Brevet FR2507634A1 — publié le 19821217

PROCEDE ET APPAREIL POUR LE FILAGE DE FILS A AMES. La présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour le filage de fils à âmes. Les fils à âmes dans lesquels un fil d'âme est enve- loppé d'une gaine de fibres discontinues sont connus Des procédés d'obtention de fils à âmes sont décrits notamment dans les brevets des Etats Unis d'Amérique N'1 373 880, 2 024 156, 2 210 884, 2 313 058, 2 504 523, 2 526 523, 3 017 740 et 3 038 295. La production de fils à âmes peut être effectuée sur de nombreux systèmes de filage communément utilisés pour la fabrication de fils à partir de fibres discontinues Toute- fois, et en particulier avec le système anneau-curseur, les fils à âmes filés présentent généralement l'inconvénient d'être limités dans le vitesse de production à celle des ma- chines employées et donc au système de tordage utilisé. Les fils auto-tordus obtenus par la détorsion naturel- le dans un sens et dans l'autre de deux brins ayant préalable- ment reçus une torsion alternativement droite et gauche sont également connus Un procédé pour la fabrication de fils auto-tordus sur métier à auto-torsion et diverses applications sont par exemple décrits dans les brevets britanniques No 1 015 291, 1 121 942, et 1 084 371. Les fils à âmes auto-tordus sontconnus par le bre- vet des Etats Unis d'Amérique N O 4 033 102. Un mode de réalisation originale de fils à âmes auto- tordus est décrit dans les brevets français No 79 18173 et 79 13995. L'avantage de ce procédé est de ne nécessiter que des mouvements unidirectionnels à vitesse constante Par contre, son grand inconvénient est d'imposer au fil de brusques et importantes variations de torsion et donc de tension qui en limitent l'efficacité au niveau de la vitesse de production. Ce phénomène est bien connu en texturation de filament continu o si on utilise une buse à air comme tordeur, le rendement de torsion varie énormément en fonction de la régularité de tension, ce qui peut se traduire par l'adop- tion de régulateur de tension en sortie de broche. La présente invention a pour but de permettre l'obtention de fils à âmes avec une vitesse de production extrêmement élevée, obtenue par la suppression des variations de tensions inhérentes aux systèmes de fils à âmes auto- tordus. Ce but est atteint par un procédé pour le filage de fils à âmes, procédé selon lequel on étire une mèche de fibres entre un point d'amenée de cette mèche et une paire de cylindres, en amont desquels on introduit un fila- ment continu, et conformément à l'invention on tord le brin formé par la mèche de fibres et le filament continu avec au moins un brin formé par un filament continu et éven- tuellement une mèche de fibres, par un organe de torsion à friction en les introduisant en un même point en aval de l'organe de tension, on règle la tension des brins avant le bobinage en les faisant passer, après l'organe tordeur, au travers d'une paire de cylindres délivreurs et on retord le fil ainsi formé parles brins sur un métier à retor- dre On alimente éventuellement sous tension constante les fils d'âmes continus Le fil formé par les brins est retor- du sur un métier à retordre à anneau-curseur ou à double torsion pour donner la torsion définitive. Ainsi selon l'inventionon étire séparément une ou plusieurs mèches de fibres entre des points d'amenée et des paires de cylindres étireurs, on alimente éventuellement sous tension constante les fils d'âmes continus, on les in- troduit dans les dites mèches en amont des différents cylin- dres étireurs, et on fait converger les brins formés par chaque mèche étirée et chaque fil d'âme, en un même point d'un organe de torsion avant bobinage de l'ensemble L'en- semble formé par les brins est ensuite mis sur un métier à retordre à anneau curseur ou à double torsion pour donner la torsion définitive. Ce but est également atteint par un dispositif pour le filage de fils à âmes comportant un fil d'âme, notamment un filament continuet une gaine de fibres entou- rant le fil d'âme, le dit dispositif comprenant: des moyens de réalisation d'au moins deux brins dont l'un est constitué d'au moins une mèche de fibres et d'au moins un filament continu et le second est constitué d'au moins un filament continu, des moyens de torsion par friction des brins, des moyens de réglage de la tension des brins situés en aval des moyens de torsion et des moyens de retordage du fil formé par les brins. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de mise en oeuvre donnés ci-après à titre illustratif, mais non limitatif et qui sont illustrés par les figures annexées dans lesquelles: La figure 1 est une vue schématique, en perspec- tive d'undispositif permettant d'obtenir un fil à âme double avant la montée en torsion. La figure 2 est une vue de face d'un type de tordeur utilisé pour conférer la fausse-torsion. La figure 3 est une vue schématique de la posi- tion du point de convergence. La figure 4 est une vue à plus grande échelle d'un condenseur permettant d'accrocher les fibres sur le filament continu. Selon l'invention on effectue un procédé de fila- ge en étirant une mèche de fibres 5 a entre un point d'ame- née 2 a et une paire de cylindres étireurs 4 a Le système d'étirage comporte en outre une paire de manchons d'étira- ge 3 a Parallèlement, on étire séparément une mèche de fi- bre 5 b par un système d'étirage comportant un point d'ame- née, à savoir une paire de cylindresalimentaires 2 b, une paire de manchons d'étirage 3 b et une paire de cylindres étireurs 4 b. En amont des cylindres étireurs ( 4 a, 4 b) on introduit au moins un filament continu ( 6 a,6 b) La tension de ces filaments est réglée par les dispositifs à cylindres et lanières ( 19 a 19 b) On forme donc deux brins constitués chacun d'une mèche de fibres et d'un filament. Les brins ainsi formés sont tordus ensemble par un tordeur 7 et sont guidés par deux guides 8 et 9. Les deux brins passent ensuite par une paire de cylindres 10 avant d'être bobinés sur un cylindre 11. Il est important de régler la tension entre les étireurs 4 et les cylindres délivreurs 10, de façon à avoir une distance h convenable entre les étireurs 4 et le point de convergence 12 des fils,en relation avec la torsion donnée et la vitesse de défilement En effet, une torsion existe dans chacun des brins simples formés par une mèche de fibres et un filament continu, entre le point de conver- gence 12 des brins et le point o le brin est saisi en dernier lieu par les étireurs 4, mais cette torsion n'est pas incorporée dans le fil résultant Cette torsion existe dans les brins préalablement à la convergence en une quan- tité d'équilibre qui dépend de la géométrie du système et des paramètres de filage Cet état de fait décrit ci-dessus peut être en pratique modifié En effet les irrégularités survenant au hasard dans les brins, une partie de torsion est incorporée dans les brins de manière variant au hasard. Une telle torsion est toutefois de faible intensité. Si la tension communiquée par le tordeur 7 est trop faible,la distance h est trop grande et trop peu de torsion se trouve dans le brin entre les cylindres étireurs 4 et le point de convergence 12, ce qui se traduit par des pertes de fibres à la sortie des cylindres étireurs 4, suite à un mauvais accrochage des fibres sur le filament continu. Par exemple, on a obtenu d'excellents résultats à la vitesse de 300 mètres par minute avec un étirage, entre les étireurs 4 et les délivreurs 10, égal à 1,53 % et un fil 2 x 25 Tex composé d'une âme de filament continu de 50 décitex et d'une __ couverture de fibres de laine de 22,5 microns Ainsi on règle la différence de vitesse entre les cylindres éti- reurs 4 et les cylindres délivreurs 10 en fonction du paramètre de filage et de la vitesse de déplacement. Après le tordeur 7, il n'existe pas de torsion d'assemblage mais il reste une faible torsion résiduelle dans chacun des deux brins Cette torsion résiduelle est en fait alternativement à droite et à gauche et due aux irrégularités mentionnées précédemment qui fait que la torsion existant entre les cylindres étireurs 4 et le point de convergence 12 est unidirectionnelle mais avec une intensité de torsion variable. Or, on a trouvé que cette torsion,alternée est suffisante pour assurer une cohésion qui permet de retordre ce fil sur un métier à retordre classique Par exemple, on a obtenu de bons résultats avec le fil 2 x 25 Tex décrit précédemment sur un métier à double torsion avec une vites- se de broche de 11000 tours par minute et une torsion de 350 tours par mètre, soit un développement de 62,8 mètres par minute. L'assemblage des deux brins avant le tordeur 7 est important dans le sens qu'il sert de régulateur de tension En effet, comme le montre la figure 3 o la position 13 du point de convergence représente la position moyenne, la position 14 correspond au point de convergence quand il existe une grosseur dans un des deux brins o moins de torsion est communiquéepar l'organe tordeur La position 15 correspond au point de convergence quand il existe une finesse dans le brin L'assemblage des deux brins est en outre nécessaire selon l'invention, car la cohésion entre les brins permet de garder la torsion alternée sur chacun des brins, ce qui a pour effet d'éviter le glissement des fibres sur le filament. Par ailleurs,la figure 2 représente un exemple de tordeur 7 que l'on peut utiliser à titre non limitatif, ou comme cela est indiqué dans le brevet français 1 147 515 ( US P 2 943 433), l'on envisage de faire passer le fil à tordre entre deux courroies ( 16,17) sans fin, mobiles, ces courroies étant disposées obliquement l'une par rapport à l'autre, de telle sorte que l'on confère au fil 18 une impulsion dans la direction de son déplacement pendant son passage entre les courroies. Entre les manchons d'étirage ( 3 a, 3 b) et les cylindres étireurs ( 4 a, 4 b) on dispose un condenseur 20 connu en lui-même qui sert à condenser les fibres sur le filament continu Habituellement, on introduit le filament au centre de la mèche de fibres puis en aval de la ligne d'étirage 22, le brin reçoit la torsion qui assure l'ac- crochage des fibres sur le filament Dans le cas de très grande vitesse, il peut arriver que la torsion ne soit pas suffisante pour assurer l'accrochage des fibres extérieures de la nappe Il en résulte une perte importante de fibres. Pour remédier à cet inconvénient, on a trouvé qu'en introduisant le filament 6 sur l'extérieur du conden- seur 20,donc parallèlement à la génératrice 25 du cylindre de révolution formé par la mèche 5 et le long de cette génératrice, les fibres s'accrochent parfaitement ( voir figure 4) La génératrice 25 est située ducôté opposé au point de convergence 12 par rapport à la ou les mèches ( 5 a, 5 b). Une variante de l'invention est telle que l'on peut travailler sur un nombre plus important de systèmes d'étirage que celui décrit par la figure 1. Une autre variante, importante, est telle que l'on peut travailler sur l'un des brins, avec un ensemble composé par un filament continu et une gaine de fibres tandis qu'un autre brin n'est composé que d'un filament continu On-supprime donc une gaine de fibres 5 b Par exemple, on a obtenu de bons résultats, à la vitesse de 200 mètres par minute, avec un fil de 71,5 Tex résultant, composé d'une âme de 72 décitex et d'une gaine de fibres sur l'un des brins etd'unfilament continu de 72 décitex sur l'autre brin. REVENDICATIONS 1 Procédé de filage d'un fil à âme, du type comportant une gaine de fibres entourant un filament continu, selon lequel on étire une mèche de fibres entre un point d'amenée de cette mèche et une paire de cylindres étireurs, en amont desquels on introduit un filament continu, carac- térisé en ce que: on tord le brin formé par la mèche de fibres et le filament continu avec au moins un brin formé par un fila- ment continu et éventuellement une mèche de fibres, par un organe de torsion à friction ( 7) en les introduisant en un même point de convergence ( 12) en aval de l'organe de tor- sion; on règle la tension des brins avant le bobinage en les faisant passer, après l'organe tordeur( 7),au travers d'une paire de cylindre délivreurs ( 10) et on retord le fil ainsi formé sur un métier à retordre. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit le ou les filaments d'âme ( 6 a,6 b) dans les mèches ( 5 a,5 b) de fibres avant de communiquer la torsion. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'on introduit chaque filament d'âme ( 6 a,6 b) le long de la génératrice ( 25) -située du côté opposé au point de convergence ( 12) par rapport à la mèche dans laquelle on introduit le filament. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3,caractérisé en ce que l'on introduit chaque filament continu en amont des cylindres étireurs sous tension constante. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'on règle la tension des brins avant le bobinage en réglant la différence de vitesse entre les cylindres délivreurs ( 10)et les cylindres étireurs ( 4). 6 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 pour le filage de fils à âmes comportant un fil d'âme, notamment un filament continu,et une gaine de fibres entourant le fil d'âme, ledit dispositif comprenant: des moyens de réalisation d'au moins deux brins dont l'un est constitué d'au moins une mèche de fibres et d'au moins un filament continu et le second est constitué d'au moins un filament continu, des moyens de torsion par friction des brins, des moyens de réglage de la tension des brins situés en aval des moyens de torsion et des moyens de retordage du fil formé par les brins. 7 Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que les moyens de réalisation d'un brin compor- tent une paire de rouleaux d'amenée( 2)d'une mèche de fibres, une paire de manchons d'étirage O de la mèche, une paire de cylindres étireurs W)de la mèche, un dispositif à cylin- dres et lanières ( 9)réglant la tension du filament continu, un condenseur( 20)situé entre le manchon d'étirage 3 et les cylindres étireurs( 41;les moyens de torsion par friction des brins comportent des courroies mobiles ( 16,17) sans fin; les moyens de réglage de la tension des brins comportent des cylindres délivreurs 10 dont la vitesse est réglée par rapport à la vitesse des cylindres étireurs( 4);les moyens de retordage sont constitués par un métier à retordre. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractéri- sé en ce qu'il comporte au moins deux moyens de réalisation de brins. 9 Fil à âme fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu' il est constitué d'un brin formé d'un filament continu de 72 décitex et d'une gaine de fibres et d'un second brin formé d'un filament continu de 72 décitex.