Brevet FR2519035A1 — publié le 19830701

La présente demande a pour objet un produit type filés de fibres, obtenu par entrelacement de fibres textiles, ainsi qu'un procédé et un dispositif pour sa fabrication. La fabrication de filés de fibres est bien connue dans l'in- dustrie textile Ainsi les filés sont obtenus selon les pro- cédés classiques par filature de mèches de fibres coupées, étirées et tordues sur des continus à filer, plus récemment est apparue la filature dite à bouts libérés ou open-end, la mèche de fibres alimentant une turbine, une sélection des fibres et une torsion donnant naissance au produit Ces pro- cédés sont employés pour les fibres naturelles, artificielles ou synthétiques utilisées seules ou en mélange, le premier classique pour des fibres de toutes longueurs, le second pour des fibres généralement de faibles longueurs de l'ordre de 60 mm au plus; par ailleurs les vitesses d'obtention de filés de fibres sont limitées compte tenu des limites de vitesses supportées par les moyens mécaniques mis en oeuvre; ainsi pour le procédé classique les vitesses limites de filature sont de l'ordre de 40 m/mn en fibres longues et pour le pro- cédé open-end de l'ordre de 60 m/mn en fibres courtes, il faut par ailleurs tenir compte de la filabilité du textile traité. Il a été proposé dans le brevet anglais No 1 398 985 de pro- duire un filé de fibres par entrelacement d'un ruban de fibres à des vitesses pouvant aller jusqu'à 200 m/mn dans un disposi- tif spécial dans lequel les fibres entrelacées sont soumises à deux jets de fluide, avec suralimentation dans la zone de traitement, le fil entrelacé en cours de réalisation rencon- trant une plaque perforée, les fibres pouvant être d'égales longueurs. Il a aussi été proposé dans les brevets américains No. 4 080 778 et 4 118 921 de réaliser par craquage entrelacement un filé de fibres de longueurs différentes dont la réparti- tion est bien déterminée par filature à des vitesses élevées de renvidage de l'ordre de 200 m/mn. Pour obtenir des filés de fibres à vitesses élevées par entre- lacement de fibres, il est donc connu de mettre en oeuvre soit des moyens particuliers lorsque l'on utilise des fibres de lon- gueurs égales ou différentes, soit d'utiliser un procédé de craquage entrelacement permettant d'avoir dans le produit final obtenu une distribution de longueurs différentes de fibres bien particulières. La présente demande se propose d'obtenir un filé de fibres régulier, de caractéristiques compatibles avec celles demandées dans l'industrie textile, par la mise en oeuvre de moyens sim- ples. La présente invention a pour objet un filé de fibres à brins entrelacés par fluide, caractérisé en ce que dans le filé les fibres sont de même longueur, ledit filé présentant une structu- re à brins parallèles sans hélice comportant des zones ouvertes et des zones fermées, les fibres étant entrelacées non liées dans les zones fermées et à brins parallèles dans les zones ouvertes, lesdites zones ouvertes comportant par ailleurs des brins libres, le facteur de cohésion du filé de fibres étant supérieur à 100 et de préférence compris entre 120 et 180. La présente invention a pour objet un procédé pour la réalisa- tion de filés de fibres tels que décrits ci-dessus, caractéri- sé en ce que au moins une mèche de fibres de longueurs égales est alimentée à un train de laminage puis à au moins une buse d'entrelacement ouverte monojet alimentée en fluide gazeux à une pression-comprise de préférence entre 1 et 6 bars,l'angl&o(formé par l'axe du canal de passage du fil dans la buse et ledit fil étant compris entre 10 et 80, de préférence entre 20 et 600, le fil obtenu étant renvidé à une vitesse supérieure à 50 m/mn. La présente invention a pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus nécessaire à l'obtention du filé de fibres, objet de la présente invention, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation d'au moins une mèche de fibres à au moins un laminage, au moins un moyen fluidique ouvert monojet d'entrelacement, des moyens de régulation de. 3 25 19035 tension du filé de fibres dans la zone d'entrelacement fluide et un moyen de renvidage du filé de fibres obtenu. Il a en effet été constaté qu'en utilisant des moyens d'entre- lacement ouvert monojets il est possible, à partir d'au moins un ruban ou une mèche de fibres d'égales longueurs, d'obtenir un produit dont les caractéristiques textiles sont comparables à celles de filés de fibres obtenus selon les procédés classi- ques. Par fibres d'égales longueurs, on entend des fibres de même longueur, ou présentant un écart maximum de plus ou moins -10 7. par rapport à la longueur moyenne, elles peuvent être plates, frisées ou à frisure latente utilisées seules ou en mélange, les fibres étant soit en textile naturel, artificiel ou synthé- tique, utilisées de même seules ou en mélange; lorsqu'il s'agit de textiles artificiels ou synthétiques les fibres sont obtenues soit par coupe soit par passage sur-un convertisseur de rubans de filaments continus de tous types, Lorsqu'il s'agit de tex- tiles synthétiques ils peuvent être constitués en un seul poly- mère de même caractéristique ou de caractéristiques différentes, en plusieurs polymères différents, les polymères de caractéris- tiques différentes ou les polymères différents pouvant se pré- senter dans les fibres sous forme de mélange ou en disposition c 8 te/côte ou Ame/ga Tne. Pour la réalisation du filé de fibres, la distance entre le moyen d'entrelacement et le moyen de laminage est en général inférieure à la longueur moyenne des fibres contenues dans la mèche ou le ruban traité. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la présente demande comporte au moins un laminage, il peut être précédé d'un moyen d'étirage utilisé pour affiner la mèche ou ruban d'alimentation, la possibilité d'alimentation de plusieurs mèches, de coloris et/ou caractéristiques et/ou fibres diffé- rents, permet d'obtenir soit sur le filé terminé, soit par traitement ultérieur, des effets particuliers, ces traitements 4 2519035 étant par exemple soit des traitements thermiques, des traite- ments de coloration de produits d'affinité tinctoriale différente, des traitements de mise sous tension accompagnés ou non de rela- xation et de traitement thermique, etc Le moyen fluide employé est généralement de l'air, pouvant contenir éventuellement des liquides (eau, ensimage, colorant, etc) alimenté à une pression de préférence comprise entre 1 et 6 bars il est de type classi- que connu permettant d'obtenir un entrelacement, non par fausse torsion, mais par action simple sur les fibres qui le traversent. On utilise de préférence des buses monojets de type ouvert à savoir présentant une fente pour l'introduction du fil ou de la mèche ou ruban. On peut utiliser plusieurs buses situées les unes à la suite des autres, séparées éventuellement par des cylindres Dans ces conditions la première buse est avantageusement une buse monojet ouverte dans laquelle on règle la pression la plus faible possible pour éviter de créer des irrégularités sur le filé en cours de formation, cette buse étant placée de façon telle que l'évacuation du fluide, qui s'effectue en majorité par la fente d'introduction du fil, ne vienne pas perturber le positionnement des fibres dans la buse,et entre le cylindre d'alimentation et l'orifice du canal de passage du fil dans ladite buse Sur la deuxième buse, qui pourra être aussi une buse monojet ou comportant plusieurs jets mais de préférence ouverte, la pression sera supérieure à celle du fluide alimenté dans la première buse Bien entendu les pressions du fluide dans la première et la deuxième buse sont fonction de la vitesse de formation du fil, du numéro de filé désiré et du titre au brin des fibres Sans sortir du cadre de la présente demande, on peut utiliser des buses fermées dans la mesure o elles sont conçues pour que l'échappement de fluide s'effectue sans action néfaste sur le filé en formation. La température du fluide est généralement la température ambian- te, toutefois lorsque l'on emploie des fibres à caractéristiques particulières, telles que rétractiles, à frisure latente, etc, 25 19035 la température peut être plus élevée En fonctionnement, la p r e m i è r e b u S e doit être positionnée de façon telle que l'angle formé par l'axe du canal de passage du fil dans ladite buse et ledit fil soit compris entre 10 et 800, de pré- férence entre 20 et 60 Ce positionnement évite que l'échappe- ment de fluide par le canal de passege du fil ne vienne pertur- ber la mise en oeuvre du procédé et créer des défauts sur le fil. Les figures 1 à 3 ci-jointes ainsi que la description ci-après s'y rapportant illustrent la présente demande sans la limiter. Sur les figures 1 et 2 on distingue schématisés: le moyen d'alimentation 1 de la mèche ou ruban 2 généralement une bobine ou un pot, le moyen de laminage et éventuellement d'étirage 3, le moyen d'entrelacement 4, le filé obtenu 5, les moyens de régularisation de la tension 6 du filé 5, le moyen de renvidage 7 du filé 5 Sur la figure 2 on intercalle entre le moyen de lami- nage 3 et le moyen d'entrelacement 4 une paire de rouleaux 8, de plus on intercalle entre ledit moyen d'entrelacement 4 et le moyen régulateur de tension 6, une deuxième paire de rouleaux 9 et un deuxième moyen d'entrelacement 10. La figure 3 représente un exemple de moyen d'entrelacement 4 monojet ouvert utilisé dans lequel on distingue la mèche 2, le filé 5 obtenu par passage de la mèche dans le canal 13 dans lequel il est soumis à un jet de fluide en provenance de l'ori- fice 11 Le moyen étant représenté en coupe selon l'axe du canal de passage du fil, 12 représente une des lèvres de la fente d'introduction du fil, fente par laquelle s'échappe la plus grande partie du fluide représenté par des flèches. En fonctionnement, la mèche 2, en provenance de la bobine 1 passe dans le train de laminage 3 puis à la sortie de celui-ci, selon l'angle -Ldans le moyen d'entrelacement 4, d'o sort le filé 5 qui passe ensuite sur les moyens 6 de régularisation de la tension du filé 5 qui est ensuite renvidé sur une bobine par un moyen connu 7. 6 2519035 Sur les figures 4 à 6 on a représenté en figure 4 un filé de fibres obtenu par les procédés classiques de torsion, sur la figure 5 un filé de fibres obtenu par moyen fluidique mais dont les fibres sont maintenues à la manière de fagots, la figure 6 représente le filé de fibres selon la présente demande. Les filés de fibres présentent des caractéristiques textiles semblables à celles des filés obtenus par les procédés antérieurs, ils présentent une structure à brins parallèles sans hélice, comportant des zones ouvertes et des zones fermées dans lesquel- les les fibres sont entrelacées sans fagottage; ils présentent aussi dans les zones ouvertes des brins libres plus ou moins perpendiculaires à l'axe du filé; le facteur de cohésion du filé de fibres est en général supérieur à 100, il est de préfé- rence compris entre 150 et 200. Les caractéristiques dynamométriques de résistance à la rupture et d'allongement à la rupture sont bonnes, le fil obtenu par le procédé de la présente demande se prête bien sans torsion addition- nelle et sans traitement thermique de fixation (vaporisage par exemple) au travail sur métier à tisser et à tricoter ou autre utilisation aval textile. Les filés obtenus peuvent être utilisés tels quels ou associés avec d'autres filés conventionnels. Pour mesurer le "degré d'entrelacement" des fils on utilise la méthode connue dite du "crochet" Pour cela, on suspend à un échantillon de fil en position verticale une charge de 0,2 g/de- nier, puis on insère dans le faisceau de fibres un mince crochet supportant un poids, cet ensemble possède un poids en grammes égal numériquement au titre moyen des fibres, en prenant soin toutefois de placer un nombre de fibres sensiblement identique de part et d'autre du crochet Ensuite, on fait descendre le crochet à la vitesse de 2 cm/mn environ, jusqu'à ce que le poids du crochet soit supporté par le fil La distance x en centimètres parcourue par le crochet caractérise le degré d'entrelacement D gràce à la formule suivante: D 100 On répète la mesure x 7 2519035 fois, en utilisant pour chaque mesure une nouvelle longueur du même fil. Les exemples suivants illustrent la présente demande sans la limiter. Exemple 1 Un cfble de filaments continus de polytéréphtalate d'éthylène glycol type bas pilling, de titre: 70 Ktex, de titre au brin 1,6 dtex est converti en ruban 12 g/m, coupe avec obliquité 35 à 3 pouces 1/2 ( 1 pouce 2,54 cm) Ce ruban est soumis à 4 passa- ges d'intersecting pour affinage et parallèlisation des brins, à la sortie du 4 ème passage d'intersecting le ruban passe dans un finisseur type frotteur à manchon Le traitement subit par le c Able jusqu'à passage sur finisseur est conforme au traitement normalement effectué en filature conventionnelle La mèche de finisseur titre: Ne 2,15 Cette mèche alimente un train de la- minage à 3 cylindres type double manchon réglé pour un étirage de 14 soit un titre sortie laminage de Nm 30 A la sortie du train de laminage on dispose à une distance de 40 mm une buse d'entrelacement telle que représentée figure 2, le diamètre du canal de passage du fil: 3 mm alimenté par un canal de diamètre: 2 mm Cette buse monojet est à fente d'enfilage latérale, la fente est disposée de façon que le jet d'échappement de fluide ne per- turbe pas les fibres à la sortie du train de laminage (c Dans la conception de buse utilisée, la distance réelle entre lè jet de fluide et la sortie du train de laminage est voisin de mm En aval de la buse un cylindre d'appel permet de contrôler de façon précise la tension des fibres dans la zone d'entrelace- ment Le fil obtenu est renvidé sur un bobinoir classique à une tension conduisant à une densité moyenne de bobine de l'ordre de 0,5 à 0,7 La vitesse du train de laminage est de 60 m/mn en sortie, la vitesse du cylindre d'appel est de 0,8 % inférieure, les pressions de la buse dans les réalisations sont respectivement de 2, 3 et 4 bars Les résistances du filé obtenu varient de façon 8 2519035 sensible en fonction de la pression utilisée avec une charge de rupture, respectivement 150, 321 et Z 46 g pour un allongement à la rupture de 11, 12 et 11 % Les facteurs de cohésion du fil sont à des pressions de 2, 3 et 4 bars, respectivement de 106, 130 et 120, distance maximum entre deux points de cohésion , 15 et 15 mm. Exemple 2: Le cible de l'exemple 1 est travaillé dans les mnmes conditions que dans ce dernier, la vitesse du train de laminage est réglée en sortie & 120 m/umn, la vitesse du cylindre d'appel est maintenue à une vitesse de 0,8 % inférieure Les pressions utilisées sont de 2, 2,5, 3 bars La résistance maximum obtenue sur filé est dans ce cas respectivement selon des pressions utilisées de 409, 428 et 435 g, l'allongement à la rupture est de 13 %, 12,5 X et 12 X, les facteurs de cohésion sont respectivement de 142, 140 et 150, distance maximum entre deux points de cohésion 15, 14 et 14 mm. Les filés ainsi obtenus sont soumis à une prétension de 10 mg/dtex, puis relaxation, on constate alors une augmentation du volume apparent dans un rapport de 1 à 3 lié à la structure du filé alors qu'un filé de même numéro obtenu par torsion sur métier conventionnel et manipulé dans les mêmes conditions conser- ve un mime volume apparent. Les filés ainsi obtenus peuvent être utilisés directement en tissage ou tricotage sans vaporisage ou traitements annexes habituellement effectués pour fils classiques. Exemple 3: On traite un ruban de finisseur de Nm 1,7 composé de 60 % de fibre en polytéréphtalate d'éthylène glycol bas pilling de titre au brin 1,6 dtex, coupe 3 pouces 1/2 et de 40 % de fibre à deux composants, l'un le polytéréphtalate d'éthylène glycol, l'autre le polytéréphtalate de butane diol réticulé par le triméthylol- propane, de titre au brin 3,3 dtex, coupe 3 pouces 1/2. 9 25 2519035 Le taux d'étirage du train de laminage est de 11 Après entrela- cement on obtient un filé de Nm 19 La vitesse de sortie est de 124,5 m/mn La pression de la buse est maintenue à 2 bars. La vitesse du cylindre d'appel est réglée de façon à avoir des vitesses de 2,4 7, 1,2 7, O 7 %, + 0,8 % par rapport à la vitesse de sorties du train de laminage. -224 % 1,2 -O + 0,8 % Charge de rupture g 696 648 582 500 Allongement à la rupture % 14 14 14 14 Facteur de cohésion 142 130 128 102 Distance maximum entre 19 18 13 deux noeuds mm 1 Exemple 4: Dans des conditions identiques à celles de l'exemple 3, avec une vitesse du cylindre d'appel de 1,2 7 de la vitesse de sortie du train de laminage et une pression de 2 bars, on fait varier la distance buse/cylindre de sortie laminage de 30, 40 et 55 mm. mm 40 mm 55 mm Allongement à la rupture 7 14,5 14 14 Charge de rupture g 648 648 692 1 N A Facteur de cohésion 132 142 134 Distance maximum entre 18 17 15 deux noeuds mm On constate que si la distance est inférieure à 15 mm ou supérieure à 80 mm, la marche devient difficile et les pertes de fibres im- portantes. Exemple 5 Dans les conditions identiques à celles de l'exemple 3, on utilise une buse du type défini dans l'exemple 1 et une deuxième buse d'entraînement dite tri-iet d'un diamètre de passage de filé de 3 mm alimentée par trois jets concourart de diamètre Imm, cette deuxième buse étant placée à 200 mm de la première La première buse (C≤ 45 ^), dite buse de cohésion, est alimentée à une pression de 1,5 bars; la deuxième buse "= lo dite buse de compacge est alimen ée 2519035 à 1,5, 2 et 2,5 bars. Les caractéristiques des fils obtenus en fonction des pressions sont les suivantes: Pression bars 1,5 2 2,5 Allongement à la rupture % 14 13,5 14, 5 Charge de rupture g 710 764 762 Facteur de cohésion 150 160 156 Distance maximum entre 13 13 13 deux points de cohésion mm On constate, de part l'utilisation de la deuxième buse un gain de résistance de 15 Z, un aspect de filé plus régulier, un fac- teur de cohésion de 160 noeuds au mètre avec une distance moyenne entre noeud de 6 mm et une distance maximum de 13 mm. Exemple 6 Dans un exemple de réalisation tenant compte des résultats obtenus dans les exemples 1 à 5, on réalise un train de laminage conforme à celui utilisé dans lesdits exemples à la sortie duquel on ajoute deux cylindres superposés ( 9) réglables en distance et en vitesse vis-à-vis des cylindres die sortie (C) entre lesquels on place une buse de cohésion (o ment La buse de compactage ( O = 15 e) étant placée entre les paires de cylindres 9 et 6; -ce montage étant conforme à celûi'représenté figure 2 Dans ces conditions le filé à partir du ruban de l'exemple 3, présente les caractéristiques suivantes comparées à ceiles d'un filé obtenu sur continu à filer conventionnel: Selon la demande Continu à filer Nu alimenté 1,7 1,7 Etirage 11 11 l Vitesse filé m/mn 124 25 Nu filé 18 18,5 Allongement % 17,5 21,2 Charge rupture g 810 1010 Facteur de cohésion 160 il 2519035 Le filé ainsi obtenu peut Utre utilisé sans traitement de vapori- sage ou de post-torsion en tissage ou bonneterie. En trame, on considère que le pouvoir couvrant d'un tel fil est de 20 % supérieur à celui obtenu par l'utilisation d'un filé conventionnel. 12 25 19035 REVENDICATIONS 1 Filé de fibres à brins entrelacés, caractérisé en ce que dans le filé les fibres ont la même longueur, ledit filé pré- sentant une structure à brins parallèles sans hélice, compor- tant des zones ouvertes et des zones fermées, les fibres étant entrelacées non liées dans les zones fermées et à brins paral- lèles dans les zones ouvertes, lesdites zones ouvertes compor- tant par ailleurs des brins libres, le facteur de cohésion du filé de fibres étant supérieur à 100 et de préférence compris entre 120 et 180. 2 Procédé pour la fabrication du filé de fibres, objet de la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une mèche de fibres de longueurs égales est alimentée à un train de laminage, puis à au moins une buse d'entrelacement ouverte monojet alimen- tée en fluide gazeux à une pression comprise depréférence entrel et 6 bars,1 'ange foré parl'axe du canal de passage du fil dans la buse et ledit fil étant compris entre 10 et 80 , de préférence entre 20 et 600, le filé obtenu étant renvidé à une vitesse supérieure à 50 m/mn. 3 Procédé de fabrication de filé de fibres par moyen fluide selon la revendication 2, caractérisé en ce que lorsque l'on utilise plusieurs buses d'entrelacement, la pression de fluide dans la buse située près du train de laminage est inférieure à celle utilisée dans les autres buses. 4 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la revendica- tion 2, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens d'alimentation d'au moins une mèche de fibres à au moins un laminage, au moins un moyen fluidique ouvert monojet d'entrelacement alimenté en fluide gazeux, des moyens de régulation de la tension du filé de fibres -à la sortie du moyen d'entrelacement de ce dernier, un moyen de renvidage du filé de fibres obtenu.