service peut être régénéré sans interrompre l'acheminement du polymère vers l'orifice d'arrivée; c. une filière; et d. un moyen destine à créer une résistance à l'écoulement pour provoquer une résistance importante à l'écoulement du polymère entre l'orifice de sortie et la filière tout en n'effectuant sensiblement pas de filtration. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins 50 % de la résistance importante à l'écoulement du polymère sont provoques par l'accélération et la décélération du polymère. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins 90 % de la résistance importante à l'écoulement du polymère sont provoquas par l'accélération et la décélération du polymère. 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il se produit plusieurs accélérations et plusieurs décélérations du polymère. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance importante à l'écoulement du polymère est provoquée par la déformation de sensiblement tout le polymère. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la moitié de la pressioncréée au niveau de l'orifice de sortie est dissipée par le moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement a une valeur de porosité au moins égale à la valeur de porosité du filtre choisi parmi les multiples filtres. 8 - Procédé de filage de filaments en continu à partir d'un polymère thermoplastique de poidsmoléculaire permettant de former des fibres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a. filtrer le polymère à travers un milieu de filtration; b. acheminer ce polymère filtré au moyen d'une pompe de distribution, et à partir de l'orifice de sortie de cette pompe de distribution vers une filière à travers un moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement pour provoquer une résistance importante à l'écoulement du polymère tout en n'effectuant sensiblement pas de filtration; et c. régénérer le milieu de filtration sans interrompre l'écoulement du polymère filtré acheminé à la filière par la pompe. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins 50 t de la résistance importante à l'écoulement du polymère sont provoques par l'accélération et la décélération de ce polymère. 10 - Procédé selon la revendication 9,caractérisé en ce qu'au moins 90 % de la résistance importante à l'écoulement du polymère sont provoqués par une accélération et une décélération du polymère. il - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il se produit plusieurs accélérations et plusieurs décélérations du -polymère. 12 - Procédé selon la revendication 8, caractérise en ce que la résistance importante à l'écoulement du nolvmère est proyo- que sar la déformation de sensiblement tout le polymère. 13 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce Qu'au moins la moitié de la pression créée au niveau de la sortie de la pompe est dissipée par le moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement 14 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen destiné à créer une résistance à l'écoulement a une valeur de porosité au moins égale à la valeur de porosité du milieu de filtration.