Brevet FR2584692A1 — publié le 19870116

La présente demande a pour objet une présentation de fil textile sous forme d'enroulement pour teinture, son procédé de fabrication, ainsi qu'un procédé de teinture dudit enroulement et moyen pour sa mise en oeuvre. Les matières textiles filiformes (rubans, mèches, fils continus ou filés de fibres), que l'on désignera par "fil" dans la suite de la description, sont proposées généralement sous forme d'enroulements tels que cops, tubes, pelotes, gâteaux ou manchons, écheveaux, bobines croisées sur tube (rolls, bobines soleil, fromages), bobines à joues, bobines à pans coniques ou droits, etc.. Le type d'enroulement dépend du traitement ultérieur auquel il est soumis (vaporisage, teinture, etc..). Ces enroulements se présentent la plupart du temps comme une superposition de couches de fils disposées parallèlement les unes aux autres, généralement autour d'un support central rigide, principalement de révolution. Autour de ce dernier, afin d'avoir une bonne présentation desdits enroulements sur support on renvide les couches successives de spires de fil sous une tension qui ne dépasse pas sensiblement celle des couches internes. Ce mode d'enroulement donne toutefois des bobines assez peu compres- sibles. On connaît aussi des enroulements relativement mous destinés à la teinture. Ces petits enroulements sont soit enfilés sur des tubes perforés (ou clarinettes) ou bien disposes en vrac par couches dans l'autoclave de teinture; la solution colorante passant à travers la matière par circulation du bain, la matière étant, après teinture, à nouveau enroulée sur support sous une tension plus élevée pour permettre une manipulation plus aisée ultérieure. - 2 - 2584692 Un enroulement doit, par ailleurs, être facilement dévidable afin de ne pas entraîner de perturbation dans l'opération de transformation dans laquelle il est utilisé (ourdissage, tissage, tricotage, bobinage, canetage, touffetage, etc..). Du fait de leur disposition, les spires de fils ont tendance à glisser les unes sur les autres, de-sorte qu'au moindre choc l'enroulement subit des détérioriations qui le rendent la plupart du temps inutilisable, le glissement des couches entraînant une quasi impossibilité de dévidage. Cette fragilité des enroulements est d'ailleurs plus impor- tante lorsqu'il s'agit d'enroulements de fils texturés. En effet, les enroulements de fils textures en particulier ceux destinés à la teinture doivent présenter une densité permettant de concilier à la fois une bonne circulation du bain de teinture et une bonne dévidabilité du fil après traitement. Pour la teinture sous forme de bobines, en règle générale, le fil en provenance d'une bobine primaire est mis sous forme d'enroulements mous de petites dimensions, lesquels sont généralement enveloppés de manchons pour éviter les éboulements de fils, enfilés sur des tubes perforés, ou clarinettes, contenus dans un autoclave, ou bien disposés par couchesen vrac dans ledit autoclave. Après teinture, le fil est repris pour être à nouveau enroulé sous forme de bobines dures pour traitements de transformation ultérieure. Ces opérations sont longues et coûteuses, de plus le fil est manipule plusieurs fois entre sa présentation sur bobine primaire et son enroulement pour traitement ultérieur et le procédé de teinture n'est pas économique. La présente demande se propose des améliorations aux enrou- lements sus-mentionnés et à leur traitement. La présente demande a pour objet un enroulement de fil textile de grande dimension, de préférence pour teinture, carac- térisé en ce que le fil est un fil continu synthétique texture entrelacé présentant entre 40 et 200 noeuds/mètre, de préférence - 3 - entre 80 et 150 noeuds/mètre, l'enroulement étant de type croisé à pans droits, la croisure étant comprise entre 20 et 45 , de préférence entre 30 et 38 , de densité comprise entre 0,10 et 0,30, de diamètre correspondant à celui de la machine à teindre, de préférence supérieur à 50 centimètres, et de poids supérieur à kilos. La présente demande concerne aussi un procédé de fabrication de l'enroulement ci-dessus, caractérisé en ce que au moins un fil continu synthétique en provenance d'un moyen d'alimentation disposé au-dessus d'une machine de texturation passe successive- ment et de haut en bas dans un premier four maintenu à une température comprise entre 150 C et 230 C, dans un moyen fausse- torsion, dans une buse d'entrelacement alimentée par de l'air à une pression comprise entre 0,5 et 4 bars, dans un deuxième four, dit de rétraction, maintenu à une température comprise entre C et 240 C, puis renvidé par bobinage croisé tangentiel sous forme d'enroulements de grandes dimensions. Il est ainsi possible, en une seule opération, de texturer, rétracter, fixer et renvider, sous forme de gros enroulements, type manchon, destinés à la teinture des fils sans les inconvé- nients des nombreuses manipulations antérieures. La présente invention a aussi pour objet un procédé de traitement par fluide, particulièrement de teinture, dudit enroulement, caractérisé en ce qu'au moins un enroulement est traité directement dans un autoclave comportant un seul porte- matière central perforé dans lequel il est enfilé, le diamètre de l'enroulement correspondant au diamètre intérieur de l'autoclave, à une température inférieure à 140 C, sous une pression de circulation de bain inférieure à 4 bars, la circulation de fluide liquide s'effectuant de préférence de l'intérieur à l'extérieur de la matière; cette dernière étant ensuite, après traitement, utilisée directement pour transformation ultérieure. -4 - 2584692 La présente demande a aussi pour objet un dispositif pour le traitement par fluide de tels enroulements, tel qu'autoclave, caractérisé en ce que le dispositif comprend un seul porte- matière central perforé. Si le fluide est un liquide, le disposi- tif comporte un moyen de circulation de bain à travers la matière textile enfilée sur le porte-matière. Le procédé de la présente demande permet ainsi, en une seule opération, sur un enroulement en provenance de fabrication, de pratiquerun traitement par fluide sans manipulation de fil, et d'obtenir un enroulement traité, tel que teint par exemple, directement utilisable pour les transformations ultérieures avec une présentation du fil sur l'enroulement restant en l'état, à savoir sous forme de couches parallèles de fils croisés, sans éboulement des flancs de l'enroulement et mélange des couches de fils; le fil, lors de sa transformation ultérieure, soit pour être bobiné sous forme d'enroulement ferme, soit pour être utilisé directement sur métiers de tissage ou tricotage, se déroulant facilement du gros enroulement sans problème. Il est ainsi possible, en une seule opération et sur un seul enroulement, de pratiquer toutes ces opérations sans les inconvé- nients constatés ultérieurement. Le procédé de traitement présen- te tous les avantages de traitement en libre sans en avoir les inconvénients; en particulier il y a absence de passages préfé- rentiels de bain du fait d'une masse très homogène avec des enroulements enfilés sur le porte-matière et dont le diamètre correspond à celui de la machine de traitement et d'une densité régulière de l'enroulement de fil, de préférence comprise entre 0,10 et 0,20. Ce procédé permet une grande amélioration de la productivité de procédé de traitement de fil. En effet, du fait de traiter des enroulements enfilés sur le porte-matière et dont le diamètre correspond à celui de la machine de traitement, on peut augmenter jusqu'à 50 % la densité de chargement de l'auto- clave par rapport aux traitements classiques; le rapport de bain - 5 - est réduit généralement de 1 à 10 à environ 1 à 6, le bain étant plus court, son épuisement est facilité, ce qui se traduit par une réduction du cycle de traitement de l'ordre de 20 à 25 Z du temps habituel. Si l'on désire transformer les gros enroule- ments en bobines dures, il n'y a pas d'inconvénients, du fait de la nondéformation des gros enroulements, le dévidage du fil en est donc réduit, ce qui se traduit par une meilleure propreté textile, qualité de l'enroulement et une possibilité de support de 2,5 à 5 kilos sans noeuds de fil. Le dispositif utilisé pour le traitement est généralement un autoclave, il comporte, outre les pompes habituellement utilisées pour la circulation de bain liquide, un seul porte-matière perforé recevant soit un enroulement seul, soit un empilement d'enroulements avec ou sans intercalaires, enveloppes, manchons; le passage du bain de traitement se fait dans l'un et l'autre sens, de préférence on utilise le passage de l'intérieur vers l'extérieur de la matière. Le traitement pratiqué est de préférence celui de teinture du fil, il peut être aussi un traitement thermique vapeur, eau, ou un traitement liquide contenant des adjuvants permettant des propriétés particulières au fil. L'essorage du fil, après traite- ment, est effectué par soufflage d'air, par aspiration ou par centrifugation. Le procédé de texturation, tel que revendiqué, permet d'obtenir un fil texture présentant une élasticité comparable à ce que l'on obtient par les procédés de texturation brochette ou friction et teinture habituels, et ce dans des meilleures condi- tions économiques. Le procédé mis en oeuvre fait appel à un enchaînement d'opérations connues par ailleurs telles que: étirage-textura- tion simultané ou séquentiel, passage dans les fours, entrelace- ment du fil dans une buse située de préférence entre deux déli- vreurs et avant le deuxième four de rétraction, et renvidage - 6 - 2584692 tangentiel permettant l'augmentation du diamètre de l'enroulement jusqu'à des valeurs dépassant 50 centimètres et de préférence dépassant 80 centimètres. Les fils utilisés pour la texturation peuvent être des fils continus artificiels et/ou synthétiques utilisés seuls ou sous forme d'assemblés, ils peuvent aussi être associés à des filés de fibres. Le procédé s'applique sur fil synthétique étiré simple ou surtordu, sur fil synthétique pré-orienté ou sur fil faiblement orienté, avec de préférence étirage-texturation simultané dans un cas et séquentiel dans l'autre. Comme fils synthétiques on utilise de préférence les fils à base de polyamide tel que polyhexaméthylène adipamide. Le gros enroulement ou manchon à flanc droit obtenu présente un diamètre supérieur à 50 centimètres, de préférence à 80 cen- timètres, son diamètre est fonction de la machine à teindre dans laquelle on empilera au moins un de ces enroulements. L'enrou- lement peut être effectué sur tube central éventuellement per- foré, utilisable ainsi directement en teinture. Pour la texturation, on utilise, de préférence, une machine de faussetorsion en faisant en sorte que l'alimentation du fil se fasse par le haut de la machine, le fil passant successivement dans le premier four, le moyen fausse-torsion, une buse d'entre- lacement, un deuxième four de rétraction avant d'être renvidé tangentiellement pour donner naissance aux gros enroulements de teinture. La température des fours dépend de la matière traitée, en général les températures du premier four se situent entre C et 230 C et celles du deuxième four entre 150 C et 240 C. Le renvidage tangentiel est un renvidage classique à entraînement par rouleaux commandés de préférence. La buse d'entrelacement peut être monojet ou à jets concou- rants, elle est alimentée par de l'air à une pression comprise entre 0,5 et 4 bars, la fréquence des noeuds d'entrelacements est de préférence comprise entre 80 et 150 noeuds/mètre. Le moyen fausse-torsion est soit à brochette, soit à friction. -7- Les gros enroulements obtenus présentent une densité suf- fisante pour être teints et déroulés ultérieurement sans dif- ficulté, augmentant la productivité du procédé en évitant les reprises du fil des procédés antérieurs. Le déroulement de la bobine s'effectue par des moyens connus, de préférence par déroulement positif, soit par commande interne, soit par commande de la bobine par sa périphérie, le déroulement peut aussi être effectué à la défilée en réglant la tension d'appel du fil en fonction de la dureté désirée pour la bobine à réaliser, la bobine étant montée sur un moyen à axe libre non commandé muni de préférence de roulements à billes pour éviter la résistance due au poids de l'enroulement. Les exemples suivants illustrent la présente demande sans la limiter. Exemple 1 - Sur machine de texturation ARCT 480 (ATELIERS ROANNAIS DE CONSTRUCTIONS TEXTILES),modifiée afin de permettre le passage du fil de haut en bas, on étire et texture un fil pré-orienté en polyhexaméthylène adipamide de titre 98 dtex/20 brins dans les conditions suivantes: - texturation: vitesse 428 250 tours/minute, étirage: 1,29, - température du premier four. 210 C, fausse-torsion par broche monogalet (brochette ARCT FT 24. 610) torsion: 3 860 tours/mètre dans la zone d'étirage, débit: 111 m/min du fil étiré, - entrelacement: buse à jets concourants alimentée par de l'air sous pression de 0,8 bar, retrait: 3 % (107,2 m/min), taux d'entrelacement: 125 noeuds/mètre, - température du deuxième four: 180 C, retrait dans le deuxième four: 47 %, - renvidage du fil sous un taux d'étirage de 4 %, par bobinage croisé, croisure: 34 , par entraînement tangentiel à 59 m/min. L'enroulement obtenu à flanc droit présente une largeur de centimètres, un diamètre extérieur de 110 centimètres, un -8- diamètre intérieur de 40 centimètres, une densité de 0,15 et un poids de 21 kilos. Cet enroulement est manipulable aisément, sans éboulement. Exemple 2 - Sur machine de texturation ARCT 480 modifiée pour permettre l'alimentation du fil de haut en bas, on texture un fil continu étiré en polyhexaméthylène adipamide de deux bouts de 78 dtex/17 brins dans les conditions suivantes: - texturation: vitesse: 525 000 tours/min, torsion: 4 050 tours/mètre, température du premier four: 215 C, fausse-torsion par broche monogalet (brochette ARCT FT 24.610), - entrelacement: buse à trois jets concourants, pression d'air: 1 bar, - température du deuxième four: 200 C, fréquence: 110 noeuds/ mètre, retrait du deuxième four: 51 Z%, renvidage du fil par bobinage croisé: croisure: 34 , par entraînement tangentiel à m/min. L'enroulement à flanc droit obtenu présente une largeur de 17 centimètres, un diamètre externe de 108 centimètres et interne de 40 centimètres, ainsi qu'une densité de 0,14 et un poids de kilos. Cet enroulement est manipulable facilement sans éboulement des spires. Exemple 3 - On réalise sur matériel d'étirage/texturation identique à celui de l'exemple 1 un enroulement à flancs droits de fil continu étiré/ texturé en polyhexaméthylène diamine de titre 98 dtex/20 brins, de largeur 17 centimètres, de diamètre extérieur centimètres, de diamètre intérieur 40 centimètres, de densi- té 0,18, de poids 21 kilos, croisure du fil 34 , fil entrelacé à noeuds/mètre. Cet enroulement est teint dans les conditions suivantes: - autoclave de diamètre: 1,12 m, - hauteur d'empilement sur l'élément central: 100 centimètres, - 9 - soit empilement de 8 enroulements superposés, enfilés sur l'élé- ment central de 40 centimètres de diamètre, avec légère pression, circulation de bain de l'intérieur vers l'extérieur: température du bain: 80 C composition du bain colorant Marine Dimacide SRL (I.C.I.): 2,4 % adjuvants Univadine FP (CIBA GEIGY): 2 % PH 3,5 à 4 par acide acétique rapport de bain: 1 à 6 pression d'alimentation à la pompe: 2 bars conditions d'essorage: essorage centrifuge. On obtient ainsi un enroulement teint prêt à transformation ultérieure. - 10 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1/ - Enroulement de fil textile de grande dimension, de préférence pour teinture, caractérisé en ce que le fil est au moins un fil continu synthétique texture, entrelacé, présentant entre 40 et 200 noeuds/mètre, de préférence entre 80 et 150 noeuds/mètre, l'enroulement étant de type croisé à flanc droit, de croisure comprise entre 20 et 45 , de préférence entre 30 et 38 , de densité comprise entre 0,10 et 0,30, le diamètre de l'enroulement étant supérieur à 50 centimètres, de préférence supérieur à 80 centimètres, et son poids supérieur à 5 kilos. 2/ - Enroulement de fil, objet de la revendication 1, carac- térisé en ce que le fil continu synthétique texturé est un fil continu à base de polyamide, de préférence à base de polyhexa- méthylène adipamide. 3/ - Enroulement de fil, objet de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est utilisé directement en teinture dans un autoclave comportant un seul porte-matière perforé central sur lequel il est enfilé, son diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur de l'autoclave, son diamètre intérieur corres- pondant au diamètre extérieur du porte-matière sur lequel il est enfilé. 4/ - Procédé de fabrication de l'enroulement, objet de la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un fil continu synthétique, en provenance d'un moyen d'alimentation disposé au-dessus d'une machine de texturation passe successivement et de haut en bas dans un premier four maintenu à une température comprise entre 150 C et 230 C, dans un moyen fausse- torsion, dans une buse d'entrelacement alimentée par de l'air à une pression - 11 - comprise entre 0,5 et 4 bars, dans un deuxième four, dit de rétraction, maintenu à une température comprise entre 150 C et 240 C, puis renvidé par bobinage croisé à entraînement tangen- tiel, sous forme d'enroulement de grande dimension.