Brevet FR2596073A1 — publié le 19870925

I PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRANSFORMATION D'UN FILE DE FIBRES TEXTILES La présente invention concerne la transformation d'un filé de fibres textiles en défilement continu, ledit filé ayant préalablement subi une mise en torsion qui lui confère une cohésion suffisante pour assurer son défilement. Elle concerne plus particulièrement la trans5 formation des fils produits par la filature dite à fibres libérées dans le but de leur donner une présentation des fibres plus proche de celle obtenue par la filature à anneaux. La filature à fibres libérées possède par rapport à la filature à anneaux et curseurs des avantages techniques importants: capacité 10 d'étirage plus grande, vitesse de production plus élevée, possibilité d'augmenter le poids des bobines et d'automatiser leur levée. Cependant, les filés produits par la filature à fibres libérées ont un aspect et une résistance dynamométrique moins satisfaisants, compte-tenu d'une moins bonne parallélisation des fibres constitutives desdits fi15 lés, en comparaison des filés produits par la filature à anneaux. Ce manque de parallélisation affecte particulièrement les fibres situées en périphérie du filé, qui peuvent parfois s'enrouler de un ou plusieurs tours autour du filé lors de la formation de celui-ci, donnant naissance à une irrégularité d'aspect et de gonflant connue sous le nom de fa20 gotage. Ces irrégularités rendent les filés obtenus par la filature à fibres libérées impropres à de nombreuses applications pour lesquelles une parfaite régularité de diamètre apparent est nécessaire. De nombreuses tentatives ont été faites pour éliminer ou réduire le fagotage, en agissant ou bien sur les organes de torsion des fibres 25 (turbine, buse Pneumatique) ou bien sur les conduits d'amenée des fibres aux organes de torsion ou bien encore sur les dispositifs charges d'extraire les fibres des mèches alimentaires et de les introduire dans les conduits d'amenée aux organes de torsion. Mais, à la connaissance du demandeur, aucune solution satisfaisante n'a été trouvée pour remédier 30 à ce phénomène de fagotage. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de l'invention, un procédé de transformation d'un filé de fibres textiles en défilement continu, qui améliore la parallélisation des fibres constitutives du filé, ledit filé ayant préalablement subi une mise en torsion qui lui 35 confère une cohésion suffisante pour assurer son défilement. Selon 1' invention, on soumet une même portion du filé en défilement à deux ac- tions combinées et simultanées, l'une de détorsion partielle et momentanée suffisante pour permettre le glissement des fibres les unes sur les autres et l'autre d'étirage. Le filé à transformer possède une torsion qui lui confère une cohésion suffisante pour assurer son défi5 lement, la détorsion partielle a pour but de diminuer cette cohésion pour permettre aux fibres de glisser les unes sur les autres sous 1' action de l'étirage. L'étirage a pour effet de tendre les fibres, de les faire glisser les unes par rapport aux autres et de les paralléliser. La détorsion n'est que momentanée de sorte que le filé ainsi réorIo ganisé retrouve une torsion qui lui assure une cohésion suffisante pour assurer son défilement continu. De façon préférentielle, l'étirage réalisant le glissement des fibres est obtenu par l'action de deux organes d'appel du filé, le second organe dans le sens de défilement du filé assurant le déplacement 15 de celui-ci à une vitesse supérieure à celle du premier organe. La détorsion partielle et momentanée est obtenue en mettant en oeuvre des moyens de fausse torsion agissant en sens inverse de la torsion initiale du filé sur une portion du filé située entre les deux organes d' appel. Ainsi la fausse torsion agissant en sens inverse de la torsion 20 initiale du filé détord ledit filé dans la zone amont comprise entre le premier organe d'appel et les moyens de fausse torsion, alors que ledit filé reprend de la torsion dans la zone aval comprise entre les moyens de fausse torsion et le second organe d'appel. La différence de vitesse d'appel entre les deux organes provoque le glissement des fibres 25 les unes par rapport aux autres dans la zone amont. Le taux d'étirage (rapport entre la vitesse du second organe d'appel et la vitesse du premier) est généralement compris entre 1,1 et 1,25dans le cas de la transformation de filés provenant de la filature à fibres libérées. Avantageusement l'action de détorsion s'accompagne de la mise en 30 oeuvre de moyens de contrôle du glissement des fibres. Cette disposition est utile pour assurer une bonne régularité du glissement des fibres dans toute la zone amont. L'invention a également pour objet un dispositif spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédê précité. Ce dispositif comprend sur le parcours d'un filé de fibres, déjà tordu, en défilement continu, et agissant sur la même portion dudit filé, des moyens de détorsion partielle et momentanée et des moyens d'étirage. De façon privilégiée, les moyens d'étirage consistent en deux organes d'appel, le second organe dans le sens du défilement du filé ayant une vitesse d'appel supérieure à celle du premier organe, et les moyens de détorsion consis5 tent en au moins un dispositif de fausse torsion, agissant en sens inverse de la torsion initiale du filé, placé sur le parcours du filé entre les deux organes d'appel. Les organes d'appel sont d'un type connu, par exemple chaque organe est constitué d'une paire de cylindres, dont les axes de rotation 10 sont parallèles, appliqués l'un contre l'autre, tournant en sens inverse l'un de l'autre, et ayant la même vitesse périphérique. Le premier organe d'appel peut faire partie intégrante d'une installation préexistante; ce pourra en particulier être le cas lorsque le dispositif selon l'invention sera placé à la sortie d'une machine de fila15 ture à fibres libérées: le premier organe d'appel selon l'invention pourra consister dans le système de délivraison du filé sortant de 1' organe de torsion. Les dispositifs de fausse torsion sont connus de l'homme du métier. Il s'agit de dispositifs entraînant le filé en torsion par voie méca20 nique par exemple des broches rotatives équipées de barreau ou grille ou chicane ou molette autour desquels le filé effectue un ou plusieurs tours ou fraction de tour, ou encore des disques ou des courroies en contact avec la périphérie du filé et imprimant audit filé un mouvement de rotation. Il peut s'agir également de dispositifs entraînant le filé 25 en torsion par voie pneumatique par envoi sur la périphérie du fil d' un courant d'air tournant. Avantageusement le dispositif selon l'invention comporte aussi des moyens de contr8le du glissement des fibres placés sur le parcours du filé entre le premier organe d'appel et le dispositif de fausse torsion. 30 Ces moyens de contrôle consistent en au moins un organe présentant une surface assurant un contact étroit avec le filé, ladite surface s'étendant sur la plus grande Dartie du parcours entre le premier organe d' appel et le dispositif de fausse torsion. Des moyens de contr8le du glissement des fibres sont connus de 1' 35 homme du métier, dans le domaine de l'étirage, par exemple sur les trains d'étirage de la filature à anneaux. Il s'agit de manchons, de cylindres de pression, dont l'action de contact vise à réguler le glissement des fibres lors de l'étirage. Préférentielrlement les mêmes moyens assurent à la fois le contr81e du glissement des fibres et la fausse torsion. Lesdits moyens 5 consistent en une tige, vrillée sur elle-même en hélice le long de son axe longitudinal, et mobile en rotation autour dudit axe longitudinal. Le filé de fibres s'enroule en hélice autour de la tige vrillée. Lors de la rotation de la tige sur elle-même, la friction entre la surface de la tige et la périphérie du filé entraîne ledit 10 filé en rotation sur lui- même, et donc, dans le cas d'espèce, la détorsion du filé. La rotation du filé sur lui-même sera d'autant plus importante que le coefficient de frottement de la surface de la tige en contact avec le filé sera lui-même élevé. C'est cette même surface qui assure, du fait du contact étroit avec le filé, le contrô15 le du glissement des fibres. Il est donc possible, en fonction des fibres constitutives du filé, de choisir une tige dont la surface en contact avec le filé aura soit un coefficient de frottement donné, soit un gradient de coefficient de frottement entre la zone amont de la tige o le coefficient sera plus faible et o la tige assurera plus la fonction de contrôle de glissement des fibres et la zone aval de la tige o le coefficient sera plus élevé et o la tige assurera plus la fonction de fausse torsion. Selon une autre version, la tige vrillée comporte à sa partie aval une chicane dans laquelle passe le filé. Cette chicane est des25 tinge à assurer la mise en rotation du filé sur lui-même, quel que soit le coefficient de frottement de la surface de la tige. La tige vrillée est mobile en rotation. Pour assurer cette rotation, la tige est par exemple logée à lVintérieur et solidaire d' un tube cylindrique, lui-même entraîné en rotation autour de son axe 30 longitudinal. L'invention sera mieux comprise grâce à la lecture de la description d'un exemple de réalisation en référence au dessin annexé sur lequel: la figure I est une vue schématique du dispositif de transformation d' 35 un filé de fibres selon un mode privilégié de l'invention, mettant en oeuvre une tige vrillée tournante,mais sans le moyen d'entraînement de la tige. La figure 2 edt la même vue schématique que la figure I, mais elle comporte le moyen d'entraînement de la tige, alors que la tige ellemême n'est plus apparente. Les figures 3a à 3h sont des vues en coupe transversale du dispositif et du filé de fibres à différents niveaux du parcours du filé. Les figures 4a à 4c représentent en coupe transversale trois versions différentes du moyen de contrôle de glissement et de fausse torsion; Le filé de fibres I provient d'une source d'alimentation non représentée et passe entre deux cylindres 2 et 2', animés en rotation, qui entraînent le filé I à une vitesse de déplacement V1dans le sens de la flèche F. Le filé I s'enroule autour de la tige vrillée 3, passe au travers de la chicane 4 située sur la partie aval de la tige 3, puis entre les deux cylindres 5 et 5', animés en rotation, qui entraînent le filé 1 à une vitesse de déplacement V2 dans le sens de la flèche F. 15 La tige vrillée 3 est logée à l'intérieur et est solidaire du tube cylindrique 6, qui est entraîné en rotation par des moyens non représentés par exemple une courroie s'appliquant sur la surface extérieure du tube 6. La rotation du tube 6 est en sens inverse de la torsion possédée par le filé 1. La vitesse V2 est supérieure à la vitesse V1. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Le filé 1, par exemple un fil de coton obtenu sur machine de filature à fibres libérées, a un numéro métrique 30 et une torsion Z de 710 tours au mètre. Son coefficient de torsion - soit dans le sens de la flèche G (figure 3). Les cylindres 5 et 5' déli30 vrent le fil I à une vitesse de 60 mètres par minute. L'action de contact entre la surface de la tige 3 en rotation et la périphérie du filé I jusqu'à la chicane 4 provoque la détorsion du filé. Cette détorsion par mètre de fil est au plus égale au quotient de la vitesse de rotation de la tige par la vitesse de déplacement du 35 filé, soit dans l'exemple précité de 500 tours au mètre. En théorie et abstraction faite de l'incidence de l'étirage, le filé 1 a en amont de la chicane 4 une torsion de l'ordre de 210 tours au mètre. Sous cette torsion réduite, les fibres constituant le filé 1 peuvent glisser les unes par rapport aux autres sous l'action de l'étirage de faible taux appliqué entre la ligne de pihçage des cylindres 2 et 2' et l'extrémi5 té aval de la chicane 4 de sortie de la broche de fausse torsion 3, audelà de laquelle le filé I a recouvre toute la torsion initiale mais répartie sur une longueur plus importante compte-tenu de l'étirage dans l'exemple cité la torsion du filé la est de 592 tours/mètre. Pendant la détorsion et l'étirage, le filé I est en contact étroit 10 avec la surface de la tige vrillée 3 qui, par sa forme hélicoïdale, enveloppe le filé 1 et rapproche entre elles les fibres lors de leur glissement les unes par rapport aux autres. Cette action de contrôle du glissement des fibres exercée par la partie de la tige 3 située en amont de la chicane 4 est particulièrement régulière et efficace lorsque la 15 zone d'étirage, c'est-à-dire la portion du filé comprise entre la ligne de pinçage des cylindres 2 et 2' et la sortie de la chicane 4 est légèrement inférieure à la longueur maximale des fibres constitutives du'filé 1. Cette disposition est possible compte-tenu du faible taux d'étirage appliqué. En pratique la distance entre la ligne de pinçage 20 des cylindres 2 et 2' et l'extrémité aval de la broche de fausse torsion 3 est choisie de préférence supérieure à 0,8 fois la longueur maximale des fibres du filé 1 à transformer. L'étirage contrôlé ainsi réalisé dans la portion du filé à torsion réduite a pour effet de tendre, de redresser et de paralléliser les fi25 bres. Le filé I retrouve une torsion importante après la broche de fausse torsion, soit après la chicane 4 et avant les cylindres 5 et 5': ainsi le filé 1 est reformé après que ses fibres aient été redressées et parallelisées. Toutefois le filé la sortant de la broche de fausse torsion 3 a certes retrouvé une torsion, importante qui lui assure une co30 hésion suffisante pour être tracté et évacué du dispositif, mais ayant subi un étirage le coefficient de torsion du filé la en est affecté. Dans l'exemple précité, le nouveau coefficient de torsion du filé la après transformation selon le procédé de l'invention sera de 98,6. Sachant que les fils obtenus par la filature à fibres libérées ont un 35 coefficient de torsion souvent largement supérieur à ceux des fils de la filature à anneaux, cette valeur est du même ordre que celle des fils de la filature à anneaux. Si dans l'exemple précité, le taux d' étirage avait été de 1,1, le coefficient de torsion du filé produit aurait été de 112,4. Il est du ressort de l'homme du métier de régler le taux d'étirage appliqué en fonction de l'utilisation du filé, qui conditionne la valeur souhaitable du coefficient de torsion. En théorie, la valeurc oit La tige vrillée 3 a une section circulaire (fig.l) ou sensiblement rectangulaire (fig.4a) ou légèrement ovale (fig.4b) ou bilobée (fig.4c). Elle est réalisée dans une matière suffisamment résistante à l'abrasion. Sa surface est lisse pour éviter l'accrochage des fibres. 15 Dans le cas d'une tige 3 à section circulaire (fig.1l) il est souhaitable que son diamètre D soit de l'ordre de 3 à 6 millimètres, et que le lieu géométrique des centres des sections par des plans perpendiculaires à l'axe de rotation soit une hélice dont le pas est compris entre 2D et 5D, ladite hélice étant inscrite sur une surface cylindri20 que ou tronconique dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation de la tige 3 et dont le diamètre est au plus égal à D. De la sorte, les actions de contact entre le fil I et la tige 3 sont régulièrement et continQment réparties sur toute la longueur de la tige, ce qui permet à la fois le glissement régulier du fil I lors de son déplacement, un 25 bon contrôle des fibres dans la zone d'étirage et, en combinaison avec l'emploi de la chicane 4 de sortie, une bonne application du couple de fausse torsion. Les figures 3a à 3h montrent les positions relatives du filé I et d'une tige 3 vrillée à section sensiblement rectangulaire, à l'in30 térieur du tube cylindrique 6. La tige 3 est vrillée sur elle-même le long de son axe longitudinal en forme d'hélice dont le pas est égal à la distance séparant les plans AA' et EE'. L'exemple de réalisation décrit ci-dessus n'est pas limitatif de l'invention. La tige vrillée est particulièrement bien adaptée pour 35 faire office de broche de fausse torsion et d'organe de contrôle de glissement, mais n'est pas exclusive des autres moyens, remplissant la' même fonction, connus par ailleurs. D'autre part, afin de parfaire la détorsion et la régularité du glissement des fibres, il est possible de, disposer entre les deux organes d'appel une pluralité de broches de fausse torsion tournant dans le même sens mais à des vi5 tesses différentes. Dans l'exemple cité, la détorsion partielle et momentanée consistait à donner au filé une torsion (500 tours/mètre) inverse à celle qu'il possédait initialement (710 tours/mètre). Selon l'invention, la détorsion partielle donc l'application de la torsion in10 verse doit être suffisante pour permettre le glissement des fibres les unes par rapport aux autres sous l'action combinée d'étirage. Mais la valeur de la torsion inverse n'est pas limitée à celle de la torsion initiale; en effet il peut être dans certains cas avantageux de détordre le filé au-delà de sa torsion initiale et donc 15 de lui apporter momentanément une tdrsion qui sera dans le sens inverse de celui de la torsion initiale. Ce sera notamment le cas pour la transformation des filés qui comportent en périphérie des fibres qui sont surtordues par rapport à la torsion moyenne du filé. Bien sûr, dans ce cas de détorsion partielle au-delà de la torsion nulle, il importe de bien contrôler et maintenir les fibres pendant leur passage d'une torsion dans un sens donné à une torsion en sens inverse, c'est-à-dire pendant le parcours o le filé a globalement une torsion nulle. De plus si l'utilisation du procédé et du dispositif selon 1' 25 invention est particulièrement intéressante pour améliorer l'aspect et le gonflant des fils obtenus par la filature à fibres libérées, elle n'est pas exclusive des autres utilisations. REVENDICATIONS 1. Procédé de transformation'd'un filé de fibres textiles en défilement continu, ledit filé ayant préalablement subi une torsion qui lui confère une cohésion suffisante pour assurer son défilement, caractérisé en ce qu'on soumet une même portion du filé en défilement à deux 5 actions combinées et simultanées, l'une de détorsion partielle et momentanée suffisante pour permettre le glissement des fibres les unes sur les autres et l'autre d'étirage. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étirage est obtenu par l'action de deux organes d'appel du filé, le second 10 organe dans le sens de défilement du filé assurant le déplacement de celui-ci à une vitesse supérieure à celle du premier organe et en ce que la détorsion partielle et momentanée est obtenue en mettant en oeuvre des moyens de fausse torsion agissant en sens inverse de la torsion initiale du filé sur une portion du filé située entre les 15 deux organes d'appel. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'action de détorsion s'accompagne de la mise en oeuvre de moyens de contrôle du glissement des fibres dans la zone d'étirage. 4. Procédé de transformation, selon l'une des revendications 1 à 3, 20 d'un filé obtenu par la filature à fibres libérées caractérisé en ce que le taux d'étirage est compris entre 1,1 et 1,25. 5. Dispositif conçu pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I caractérisé en ce qu'il comprend, sur le parcours du filé (1) et agissant sur la même portion dudit filé (1), des moyens de dé25 torsion partielle et momentanée (3) et des moyens d'étirage (2 et 2', et 5'). 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens d'étirage consistent en deux organes d'appel (2,2' et 5,5'), le second organe (5,5') dans le sens du défilement du filé (1) ayant une vitesse 30 d'appel (V2) supérieure à celle (V1) du premier organe (2,2'), at les moyens de détorsion consistent en au moins un dispositif (3) de fausse torsion, agissant en sens inverse de la torsion initiale du filé, placé sur le parcours du filé entre les deux organes d'appel. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend 35 également des moyens (3) de contrôle du glissement des fibres placés sur le parcours du filé (1) entre le premier organe d'appel (2,2') et le dispositif de fausse torsion (3). 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens de contrôle consistent en au moins un organe présentant une surface assurant un contact étroit avec le filé, ladite surface s'étendant sur la plus grande partie du parcours entre le premier organe d'appel (2,2') et le dispositif de fausse torsion (3). 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que les mêmes moyens assurent à la fois le contrôle du glissement des fibres et la fausse torsion. 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens 10 assurant le contrôle du glissement des fibres et la fausse torsion consistent en une tige (3) vrillée sur elle-même en hélice le long de son axe longitudinal, et mobile en rotation autour dudit axe longitudinal. 11. Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce que la tige vrillée (3) comporte à sa partie aval une chicane (4) dans laquelle pas15 se le filé (1). 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et Il caractérisé en ce que la tige (3) est logée à l'intérieur et solidaire d'un tube cylindrique, lui-même entraîné en rotation autour de son axe longitudinal.