Brevet FR2533593A1 — publié le 19840330

La présente demande a pour objet un produit type filés de fibres, obtenu par entrelacement partiel de fibres textiles, ainsi qu'un procédé et un dispositif pour sa fabrication. La fabrication de filés de fibres est bien connue dans l'industrie 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 apparaue la filature dite-à bouts libérés ou open-end, la mèche de fibres alimentant une turbine, une sélection des fibres et une torsion don- nant naissance au produit Ces procédés sont employés pour les fi- bres 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 plus faibles longueurs de l'ordre de 90 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 pratiques de filature sont de l'ordre de 40 m/min en fibres longues et pour le procédé open-end de l'ordre de 60 m/min 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 produire un filé de fibres par entrelace- ment d'un ruban de fibres à des vitesses pouvant aller jusqu'à m/min dans un dispositif spécial dans lequel les fibres entre- lacées sont soumises à deux jets de fluide, avec suralimentation dans la zone de traitement, le fil entrelacé en cours de réalisa- tion rencontrant 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 longueur différentes dont la répartition est bien déterminée par filature à des vitesses élevées de ren- vidage de l'ordre de 200 m/min. Pour obtenir des filés de fibres à vitesses élevées par entrelacement de fibres, il est donc connu de mettre en oeuvre soit des moyens particuliers lorsque l'on utilise des fibres de longueurs 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 particulière Dans le brevet belge Ne 865 238 et le brevet français 2 46104, il a été proposé la production de produit type filé de fibres à partir d'une mèche par utilisation de moyen pneumatique type buse fausse-torsion. Dans la demande de brevet français N' 81/24469 de la déposante, il a été proposé 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 structure à brins paral- lèles 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 bouts libres, le facteur de cohésion du filé de fibres étant supérieur à 100 et de préférence compris entre 120 et 180 Il a également été proposé dans cette demande un procédé pour la réalisation desdits filés de fibres dans lequel au moins une mèche de fibres de longueurs égales est alimentée à un train de laminage puis au moins une buse d'entrelacement ouverte monojet alimentée en fluide gazeux à une pression comprise de préféren entre 1 10 *Pa et 6 10 Pa, l'angle formé par l'axe du canal de passage du fil dans la buse et ledit fil étant compris entre zéro et 80-, de préférence entre 20 et 60 ' Le fil obtenu peut être renviaé à une vitesse supérieure à 50 m/min. Ainsi qu'indiqué, le produit type filé de fibres obtenu présente dans ses zones ouvertes des bouts libres, dans l'industrie, on désigne ces filés de fibres par le vocable fil pileux Si ces fils présentent un intérêt du fait du toucher conféré aux tissus et tricots qui les contiennent, de m&me qu'ils permettent des effets spéciaux, on a tendance à éliminer leur emploi lorsqu'on recherche des effets non pileux ou des touchers plus classiques, au profit de filés traditionnels. La présente demande se propose d'obtenir un produit type filé de fibres régulier, de caractéristiques compatibles avec celles demandées dans l'industrie textile, par la mise en oeuvre de moyens simples. La présente invention a pour objet un produit type filé de fibres, à brins partiellement entrelacés, obtenu par moyen pneu- matique, tel que revendiqué dans la demande française de brevet N 81/24469 de la déposante, caractérisé en ce que le support de fibres entrelacées est en position centrale ou d'âme, autour duquel sont enroulés les bouts libres des zones ouvertes, la longueur des bouts libres étant au moins égale à la circonférence moyenne de l'ftme, ces bouts libres formant enveloppe. La présente demande a aussi pour objet un procédé pour la fabrication du produit type filé de fibres décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins une mèche de fibres est alimentée à un train de laminage/étirage puis délivrée à au moins une buse d'entrelacement ouverte monojet alimentée en fluide gazeux à une pres- 5 sion comprise de préférence entre 1010 *Pa et 6 10 Pa, l'angle formé par l'axe du canal de passage du fil dans la buse et ledit fil étant compris entre zéro et 80 ', de préférence entre 20 et 60 , la mèche ainsi traitée passant ensuite entre deux cylindres iter- médiaires bloqueurs de torsion qui permettent aussi de régler la tension du fil dans la zone d'entrelacement, puis sur un dis- positif permettant aux bouts libres de s'enrouler autour de l'âme entrelacée, puis passe dans un moyen fausse-torsion puis le filé est tracté par des rouleaux intermédiaires à vitesse réglable, qui permettent de contr 8 ler la tension dudit filé dans la zone de fausse-torsion avant d'être recueilli enfin par un moyen connu à une vitesse supérieure à 60 m/min. La présente invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus nécessaire à l'obten- tion du produit type filé de fibres, objet de la présente invention, caractérisé en ce qu'il comporte dans l'ordre: des moyens d'ali- mentation d'au moins une mèche de fibres à au moins un laminage/éti- rage, des cylindres délivreurs, au moins un moyen fluidique ouvert monojet d'entrelacement, alimenté en fluide gazeux, des moyens de réglage de tension du filé de fibres dans la zone d'entrelacement fluide, un moyen de roulage des fibres, au moins un moyen fausse- torsion, un moyen délivreur intermédiaire à vitesse réglable et un moyen de recueil du produit type filé de fibres obtenu. Il a en effet été constaté qu'en utilisant des moyens d'entrelacement ouverts monojets suivis de moyens fausse-torsion, il est possible, à partir d'au moins une mèche, terme désignant un ruban ou une mèche de fibres, d'obtenir un produit dont les caractéristiques textiles sont comparables à celles de filés de fibres obtenus selon les procédés classiques, les bouts libres enveloppant la structure centrale entrelacée, le produit étant de type âme/gaine issu du même constitutant initial. Par-fibres, on entend des fibres de même longueur ou de longueurs différentes, elles peuvent être plates, frisées ou à frisure latente, rétractiles, à affinité tinctoriale différente, soit en textile naturel, artificiel ou synthétique, utilisées seules ou en mélange; lorsqu'il s'agit de textiles artificiels ou synthétiques, les fibres sont obtenues par exemple-soit par coupe, soit par craquage, soit par passage sur un convertisseur de rubans de filaments continus Lorsqu'il s'agit de textiles synthétiques, ils peuvent être constitués en un seul polymère de même caractéristique ou de caractéristiques différentes, en plusieurs polymères différents, les polymères de caractéristiques différentes ou les polymères différents pouvant se présenter dans les fibres sous forme de mélange ou en disposition c Ste/c 8 te ou âme/gaine. 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/étirage utilisé pour affiner la mèche ou ruban d'alimentation, la possibilité d'alimen- tation de plusieurs mèches, de coloris et/ou caractéristiques et/ou fibres différents, permet d'obtenir, sur le filé termine, soit par traitement à la conitinue, soit par traitement ultérieur, des effets particuliers, ces traitements étant par exemple soit des traitements thermiques, des traitements de coloration de produits d'affinité tinctoriale différente, des traitements de mise sous tension accompagnés ou non de relaxation 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 Ll O 5 Pa et 6 10 Jpa Il est de type classique 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 de fil. Il est par ailleurs connu que les buses d'entrelacement ont un rendement maximum à une pression définie et, qu'au-delà de cette pression, le rendement tend à décroître en altérant les propriétés textiles des fibres, ou leur positionnement relatif par placage aléatoire sur les parois des buses On peut alors envisager d'uti- liser plusieurs buses, telles que celles de la présente demande,- en les mettant en série, ce qui permet alors d'accroître, de façon très sensible, le facteur de cohésion, et de régulariser la dis- tribution des points d'entrelacement le long du f i 1 é Dans ces conditions la première buse est avantageusement une buse nmonojet 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 lepositionnement des f i b r e S dans la b u S e Sur la d e-u x i è m e buse, qui pourra être aussi une b u S e monojet ou comportant plusieurs jets mais de préférence ouverte, la pression sera su- périeure 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 ca- dre 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 tempéra- ture ambiante, toutefois lorsque l'on emploie des fibres à carac- téristiques particulières, telles que rétractiles, à frisure latente, etc, la température peut être plus élevée En fonction- nement, la première buse 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 zéro et 80 ', de préférence entre 20 et 60 * Ce positionnement doit toujours éviter que l'échappement ae fluide par le canal de passage du fil ne vienne perturber la mise en oeuvre du procédé et créer des défauts sur le fil. Le moyen fausse-torsion peut Etre un moyen pneumatique ou mécanique par exemple du type à courroies, à disques de friction. Le moyen de roulage des fils peut être une plaque ou guide par exemple pourvu ou non de dispositif à dépression facilitant l'enroulage des bouts libres autour de l'&ime. Les figures ci-jointes ainsi que la description ci-après S 'y rapportant illustrent la présente demande sans la limiter. Sur la figure 1, on distingue schématisés le moyen d'alimentation 1 de la mèche ou ruban 2, par e x e m p 1 e une bobine ou un pot, les moyens d'étirage constitués par les rou- leaux d'alimentation 3, les manchons 4, les r o u 1 e a u x 5, le moyen d'entrelacement 6, le produit obtenu 7, les moyens de ré- glage de la tension 8 du produit 7, le moyen de roulage des fils 9, le moyen fausse-torsion 10, les rouleaux délivreurs à vitesse ré- glable 11 du produit type filé de fibres 12 obtenu, le moyen de recueil 13, ici un renvidage, on pourrait récupérer de même dans des pots Les moyens 11 et 8 permettent de contr 8 ler la tension dans la zone de fausse-torsion Les moyens 5 et 8 permettant de régler la tension dans la zone d'entrelaçage. La figure 2 représente un exemple de moyen d'entrela- cement 6 monojet ouvert utilisé dans lequel on distingue la mèche 2, le produit 7 obtenu par passage de la mèche dans le canal 14 dans lequel il est soumis à un jet de fluide en provenance de l'orifice 15, le moyen étant représenté en coupe selon l'axe du canal de passage du fil, 16 représente une des lèvres de la fente d'introduction du fil, fente par laquelle s'échappe la plus grande partie du fluide re- présenté par des flèches. En fonctionnement, la mèche 2, en provenance du moyen d'alimentation 1 passe dans le moyen d'étirage/laminage constitué par les rouleaux alimentaires 3, les manchons 4 et les cylindres délivreurs 5, puis à la sortie de éelui-ci, selon un anglec K dans le moyen d'entrelacement 6 d'o sort le produit 7 qui passe ensuite dans le moyen de guidage régulateur de tension 8 puis sur le moyen de roulage 9 avant d'être introduit dans-le moyen de fausse- torsion 10, ici, un moyen à courroies, d'o il sort pour être repris entre les rouleaux délivreurs Il à vitesse réglable; le produit type filé de fibres 12 obtenu étant ensuite renvidé par le moyen 13 ou récupéré par tout autre moyen tel qu'en pot par exemple. Après passage dans la buse, le facteur de cohésion du filé de fibres est en général inférieur à 100, en fonction du numéro métrique désiré, de titre au brin et de la matière travail- lée, du module de la fibre, etc - La figure 3 est constituée par deux photos: 3 a représente le produit type filé de fibres -obtenu par le procédé décrit dans la demande française de brevet 81/24469, elle présente une struc- ture centrale de part et d'autre de laquelle s'échappent des bouts libres, la photo 3 b représente le produit type filé de fibres tel qu'obtenu selon le procédé de la présente demande à savoir ung structure centrale formant 9 me autour de laquelle s'enroulent des bouts libres formant enveloppe. 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 additionnelle et sans traitement thermique de fixation (vaporisage par exemple) au travail sur métier à tisser et à tricoter ou autre utilisation aval textile. Les produits type filés -de fibres obtenus peuvent être. utilisés tels quels ou associés à d'autres filés ou fils conven- tionnels 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/denier, 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 de fibres sensiblement identique de part et d'autre du crochet Ensuite, on fait descendre le crochet à la vitesse de 2 cm/min environ, jusqu'à ce que le poids du crochet soit supporté par le fil La distance x en cen- timères parcourue par le crochet caractérise le degré d'entrela- cement D grâce à la formule suivante: D = 100 On répète la x mesure 100 fois, en utilisant pour chaque mesure une nouvelle lon- gueur du même fil. L'exemple suivant illustre la présente demande sans la limiter. Exemple - Un câble de filaments continus en polytéréphtalate d'éthy- lène glycol type bas pilling de titre: 70 Ktex, de titre au brin: 1,6 dtex est converti en ruban 12 g/m, coupé sur Pacific Converter avec obliquité réglée à 35, coupe à 88 mmo Ce ruban est mélangé par des procédés classiques à un ruban de laine de finesse 21 u, poids: 20 g/mi pour présenter dans le mélange final du polyester/lai- ne dans le rapport 45/55 % en poids, la mèche étant de numéro métri- que 0,75; on alimente une mèche au dispositif représenté figure 1 à 7,5 m/min, vitesse des rouleaux-délivreurs 5: 200 m/min, la mèche passe ensuite dans une buse 6 d'entrelacement telle que re- présentée figure 2, située à 40 mm des délivreurs 5, le diamètre du canal de passage du fil: 3 mm alimenté par un canal de diamètre: 2 mm Cette buse mono Jet est à fente d'enfilage latérale, la fente ne perturbe pas les fibres à la sortie du train de laminage/étirage (c>C 45 e), pression de l'air:2 105 Pa En aval de la buse, des cylindres d'appel 8 permettent de-contr 8 ler de façon précise la relaxation des fibres dans la zone d'entrelacement, ils tournent a une vitesse légèrement inférieure à celle des délivreurs 5, de l'ordre de 3 % Le produit passe ensuite sur une plaque sur laquel- le roule le produit entrelacé 7, les rouleaux 8 jouant le rôle de bloqueur de torsion remontante communiquée au produit 7 par un dispositif fausse-torsion 10 à courroies, vitesse des courroies 686 -m/min, le produit type filé de fibres passe ensuite entre des rouleaux intermédiaires 11 Le rapport de vitesse entre ces rou- leaux et les rouleaux 8 étant voisin de un; à la sortie des rouleaux 11, le produit type filé de fibres 12 obtenu est renvidé par des moyens classiques à la vitesses de 193 m/min Les caractéristiques du produit type filé de fibres obtenu sont les suivantes: Numéro métrique: 13 Allongement 11,5 Z Résistance (charge de rupture) 620 g Résistance kilométrique 8 Régularité U X 13 Le produit type filé de fibres obtenu présente bien un support de fibres entrelacés en position centrale autour duquel sont enroulés des bouts libres formant enveloppe. 1 l REVENDICATIONS 1/ Produit type filé de fibres à brins partiellement entrelacés par moyen pneumatique tel que revendiqué dans la de- mande française de brevet Ne 81/24469 de la déposante, caracté- risé en ce que le support dé fibres entrelacées est en position centrale ou d'âme, autour duquel sont enroulés des bouts libres des zones ouvertes, la longueur des bouts libres étant au moins égale à la circonférence moyenne du support, ces bouts libres formant enveloppe. 2/ Procédé pour la fabrication du produit type filé de fibres objet de la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une mèche de fibres est alimentée à un train de laminage/ étirage, puis délivrée à au moins une buse d'entrelacement ouverte monojet alimentée en fluide gazeux à une pression comprise de pré- 5 férence entre 1,105 Pa et:6 10,Pa, l'angle formé par l'axe du canal de passage du fil dans la buse et ledit fil étant compris entre zéro et 80 ', de préférence entre 20 et 60 , la mèche ainsi traitée pas- sant ènsuite entre deux cylindres intermédiaires bloqueurs de torsion qui permettent aussi-de régler la tension du fil dans la - zone d'entrelacement, puis sur un disposif permettant aux bouts libres de s'enrouler autour de l'âme entrelacée, passe ensuite dans un moyen fausse-torsion puis il est tracté par des rouleaux inter- médiaires à vitesse réglable, qui permettent de contrôler la tension dudit filé dans la zone de fausse-torsion avant d'atre recueilli enfin par un moyen connu à une vitesse supérieure à 60 m/min. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu e le fil, à la sortie de la buse d'entrelacement, présente un facteur de cohésion inférieur à loo. 4/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cylindres intermédiaires tournent à une vitesse in- férieure à celle des cylindres délivreurs pour permettre une relaxation dans la zone d'entrelaçage. / Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte dans l'ordre des moyens d'alimentation d'au moins une mèche de fibre à au moins un moyen de laminage/étirage, des cylindres délivreurs, au moins un moyen fluidique ouvert monojet d'entrelacement alimenté en fluide gazeux, des moyens de réglage de la tension du fil dans la zone d'entre- lacement fluide, un moyen de roulage des fils, au moins un moyen de fausse-torsion, un moyen délivreur intermédiaire à vitesse réglable, un moyen de recueil du produit type filé de fibres obtenu. 61 Dispositif selon la* revendication 5, selon lequel le moyen fluidique est une buse d'entrelacement. 7/ Dispositif selon la revendication 5, selon lequel le moyen fausse-torsion est un moyen à courroies. 8/ Dispositif selon la revendication j selon lequel le moyen fausse-torsion est un moyen à disques de friction.