Brevet FR2450889A1 — publié le 19801003

La presente invention se rapporte à une broche perfectionnée de texturation d'un fil par fausse torsion par friction externe, c'est-a-dire une broche équipée de disques rotatifs contre la périphérie desquels le fil en mouvement est maintenu en contact. La technique qui consiste à communiquer une fausse torsion à un fil par contact avec la périphérie d'un disque rotatif est connue depuis longtemps et est décrite notamment dans le brevet des Etats Unis d'Amérique nO 1 030 179 de HILDEN. I1 a été proposé depuis longtemps d'utiliser cette idée en texturation par fausse torsion, c'est-à-dire dans le procédé qui consiste, en continu, à surtordre un fil thermoplastique et à fixer les déformations produites par cette torsion, notamment par action de la chaleur et d'un refroidissement et enfin à détordre le fil de la quantité dont il a été tordu. Pour cella, on utilise une broche comportant plusieurs axes rotatifs sur lesquels sont fixés des disques disposés à distance les uns des autres et qui se recouvrent partiellement d'un axe à l'autre, (voir notamment les brevets français 1 202 393 et 1 255 922 de SCRAGG et 1 261 747 de ZAVODY). Les broches les plus utilisées à ce jour qui mettent en oeuvre ce principe comportent en général trois axes tournants, supportant les disques, les axes étant disposés de telle sorte qu'ils forment, vue en plan, les sommets d'un triangle équilatéral, de manière à ce que le fil à traiter traverse l'ensemble en suivant un trajet en zig-zag entre les disques qui se recouvrent les uns les autres. En général, chaque axe supporte plusieurs disques superposés, espacés les uns des autres, les disques d'un axe étant décales par rapport à ceux d'un axe voisin. Les disques de friction ont en général une forme simple, qui présente une surface périphérique convexe contre laquelle le fil en mouvement est mis en contact. Divers matériaux ont été utilisés à ce jour pour réaliser les disques de friction. Actuellement, le matériau qui donne les meilleurs résultats et qui a tendance à remplacer les polyuréthanes utilisés à l'origine est la céramique à base d'oxyde d'alumine. En effet, ce matériau présente une très grande insensibilité aux agents chimiques, ce qui est excessivement intéressant quand on connait le nombre de composants entrant dans la fabrication des ensimages déposés sur les fils, une très grande résis tance à l'usure, et une très grande résistance à la température, ainsi qu'une très grande dureté. Par ailleurs, les qualités de la céramique sont facilement reproductibles, ce qui permet de changer d'organe de friction sans danger pour la qualité du fil et ce qui assure une régularité de qualité d'une position à l'autre de la machine. De préférence, les disques de friction sont réalisés à partir de céramique pleine qui présente l'avantage d'une très grande reproductibilité des états de surface bien qu'il ait été également envisagé d'utiliser des disques à base d'un tout autre matériau, par exemple à base de matière plastique, de métal, dont seulement la surface était revêtue d'une couche de céramique. Cependant, l'emploi de-céramique à base d'oxyde d'alumine entraîne lors du traitement de certains fils, et plus particuliè- rement des fils à base de polyamide, la production d'électricité statique au niveau de la broche, ce qui provoque une détérioration des propriétés du fil produit, et notamment, de sa résistance et par suite des casses en production. Pour surmonter cet inconvénient, les broches de fausse torsion dont les disques sont en céramique, sont équipés d'un disque d'entrée et d'un disque de sortie en acier, ces disques permettant d'éliminer l'électricité statique sur le fil en amont et en aval de la broche. Cependant, à l'intérieur même de la broche, ce phénomène se produit toujours. Une solution qui vient à l'esprit pour surmonter cet incon vénient consisterait à remplacer les disques à base de céramique non conductrice par des disques à base d'une céramique conductrice de l'électricité, par exemple une céramique à base d'oxyde de titane. Cependant, on a constaté que même avec un traitement de finition comparable, que de tels disques ne permettaient pas de communiquer une torsion suffisante au fil. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nouveau type de broche qui surmonte ces inconvénients et permet d'eliminer pratiquement la création d'électricité statique, notamment dans le cas du traitement de fils de polyamide, cette broche conservant toutefois les propriétés des disques en céramique d'oxyde d'alumine, notamment en ce qui concerne l'aptitude de cette matière de communiquer une torsion élevée au fil lors de son déplacement, sans entrainer une détérioration des brins élémentaires. D'une manière générale l'invention concerne une broche de fausse torsion par friction externe du type comportant une pluralité de disques montés sur des axes tournants, chaque axe supportant plusieurs disques superposés, espacés les uns des autres, les disques d'un axe étant décalés par rapport à ceux d'un axe voisin, de telle sorte qu'ils se recouvrent les uns des autres, le fil en mouvement se déplaçant en contact avec la périphérie des disques selon un trajet en zig-zag, ladite broche comportant un disque d'entrée et un disque de sortie, réalisgdans une matière bonne conductrice de l'électricité, les disques intermédiaires étant à base de céramique non conductrice de l'électricité et elle se caractérise par le fait que les faces supérieures et inférieures desdits disques intermédiaires sont recouvertes, dans leurs parties non en contact avec le fil en mouvement d'une fine couche continue d'un matériau bon conducteur de l'électricité s'étendant jusqu'à l'axe supportant les disques de friction. De préférence, la broche selon l'invention, et qui sera décrite plus en détail dans la suite de la description, est du type constituée de trois axes qui définissent, en vue de dessus, un triangle équilatéral, chaque axe supportant au moins un disque de friction conforme à l'invention. I1 est évident que celà n'est pas limitatif mais que l'invention pourrait également être appliquée à tout autre type de broches permettant de communiquer une fausse torsion par friction à un fil en mouvement. Par ailleurs, si les disques d'entrée et de sortie peuvent être réalisés de manière connue en acier, ils seront de préférence réalisés à partir d'une céramique conductrice de l'électricité, par exemple une céramique à base d'oxyde de titane. De plus, les disques intermédiaires sont de préférence à base d'une céramique pleine d'oxyde d'aluminium, recouverte sur leurs faces non en contact avec les fils d'une couche de métal conducteur, par exemple d'une couche d'alliage d'argent. Eventuellement, ces disques pourraient être constitués d'un noyau à base de tout autre matériau, par exemple une matière plastique,recouvert d'une couche de céramique non conductrice elle-même recouverte partiellement d'une couche conductrice de l'électricité dans sa zone non en contact avec le fil. Enfin, les surfaces des disques recouvertes de la couche conductrice seront de préférence situées en retrait par rapport aux extrémités de la surface convexe de friction1 ce qui favorise le dépôt et la localisation de ladite couche conductrice et permet d'avoir des surfaces de frottement de longueur bien précise. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grace aux exemples de réalisation donnés ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'une broche réalisée conformément à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'un disque de friction conforme à l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, une broche de texturation par fausse torsion par passage du fil sur des disques parallèles rotatifs comporte essentiellement - une platine fixe 1 au voisinage de laquelle passe une courroie tangentielle d'entrainement 2, - un galet moteur 3 monté sur un arbre sensiblement perpendiculaire à la platine 1 et susceptible d'être entraîné en rotation par une courroie tangentielle 2, - trois douilles 4, 5, 6 montées également sur la platine 1, parallèles au galet moteur 3 et supportant trois axes 7, 8, 9 entraînés en rotation. Ces axes supportent un nombre déterminé, en général égal, de disques de friction 10, décalés d'un axe à l'autre, l'un dans le cas présent l'axe 9 portant également un disque d'entrée 11 et un deuxième, dans le cas présent l'axe 8, portant un disque de sortie 12. D'une manière classique en soi bien connue, les axes 7, 8, 9 forment entre eux, en projection, les sommets d'un triangle de telle sorte que les disques de friction se recoupent entre eux, de manière à definir un tracé en zig-zag pour le passage du fil 13. Ces axes peuvent être soit fixes les uns par rapport aux autres, soit éventuellement mobiles. Conformément à l'invention, ainsi qu'on le voit plus en détail sur la figure 2, les disques de friction montés sur chacun des axes 7 (8 ou 9) sont réalisés de manière à ce qu'ils présentent une surface périphérique 14 convexe avec laquelle le fil 13, lors de son déplacement est en contact. Par ailleurs, ils présentent une face supérieure 15 et une face inférieure 16 en général planes. Conformément à l'invention ces disques 10 sont réalisés à part tir d'une céramique non conductrice de l'électricité, de préférence, une céramique pleine à base d'oxyde d'alumine, les faces supérieures 15 et inférieures 16 étant recouvertes d'une couche continue d'un matériau bon conducteur de l'électricité, par exemple d'une couche d'alliage d'argent déposée sur le disque par un traitement connu d'évoparation sous vide, de sérigraphie ou de pistolage. Cette couche conductrice pourrait être également constituée par une couche de céramique conductrice de l'electricite. Ainsi que celà est représenté à la figure 2, les faces 15 et 16 sont de préférence légèrement en retrait par rapport aux bords extrêmes 17, 18 de la partie convexe des disques. Par ailleurs, le disque d'entrée 11 et le disque de sortie 12 sont, réalisés en totalité à partir d'une matière bonne conductrice de l'électricité, par exemple en métal ou de préférence à partir d'une céramique pleine d'oxyde de titane. Exemple 1 On réalise une broche conforme à l'invention ayant les caractéristiques suivantes - disque d'entrée 11 et disque de sortie 12 : acier inoxydable, diamètre 45 mm, épaisseur 4 mm, - disque de friction 10 : matière céramique à base d'oxyde d'alumine, diamètre 45 mm, épaisseur 4 mm ou 6 mm, - les faces 15 et 16 de ces disques sont revêtues d'une couche d'alliage d'argent d'environ 0,02 mm déposée-par pistolage La broche réalisée comporte deux disques 10 par axe 7, 8, 9 ainsi traités. A l'aide d'une telle broche on traite un fil de polyamide 6,6, 78 décitex, 17 brins sur une machine conventionnelle de fausse torsion, à une vitesse de 850 m par minute, la température du four étant réglée à 2300 C, ce four ayant 2,5 m-.de longueur. La vitesse de rotation de la broche est de 12 000 tours par minute. Dans les mêmes conditions, on traite un fil similaire au moyen d'une broche classique conventionnelle dont les disques de friction 10 ne comportent pas de revêtement conducteur sur leurs faces supérieures et inférieures. On mesure, de manière conventionnelle, la tension produite à l'intérieur de la broche et l'on constate que dans le cas de la broche non traitée, elle est de 3 000 volts, alors qu'avec les disques traités elle n'est que de 300 volts. Par ailleurs, en dehors de cette diminutionitPes importante d'électricité statique, les casses lors de la production sont sensiblement diminuées puisqu'elles passent d'environ 0,1 casse par kilo, dans le cas de la broche non traitée, alors quwelles ne sont que 0,03 casse dans le cas de la broche selon l'invention. Enfin, les caractéristiques du fil produit se trouvent notablement améliorées, la résistance passante 300 grammes pour la broche classique, à 325 grammes pour la broche selon l'invention et l'allongement de 26 % à 30 %. Cet exemple montre bien les avantages apportEs par l'invention. Cependant celle-ci n'est pas limitée à ce mode de réalisation et on a constaté également que le simple fait de remplacer les disques d'entrée et de sortie 11, 12 en métal par des disques à base d'une céramique conductrice permettait également d'améliorer sensiblement les qualités du fil et notamment d'améliorer son élasticité ce qui peut s'expliquer par le fait que la torsion communiquée au fil est légèrement augmentée. De plus,si l'utilisation des broches selon l'invention aété décrite uniquement dans le cas de leur application a la texturation il est évident qu'elles peuvent convenir à d'autres applications et en général dans tous les cas où la matière traitée engendre la création d'une importante quantité d'électricité statique. REVENDICATIONS 1/ Broche de fausse torsion par friction externe du type comportant une pluralité de disques montés sur des axes tournants, chaque axe supportant plusieurs disques superposés, espacés les uns des autres, les disques d'un axe étant décalés par rapport à ceux de l'axe voisin de telle sorte qu'ils se recouvrent les uns des autres, le fil en mouvement se déplaçant en contact avec la périphérie, selon un trajet en zig-zag, ladite broche comportant un disque d'entrée et un disque de sortie, réalisés dans une ma tière bonne conductrice de l'électricité, les disques intermédiaires étant à base de céramique non conductrice de l'électricité, caractérisée par le fait que les faces supérieures et inférieures desdits disques intermédiaires sont recouvertes, dans leurs parties non en contact avec le fil en mouvement d'une fine couche continue d'un matériau bon conducteur de l'électricité s'étendant jusqu'à l'axe supportant les disques de friction. 2/ Broche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les disques d'entrée et de sortie sont à base d'une céramique conductrice de l'électricité telle que notamment une céramique à base d'oxyde de titane. 3/ Broche selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les surfaces des disques recouvertes de la couche conductrice sont situées en retrait par rapport aux extrémités de la surface convexe de friction.