Brevet FR2490252A1 — publié le 19820319

Procédé pour la stabilisation de filés de filaments en polyamide 6. La présente invention concerne un procédé pour la stabilisation de filés de filaments en polyamide 6. On sait que les filés de filaments en polycaproamide ("Nylon" 6) comme le décrit également H. Klare dans l'ouvrage -Synthetische Fasern aus Polyamiden" page 240 et suivantes et page 314 et suivantes, peuvent être 'a- briqués avec de bons rendements et une bonne qualité en deux stades opératoires séparés l'un de l'autre spatialement et momentanément, en les filant à des vitesses de tirage de par exemple 900 m/minute à 1200 m/minute, et en les étirant par retordage ou par bobinage à des vitesses de par exemple 700 m/minute à 1000 m/minute. Ce procédé nécessite toutefois une dépense particulièrement élevée en personnel et machines; en outre, pour obtenir une bonne qualité du filé, il faut une climatisation couteuse des ateliers de production. Une autre possibilité pour obtenir des filés de filaments en polycaproamide étirés, consite à effectuer le filage et l'étirage en deux stades opératoires en continu, dans un procédé dit d'étirage par filage ou d'étirage par filage à grande vitesse. Dans le procédé mentionné en premier le fil, filé a environ 1000 m/minute, est étiré de 3 à 4 fois à l'aide d'un dispositif d'étirage qui fait suite, fonctionnant à grande vitesse, de sorte que la vitesse finale atteint 3000 m/minute à 4000 m/minute. Dans l'étirage par filage raide, le fimament filé est déjà tiré à une grande vitesse de 3000 m/minute à 4500 m/ minute, de sorte qu'il est déjà largement orienté et est obtenu à l'état de filé complètement étiré à l'aide d'un dispositif d'étirage qui lui fait suite, fonctionnant à grande vitesse, en utilisant un rapport d'étirage complémentaire de 1 : 1,1 à 1 : 1,8. Entre le dispositif d'étirage et le dispositif d'enroulement, le filé traverse habituellement un dispositif à turbulence créée avec de l'air comprimé, dispositif qui produit la cohésion des filaments habituellement nécessaire pour le travail ultérieur des filés fins de filaments. Sans aucun doute l'étirage par filage continu présente de nombreux avantages par rapport aux procédés en deux stades, classiques. Toutefois, tandis que le procédé classique réussit pour les filés de filaments textiles sans un traitement thermique du filé, on ne trouve pour la fabrication des filés selon le procédé d'étirage par filage en un stade, comme l'indique également la demande de brevet allemande à l'inspection publique nO 24 35 009, sans traitement thermique, aucune installation qui permette de fabriquer des bobines parfaites plus grosses. Par conséquent dans ce procédé maintenant dans la pratique on a pris le parti de chauffer chaque filament ou chaque groupe de filaments, les rouleaux d'étirage3éventuellement les rouleaux de filage, souvent en ajoutant un rouleau de détente froid.La rentabilité de la fabrication des filés de filamentsssen particulier à titre finaest toutefois fortement compromise par le fait que pour avoir une qualité de filé satisfaisante et constante il faut des rouleaux chauffants dont la structure coûte cher à fabriquer et sensibles aux incidents, par exemple des rouleaux comportant une chemise de vapeur à l'intérieur et des dispositifs de mesure et de réglage onéreux appropriés. Par conséquent l'objet de la présente invention est le remplacement des rouleaux chauffants non économiques et sensibles aux incidents par des rouleaux non chauffés, en utilisant un dispositif pour la stabilisation des filés approprié, par conséquent fonctionnant d'une façon économique. Les auteurs de la présente invention ont découvert que cet objet pouvait être réalisé quand on fait vibrer les filaments avec de la vapeur d'eau ou de l'air chaud ou un autre gaz chaud approprié après le dispositif d'étirage, c'est à-dire quand on stabilise et/ou fait vibrer le filé de filaments après l'étirage, à l'aide d'un courant de gaz chaud. Comme gaz chaud on utilise le plus souvent la vapeur d'eau. Celle-ci est utilisée avantageusement sous une pression de 1,1 à 7 bars, de préférence de 1,5 à 6 bars. D'autres gaz chauds appropriés sont l'air chaud ou bien l'azote chaud. Le gaz chaud est appliqué sur le filament de préférence au moyen d'une ou de plusieurs buses. Les buses pour le traitement thermique sont avantageusement en forme de chambres de fluidisation ou de buses à turbulence. Il est particulièrement favorable d'utiliser une combinaison de buses servant au traitement thermique et de buses à turbulence en vue de la stabilisation au moyen d'un courant de gaz chaud. Cette réalisation du procédé comportant une vibration des filés multifilaments au moyen d'un gaz chaud, après l'étirage, à des effets surprenants et inattendus, comparée à la réalisation du procédé entièrement analogue comportant une vibration au moyen de l'air comprimé normal après ou avant le dispositif d'étirage. Dans une réalisation du procédé avec l'air comprimé classique sous une pression par exemple de 6 bars, on ne peut alors constituer des bobines d'une façon correcte que lorsque simul tanément la surface du rouleau d'étirage utilisé pour l'étirage présente une température supérieure à 1300 C. Par contre en utilisant le procédé de la présente invention on obtient alors des bobines bien constituées quand le chauffage des rouleaux d'étirage est coupé et que la surface des rouleaux est refroidie à la température ordinaire. Les avantages de la réalisation du procédé conforme à la présente inventionJcontrairement au procédé classique avec rouleaux d'étirage chauffés, sont considérables : Ainsi il diminue considérablement les coûts d'investissement lors de la fabrication du filé soumis aux vibrations, grâce à l'utilisation des rouleaux d'étirage non chauffées, car pour le traitement thermique par vibrations, un équipement supplémentaire n'est pas nécessaire. Egalement afin d'alimenter en courant les moteurs de commande des rouleaux d'étirage, de petits survolteurs peuvent être utilisés à cause de la masse faible des dispositifs d'étirage non chauffés. De plus lors du fonctionnement du dispositif, des économies considérables sont possibles, ainsi pour le traitement thermique on trouve pour la fabrication de 1 kg de filé de filaments les quantités consommees-suivantes - procédé classique à l'aide de rouleaux d'étirage chauffés : 3,2 'CFl/kg de filé - procédé conforme à la présente invention au moyen de la turbulence par la vapeur 0,95 kg de vapeur d'eau correspondant à 0,5 KK/kg de filé En se basant sur ce principe, le procédé conforme à la présente invention peut-être utilisé en le transférant judicieusement et également à la fabrication de filés de filaments à partir d'autres matières premières ainsi qu'au procédé d'étirage par filage en continu, à plusiers stades. Afin d'augmenter la durée de séjour du filé dans la zone de traitement le dispositif à turbulence peut-être combiné également en plus avec une chambre de stabilisation. En outre cela ne joue aucun rôle si le dispositif à turbulence est disposé avant ou après la chambre de stabilisation ou bien s'il est in tégré dans celle-ci, le courant gazeux de traitement pouvant être amené en contact avec le filé de filaments dans le même sens ou en sens contraire. Dans les cas où une turbulence n'est pas souhaité, il est également possible de supprimer le dispositif à turbulence et de traiter seulement avec la chambre de stabilisation. En outre, on peut avec le même résultat utiliser de l'air chaud ou un autre gaz approprié, par exemple de l'azote, à la place de la vapeur d'eau, là où l'utilisation de chaleur sèche est désirée. Egalement la combinaison de vapeur d'eau avec de l'air chaud ou avec un autre gaz approprié est possible. Le procédé conforme à la présente invention est réalisé, comme il est shématisé par exemple sur la figure unique, de façon telle, qu'on file le filament PA 6 de façon classique à partir d'une filière 1, on refroidit dans le tunnel de soufflage 2 avec de l'air insufflé, on conduit le filament 3, après avoir appliqué une préparation au moyen d'un dispositif approprié 4, sur un rouleau de tirage froid comportant un organe de renvoi 5 ou bien sur deux rouleaux froids avec un rouleau d'étirage froid, comportant l'organe de renvoi 6, tournant plus vite que l'organe de renvoi 5, ou bien sur deux rouleaux froids, après quoi le filament traverse un dispositif 7 à turbulence fonctionnant avec la vapeur d'eau sous une pression de 1,5 à 6 bars, et parvient à des bobines d'enroulement 8. La présente invention est illustrée par l'exemple descriptif et non limitatif ci-après. Exemple 1 : Des granulés de pA 6 ayant une viscosité relative de 1,7 en solution à 0,5% dans le m-crésol, sont fondus dans une extrudeuse et filés à travers des filières à 2730 Celcius à l'aide d'une pompe doseuse. Chaque filière est percée de 12 trous, le diamètre des trous de filière étant de 0,35 mm, la longueur de la filière étant de 0,53 mm. Les filaments sont réunis par soufflage dans le tunnel de soufflage avec l'air ambiant conditionné, à l'extrémité du tunnel de soufflage on applique sur le filament une préparation appropriée, puis le filé de filaments parvient sur un rouleau non chauffé et sur un rouleau accumulateur, sur lequel le filé est enroulé trois fois. La vitesse périphérique du rouleau est de 4000 m/minute. Ensuite le filé de filaments est amené sur un deuxième rouleau d'étirage non chauffé comportant un rouleau accumulateur, sur lequel le filé est également enroulé trois fois. La vitesse périphérique du rouleau d'étirage est de 5520 m/minute. Ensuite le filé de filaments est amené à une buse à turbulence dont le canal pour filament a une longueur de 25 mm et un diamètre de 1,5 mm, au centre duquel et perpendiculairement au canal pour filament débouche une ouverture servant d'arrivée pour le gaz ayant un diamètre de 0,75 mm. La buse est alimentée avec de la vapeur d'eau sous 1,7 bar. Le filé de filaments alors étiré et stabilisé ayant un titre de 47 dtex est ensuite conduit sur un bobinoir et là est enroulé à la vitesse de 4890 minute. Le rapport global d'étirage est ainsi 1:1,222. Le filé enroulé pendant de longues durées de filage en bobines de filaments de gros volume et constituées régulièrement présente une solidité de 4,75 CN/dtex et un allongement à la rupture de 35%. Grâce à la turbulence avec la vapeur d'eau le filé de filaments a une cohésion des filaments remarquable qui permet un travail ultérieur parfait. Si dans les conditions mentionnées on supprime l'arrivée de la vapeur sur la buse à turbulence ou bien si, dans les même conditions, on créé des turbulences avec l'air comprimé non chauffé, on ne peut pas constituer de bobines utilisables même en modifiant les vitesses d'enroulement RE\PND ICATIONS 1. Procédé pour la fabrication en continu de filés de filaments (3) en polyamide 6 étirés à partir de masses fondues de polyamide 6 par extrusion de la masse en fusion à travers des filières (1), par refroidissement des filaments en soufflant de l'air dans un tunnel de soufflage (2), par enduction avec une préparation des filaments assemblés et par tirage du filé de filaments avec une unité de tirage (5) non chauffée en appliquant un étirage (6) ultérieur au moyen d'une unité d'étirage non chauffée fonctionnant plus rapidement que l'unité de tirage non chauffée, puis par bobinage (8), ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on stabilise et/ou fait vibrer le filé de filaments (3) après l'étirage à l'aide d'un courant de gaz chaud. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise comme gaz chaud la vapeur d'eau, l'air ou un autre gaz approprié, chauffés. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le gaz chaud est appliqué sur le filament au moyen d'une ou plusieurs buses. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les buses pour le traitement thermique sont formées en chambre de fluidisation ou en buses à turbulence. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, en vue de la stabilisation au moyen d'un courant de gaz chaud, on utilise une combinaison de buses pour traitement thermique et de buses à turbulence.