Brevet FR2548692A1 — publié le 19850111

La présente demande a pour objet un produit type filé de fibres, obtenu par la combinaison d'un procédé classique de filature et de moyen pneumatique d'entrelacement de fibres textiles, ainsi qu'un procédé et un dispositif pour sa fabrication. Dans la demande de brevet français n 81/24469 du 28 12 81 de la demanderesse, il a été revendiqué un produit type filé de fibres, à brins entrelacés, dans lequel le fil présente une structure à brins parallèles sans hélice, comportant des zones 10 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. Malgré le facteur de cohésion élevé du filé de fibres obtenu, on a pu constater, dans certains cas, des glissements des brins, lors de leur transformation ultérieure, pouvant, pour certaines applications, entraîner des défauts et même des casses, la résistance du filé étant alors affaiblie par ce glissement. Dans la demande de brevet français n 82/16347 du 27 Septembre 1982 de la demanderesse, il a été proposé un produit type filé de fibres de ce genre, le support de fibres entrelacées est en position centrale ou d'âme, autour duquel sont enroulés des bouts libres des zones ouvertes, la longueur des bouts libres 25 étant au moins égale à la circonférence moyenne du support, ces bouts libres formant enveloppe. On obtenait ainsi un meilleur compactage permettant d'éviter les glissements interfibres dans les zones ouvertes non entrelacées; malgré le coefficient d'entrelacement faible, le 30 fagotage permettait un fil de résistance améliorée et de plus faible allongement. -2 Pour obtenir des produits type filés de fibres de meilleure résistance et d'aspect non fagoté non recherché dans certaines applications telles que articles à poils piqués, il était alors possible d'agir sur les paramètres de pression, débit d'air 5 comprimé ou de vitesses de recueil de fil en les diminuant, ceci toutefois était peu compatible avec les notions économiques de production du filé. La demanderesse a alors trouvé qu'il était possible d'obtenir un filé de bonne résistance, réalisé dans des conditions économiques, tout en maintenant l'utilisation de moyens pneumatiques. La présente demande a pour objet un filé de fibres, h brins entrelacés, caractérisé en ce que, dans le filé, les fibres présentent une structure en hélice, comportant des zones ouvertes 15 et des zones fermées, le facteur de cohésion du filé de fibres étant inférieur à 100, de préférence entre 20 et 80, le coefficient de torsion du filé ayant une valeur comprise entre 25 et 40 % du coefficient de torsion habituellement utilisé dans les procédés classiques pour un filé de même titre. La présente demande concerne aussi un procédé pour la fabrication de ce produit type filé de fibres, caractérisé en ce que l'on alimente, à un continu à filer, une mèche ou ruban que l'on étire, le produit obtenu étant soumis ensuite à la sortie du train d'étirage à au moins une opération d'entrelacement des 25 brins par moyen pneumatique dont la pression de fluide est comprise de préférence entre 1,5 et 4 105 Pa, l'angle formé par l'axe du canal de passage du fil dans le moyen pneumatique et ledit fil étant compris entre zéro et 80 , de préférence entre 20 et 60 , la distance entre le moyen pneumatique et la sortie du 30 train d'étirage est au plus égale à la longueur moyenne des fibres traitées, puis à une opération de torsion par renvidage du filé sur un tube monté sur une broche verticale tournante, par l'intermédiaire d'un moyen classique anneau/curseur, le filé, lors de sa formation, étant soumis, éventuellement, à au moins une relaxation, le coefficient de torsion du filé étant compris entre 25 et 40 % du coefficient de torsion habituellement utilisé dans le procédé classique pour un filé de même titre. La présente demande concerne un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication du filé de fibres ci-dessus décrit, caractérisé en ce que sur un continu à filer classique, on intercale entre le train de laminage et l'ensemble 10 broche/anneau-curseur, un moyen fluidique d'entrelaçage et un moyen de relaxation. Toutefois, le procédé de filature est limité du fait de la vitesse limitée des broches verticales, du faible poids des tubes de réception et de la résistance du matériel 'Il peut être 15 intéressant alors de dissocier dans la fabrication du filé le processus pneumatique du processus de torsion vraie Dans ce cas, le procédé de fabrication du filé de fibre revendiqué dans la présente demande est discontinu. La présente demande concerne aussi un procédé de fabrication 20 du filé de fibres ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est d'abord, sur une machine à filer, soumis à au moins une opération d'entrelacement à très haute vitese de passage du fil dans la buse, le coefficient de cohésion étant inférieur h 100, renvidé sur bobine de poids élevé, puis repris en torsion sur un moyen connu. Il a été en effet remarqué que les pseudo-noeuds communiqués par l'entrelacement des fibres frisées ont une faible résistance au glissement longitudinal quand les fibres sont placées sous tension, les tours de torsion donnés en compactant les fibres dans un mouvement hélicoïdal tendent à resserrer l'ensemble du 30 filé et à éviter les glissements interfibres en augmentant le coefficient d'adhérence fibres à fibres et en verrouiller ainsi les pseudo-noeuds. -4 Il a été aussi remarqué que le facteur de cohésion interfibres pouvait avantageusement remplacer 60 % de la valeur habituelle de torsion, et, sur certaines fibres à faible coefficient de frottement fibres à fibres conduire à des 5 résistances sensiblement de même valeur que celles obtenues dans le procédé conventionnel de filature. On a pu ainsi constater que le produit type filé de fibres obtenu présentait une résistance suffisante pour toutes les applications textiles, en particulier pour les applications 10 d'ameublement telles qu'articles à poils piqués Le filé peut être utilisé seul ou en retors ou assemblé, associé à d'autres présentations telles que fil continu ou autres filés de fibres. Le filé présente une bonne régularité du fait de ce que les zones ouvertes et fermées sont moins marquées, cet amoindrissement du 15 marquage des zones étant intéressant dans les tissus à poils piqués pour revêtement de sol o cela permet un bon épanouissement des touffes et un bon pouvoir couvrant. Ce procédé à l'avantage de permettre l'utilisation du matériel classique de filature sans grande transformation pour 20 obtenir une production à vitesse plus élevée, augmentant ainsi la productivité du matériel dans un rapport pouvant aller de 1 à 3. En ce qui concerne le procédé discontinu, la vitesse de passage du fil dans le moyen pneumatique est élevée, pouvant aller jusqu'à des vitesses de l'ordre de 300 m/min, le facteur de 25 cohésion étant inférieur à 100 Le fil est recueilli sur un tube de réception sous forme de bobine dont le poids peut être très élevé Il est ensuite repris et monté en torsion seul ou à plusieurs bouts, sur tous moyens connus tels que sêbleuse, broche double-torsion, continu à retordre, etc L'avantage présenté est 30 d'utiliser du matériel classique et, dans certains cas, de réduire le nombre des étapes de transformation du produit. -5 Pour le moyen fluidique, on utilise généralement une buse monojet de type ouvert, à savoir, présentant une fente pour permettre l'introduction d'un fil, ruban ou mèche plus facilement lors de la fabrication Cette buse est alimentée en fluide, 5 généralement de l'air, à une pression comprise de préférence entre 1,5 et 4 105 Pa La température du fluide est généralement la température ambiante, elle peut être plus élevée si l'on désire des effets spéciaux lors de l'emploi de fibres à caractéristiques particulières (rétraction, frisure latente, 10 etc) La distance entre le moyen pneumatique et la sortie du train d'étirage est au plus égale à la longueur moyenne des fibres traitées. Le moyen d'entrelaçage est placé généralement entre la sortie du train d'étirage et une paire de cylindres intermédiai15 res permettant le contrôle de la tension dans la buse, la distance étirage/relaxeurs pouvant varier de 40 à 200 mm L'angle formé par l'axe du canal de passage du fil dans la buse et ledit fil sortant du train d'étirage est compris entre zéro et 80 , de préférence entre 20 et 60 de façon à ce que le jet d'air induit 20 à l'échappement ne vienne pas perturber le placement des fibres à la sortie du train d'étirage. La figure ci-jointe permettra de mieux comprendre, ainsi que la description s'y rapportant, la mise en oeuvre de l'invention sans la limiter. Sur la figure, on distingue le textile à filer 1, les rouleaux délivreurs 2 à la sortie du train d'étirage classique non représenté, la buse 3, les rouleaux 4, la queue de cochon 5, le système anneau/curseur monte et baisse 6, le tube 7 sur lequel vient s'enrouler le filé de fibres 8. En fonctionnement, le textile à filer 1 sous forme de mèche ou ruban est alimenté à un train d'étirage non représenté d'o il ressort par les rouleaux délivreurs 2 Le produit textile affiné -6 passe ensuite dans la buse 3 alimentée en fluide qui entrelace les fibres, le produit entrelacé passant ensuite entre les rouleaux 4 tournant à vitesse généralement inférieure à celle des délivreurs, passe par la queue de cochon 5, il subit une torsion 5 et est renvidé sur le tube 7, monté sur broche tournante, sous forme de filé 8, en étant passé préalablement par le moyen anneau-curseur 6 animé du mouvement classique de monte et baisse. Le produit type filé de fibres obtenu est utilisé pour toutes les applications textiles, de préférence pour les articles 10 à poils piqués, ameublement, mercerie, revêtement intérieur de carosserie, etc Le moyen pneumatique peut être monté aisément sur tout système traditionnel de filature fibre courte ou longue, en système coton, peigné, semi-peigné laine. Les exemples suivants illustrent la présente demande sans la limiter. Exemple 1 On réalise un produit filé de fibres de Nm: 3,8 à partir d'un ruban de 8, 5 g/mètre obtenu après cardage d'un mélange 70/30 % de 20 fibres de titres respectifs 19 et 11 dtex en polyhexaméthylène adipamide de longueur respective 170 et 150 mm, et 3 passages d'intersecting La mèche de 8,5 g/m est alimentée à un continu à filer semi-peigné de marque SCHLUMBERGER, équipé d'un train d'étirage SKF-PK-704, taux d'étirage affiché 35,6 pour 1 mètre A 25 la sortie du train d'étirage, la mèche affinée est transformée en filé de fibres selon le procédé classique et selon le procédé de la présente demande dans les conditions suivantes: A/ Procédé classique coefficient de torsion: 80 vitesse de broche: 6 500 t/min torsion: 156 tours/mètre vitesse de sortie du train d'étirage: 38,5 m/min curseur n 630 (BRAEKERT): diamètre de l'anneau: 93 mm Le filé obtenu présente les caractéristiques suivantes: Numéro Métrique: 3,8 Régularité U %: 13, charge de rupture 4 290 grammmes, 4 points faibles, 4 points forts. B/ Procédé selon la demande coefficient de torsion: 31 vitesse de broche: 6 500 t/min torsion: 61 t/mètre vitesse de sortie du train d'étirage: 106 m/min numéro du curseur: 1 250 La buse d'entrelaçage étant alimentée par de l'air à température ambiante à une pression de 3 105 Pa, elle est située à 100 mm des délivreurs, la mèche entrant dans l'axe de la buse en formant, avec le plan vertical passant par l'axe des délivreurs, un angle de 45 , écartement buse rouleaux rela15 xeurs 100 mm, relaxation 2 % entre sortie de buse et rouleaux intermédiaires. Le fil obtenu présente les caractéristiques suivantes: Numéro métrique: 3,8 U % = 14,5 Facteur de cohésion: 55 Charge de rupture: 3 520 grammes points faibles, 20 points forts, 15 imperfections. Le fil obtenu présente de bonnes caractéristiques comparées à celles du filé de même numéro métrique obtenu par le procédé 25 classique, de plus il est produit à une vitesse de près de 3 fois celle du procédé classique, ce qui est intéressant du point de vue économique de la conduite du procédé. Exemple 2 Un ruban de 8,5 g/mètre préparé de façon traditionnelle par 30 cardage et 3 passages d'intersecting à partir de fibres en polyhexaméthylène adipamide de titre 19 dtex et 11 dtex en mélange dans la proportion de 70 % de fibres de 19 dtex, coupe: mm et 30 % de filé 11 dtex 150 mm, est alimenté à un continu semi-peigné de marque SCHLUMBERGER NSC CF 33 La vitesse de broche du continu est fixée à 6 500 t/min, le coefficient de 5 torsion appliqué est de 31, soit pour le numéro métrique recherché de 3,8, une torsion de 61 t/mètre Dans un premier essai, la buse du type monojet est mise en place comme dans l'exemple 1 mais n'est pas alimentée en air comprimé. Le filé obtenu au renvidage avec 61 t/mêtre de torsion est extrêmementpileux et présente une résistance à la rupture inférieure à 100 g, par ailleurs une exploitation du continu, dans ces conditions, serait impossible, compte tenu des casses au niveau curseur. Dans un deuxième essai, la buse monojet est alimentée sous une pression de 3 105 Pa; la relaxation entre le laminage et le cylindre intermédiaire est réglée à 2 % de son alimentation pour permettre aux fibres de bien se placer dans la buse d'entrelacement. La torsion est maintenue à une même valeur Le filé obtenu présente une résistance de 2 989 g. Exemple 3 Dans les conditions données dans l'exemple 1, on réalise un filé de fibres par le procédé conventionnel (essai D) et des 25 filés de fibres par le procédé de la présente demande en faisant varier la pression alimentée au moyen pneumatique (essais A, B et C). Les conditions et résultats sont les suivants: Essais A B C D D Pression 105 Pa 3,51 3 2,5 O O Nm | 3,81 3,8 3,8 | 3,8 | Coefficent de torsion| 31 | 31 | 31 | 31 l Tours/m 61 61 61 61 Vitesse broches t/m 6 500 6 500 6 500 6 500 Vitesse filé m/min 106 106 106 38,5 U % Uster | 14,51 14,9 | 15,11 15,9 | Résistance g 3 580 12 989 2 181 1 4 280 I CV résistance | 13 | 17,8 | 44, 91 il 11 Points faibles 150 425 532 12 Points forts 20 50 44 4 Imperfections 15 30 144 4 Facteur cohésion 55 42 20 O O _____ _ 1 1, 1 __ 1 _ _I_ _ _ 1 Ces résultats de la demande ont montrent que les fils obtenus par le procédé des propriétés semblables à celles du fil obtenu par le procédé conventionnel: essai A, ou suffisantes pour certains emplois: essais B et C, mais toujours avec une 10 vitesse de production près de 3 fois plus élevée. Exemple 4 On prépare à partir d'un câble teint, un ruban de fibres acrylique craqué en mélange 50 % de fibres fixées/50 % de fibres rétractiles de titre 5 dtex/au brin Le poids du ruban préparé de 15 façon traditionnelle est de 7 g/m. Sur un continu semi-peigné, type CF 33 NSC, dans les conditions définies à l'exemple 3, on réalise un filé de fibres de Nm 5 Le taux d'étirage affiché est de 35,6, la relaxation entre la sortie du train d'étirage et le cylindre intermédiaire 5 est de 1,5 %, la buse est placée à égale distance des deux cylindres, soit à 100 mm de chaque; la buse monojet de diamètre d'injection: 2 mm et de diamètre de passage du fil: 3 mm est alimentée par de l'air, à une pression vitesse de la broche est réglée à 6 10 comparatifs sont les suivants: de 1 105 Pa 500 t/min. à 3 105 Pa La Les résultats Essais I E I I I /_-_ Pression 105 Pa Nm 1 51 Coefficient de torsion | 291 Torsion/mètre 651 Vitesse de renvidage m/mini 1001 U % 1 I 91 Facteur de cohésion I 361 Résistance/g -1 73812 Points faibles | O| Points forts I Imperfections | I l__onu Le fil obtenu présente bien F 29 65 1 100 I 8,3 64 1 074 12 0 0 I '8 G 1 H Iconventionnel I 1 l 3 1 O l 1 5 I 291 60 | 134 l 48,5 l 8,81 7,4 86 1 O 157 12 387 l 0 O O I O l 16 I O I 56 1 O I I des carctéristiques proches de celles du filé traditionnel tout en étant produit à une vitesse deux fois plus élevée. Exemple 5 On réalise en continu un filé de fibre de numéro métrique 20/1 selon l'invention comme suit. On traite une mèche de numéro métrique 1,2 composée d'un mélange fibreux de 60 % de fibres polyester de titre 3,3 dtex, mi-mat, obtenues par convertissage d'un câble à longueur 3 pouces 1/2 et 40 % de fibres bilames polyester de titre 5 3,3 dtex, mi-mat, obtenues par convertissage d'un câble à longueur 3 pouces 1/2. Les conditions de réalisation et résultats obtenus sont consignés ci-après. essai I essai J selon la demande conventionnel étirage type PK 628 idem taux d'étirage 16,6 idem longueur de la zone d'étirage mm 220 idem vitesse de broche t/min 8 600 8 600 coefficient de torsion 36 85 tour au mètre 161 380 diamètre des anneaxu mm 55 55 curseur N 19 19 relaxation % 3 vitresse production fil m/min 53 22,6 pression dans la buse 105 Pa 1 numéro métrique 19,9/1 20,5/1 allongement % 23,2 27,6 résistance g 750 1 004 R Km 14,9 20,18 coefficient de variation 14 9,96 U % 13 11,2 points faibles 64 36 point forts 28 12 imperfections 48 20 Le filé obtenu par le procédé continu de la demande présente des caractéristiques proches de celles du filé obtenu selon le procédé classique sans moyen pneumatique et est produit à une vitesse 2 fois plus élevée. REVENDICATIONS 1/ Filé tordu de fibres, à brins entrelacés, caractérisé en ce que, dans le filé, les fibres présentent une structure en hélice comportant des zones ouvertes et des zones fermées, le 5 facteur de cohésion du filé de fibres étant inférieur à 100, de préférence compris entre 20 et 80, le coefficient de torsion du filé ayant une valeur comprise entre 25 et 40 % du coefficient de torsion habituellement utilisé dans les procédés classiques pour un filé de même titre. 2/ Procédé pour la fabrication du filé objet de la revendication 1, caractérisé en ce que l'on alimente à un continu à filer une mèche ou ruban que l'on étire, le produit obtenu étant soumis ensuite à la sortie du train d'étirage à au moins une opération d'entrelacement des brins par'moyen pneumatique 15 dont la pression de fluide est comprise de préférence entre 1,5 et 4 105 Pa, l'angle formé par l'axe du canal de passage du fil dans le moyen pneumatique et ledit fil étant compris entre zéro et 80 , de préférence entre 20 et 60 , la distance entre le moyen pneumatique et la sortie du train d'étirage étant au plus 20 égale à la longueur moyenne des fibres traitées, puis à une opération de torsion par renvidage du filé sur un tube monté sur broche verticale tournante par l'intermédiaire d'un moyen classique anneau/curseur, le filé, lors de sa formation étant éventuellement soumis à une relaxation, le coefficient de torsion 25 du fil étant compris entre 25 et 40 % du coefficient de torsion habituellement utilisé dans le procédé classique pour un 'filé de même titre. 3/ Procédé pour la fabrication discontinue de filé objet de la revendication 1, caractérisé en ce que l'on alimente à un train d'étirage une mèche ou un ruban de fibres, à la sortie du train d'étirage le produit passe dans un moyen pneumatique à une vitesse élevée pouvant aller jusqu'à 300 m/min, le facteur de cohésion étant inférieur à 100, puis est receuilli sur un tube de réception sous forme de bobine; le produit est ensuite repris et 5 monté en torsion, seul ou à plusieurs bouts, par tous moyens connus. 4/ Dispositif pour la fabrication de filé de fibres selon la revendication 2, caractérisé en ce que, sur un continu à filer classique on intercale entre le train de laminage et l'ensemble 10 broche anneau/curseur un moyen fluidique d'entrelaçage et un moyen de relaxation