Brevet FR2651888A1 — publié le 19910315

- I -- La présente invention concerne un procédé pour caractériser et mesurer la qualité de rubans et de mèches ou de fils réalisés à partir de fibres textiles, dans lequel on détermine le titre, la régularité massique, la force de cohésion et la force de l'allongement à la rupture de mêmes échantillons fibreux desdits rubans et/ou desdites mèches. Elle concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appareil comportant un dispositif de mesure du titre et de la régularité massique, un dispositif destiné à l'évaluation de la force de cohésion ainsi qu'un dispositif de mesure de la force et de l'allongement à la rupture de mêmes échantillons fibreux de rubans et de mèches. Le processus de filature permet de transformer les fibres textiles en fils et comporte plusieurs étapes successives au cours desquelles la masse fibreuse initiale désordonnée est successivement transformée en nappe, en rubans, en mèches puis en fils. Les rubans sont constitués par des assemblages linéaires de fibres sensiblement parallèles mais non tordues. Les mèches résultent de l'affinage par étirage et torsion des rubans. Ces derniers sont étirés et tordus à leur tour pour donner naissance aux fils. Le contrôle du titre et de la régularité massique d'une part, des forces de cohésion et des forces appliquées et de l'allongement constaté au moment de la rupture d'autre part, aux stades intermédiaires de ruban et de mèche, est fondamental pour garantir une bonne régularité du produit final, c'est-à-dire du fil. La régularité massique d'une structure textile linéaire (nappe, ruban, mèche, fil) dépend des fluctuations locales de masse linéique également dénommée titre qui est généralement exprimé en Tex. Actuellement la mesure de la régularité de rubans, mèches et fils s'effectue dynamiquement au moyen d'un régularimètre électronique équipé d'un capteur capacitif constitué essentiellement par un conden- - 2 - sateur de mesure. A cet effet, l'échantillon textile linéaire est entraîné, à vitesse constante, par deux cylindres ou rouleaux d'entraînement entre les deux plaques du condensateur de mesure. Les variations du titre ponctuel de l'échantillon induisent des variations de capacité du condensateur qui sont alors converties en signaux électriques. Ces derniers sont traités dans l'unité de calcul du régularimètre en vue de fournir une analyse statistique approfondie des fluctuations aléatoires ou accidentellement périodiques relatives au titre de l'échantillon testé. Ce dernier peut être collecté dans un bac récepteur placé sur un dispositif de pesée adéquat en vue de la détermination simultanée du titre moyen de l'échantillon. La force de cohésion, la résistance et l'allongement à la rupture des rubans et mèches ou fils textiles sont habituellement déterminés de façon non automatique à l'aide d'appareils de mesure permettant d'appliquer à l'échantillon une force de traction croissante jusqu'à rupture de ce dernier. La force de cohésion d'un ruban ou d'une mêche fibreuse dépend de nombreux paramètres dont les plus importants sont la géométrie (longueur, finesse, état de surface et frisure) des fibres, leur degré de parallélisme ainsi que le type et la proportion d'huile d'ensimage éventuellement ajoutée pour faciliter la filature. Une connaissance précise des forces de cohésion interfibres liées notamment à la frisure et à P'ensimage s'avère absolument indispensable pour optimiser la qualité du fil et les règlages des machines du processus de filature. Il est, bien entendu, hautement souhaitable que la détermina- tion des paramètres caractérisant cette cohésion se fasse de façon continue, répétitive et automatique. Les appareils de l'art antérieur ne permettent pas de procéder de cette manière, ce qui constitue un inconvénient important en privant les filateurs d'informations qui leur seraient très utiles, voire indispensables pour faciliter leur travail et améliorer la qualité des fils fabriqués. -3- La présente invention se propose de pallier les inconvénients de l'art antérieur et de mettre à disposition des filateurs un procédé et un appareil pour effectuer les mesures mentionnées ci-dessus. Ce but est atteint par le procédé selon l'invention caractérisé en ce que pour mesurer ladite force de cohésion ainsi que ladite force et l'allongement à la rupture d'un échantillon fibreux, on procède à son étirage en les faisant passer en continu entre au moins deux paires de rouleaux animés de vitesses circonférentielles croissantes, la première paire de rouleaux étant placée à la sortie d'un dispositif de mesure de la régularité massique, tandis que la seconde paire de rouleaux est montée sur un organe de mesure de la force appliquée audit échantillon. L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'étirage comprenant deux paires de rouleaux animés de vitesses circonférentielles croissantes, une première paire de rouleaux animés d'une première vitesse superficielle V1 entre lesquels passent un échantillon fibreux, et une deuxième paire de rouleaux animés d'une seconde vitesse superficielle V2 entre lesquels passe ledit échantillon fibreux, la vitesse V2 étant supérieure à la vitesse V1 de telle manière que le tronçon d'échantillon localisé momentanément entre la première et la deuxième paire de rouleaux subisse un étirage proportionnel à la différence des vitesses (V2 - V1), et en ce que la deuxième paire de rouleaux au moins est associée à un organe de mesure, de la force de traction appliquée audit échantillon fibreux. Selon un mode de réalisation préféré, cet appareil comporte en outre un dispositif de mesure de la masse de l'échantillon, placé à la sortie de ladite deuxième paire de rouleaux, et composé d'un dispositif de pesée équipé d'un bac récepteur dans lequel est collecté ledit échantillon en vue de la détermination de son titre. Cet appareil peut avantageusement comporter des moyens pour mesurer la distance d'étirage D dudit échantillon. De préférence lesdits moyens sont agencés pour essorer le déplacement vertical de la deuxième paire de rouleaux par rapport à la première. - 4 - Selon un autre mode de réalisation préféré, il peut comporter à la sortie de la deuxième paire de rouleaux, un deuxième dispositif de mesure de la régularité permettant de mesurer les variations de masse d'un échantillon de ruban ou de mèche, en fonction des conditions d'étirage appliquées audit échantillon. Selon une variante intéressante, l'appareil selon l'invention comporte un deuxième dispositif d'étirage formé de la deuxième paire de rouleaux et d'une troisième paire de rouleaux, ladite troisième paire de rouleaux étant animée d'une vitesse superficielle V3 supérieure à la vitesse superficielle V2 de la deuxième paire de rouleaux. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention et à celle du procédé d'utilisation de cet appareil, et au dessin annexé dans lequel: La figure unique représente une vue schématique de l'appareil selon l'invention. En référence à la figure, l'appareil comporte au moins un organe de guidage de l'échantillon, par exemple une roue de guidage 10, librement rotative autour de son axe. Après cet organe de guidage, l'échantillon 11 suit une trajectoire sensiblement verticale. Il traverse un capteur capacitif 12 destiné à mesurer la régularité massique de l'échantillon. A la sortie de ce capteur, la mèche ou le ruban est engagé dans un dispositif d'étirage 13. Apres le dispositif d'étirage, est prévu un bac récepteur 14 dans lequel l'échantillon est recueilli. Le capteur capacitif 12 comprend un condensateur de mesure 15 et un condensateur de référence 16. Le condensateur de mesure comporte deux armatures ou plaques 15a et 15b qui délimitent un intervalle qui est traversé par l'échantillon. Le condensateur de référence comporte deux armatures ou plaques 16a et 16b qui délimitent un intervalle identique à celui qui sépare les deux plaques 15a et 15b. La comparaison des capacités instantanées des deux condensateurs permet de déterminer un - 5 - signal capacitif différentiel qui est une fonction du titre de l'échantillon et permet de déterminer sa régularité massique. Un tel capteur capacitif est connu et a été décrit dans le brevet français publié sous le n 2 587 806 comme composant d'un appareil d'analyse des fils textiles. Le dispositif d'étirage 13, tel que représenté, comporte une première paire de rouleaux 17a, 17b, entraînés en rotation en sens contraire, de manière à exercer une traction sur l'échantillon et engendrer son déplacement dans le sens de la flèche A. La rotation des rouleaux 17a et 17b est uniforme et leur vitesse superficielle est égale à une valeur V1. Ce dispositif comporte une deuxième paire de rouleaux 18a, 18b, entraînés en rotation également en sens contraire, de manière à exercer une traction sur l'échantillon, dans le même sens que la flèche A. La vitesse superficielle des rouleaux 18a et 18b est égale à une valeur V2 qui est supérieure à la valeur V1 de telle manière que l'échantillon subit un étirage proportionnel à la différence des valeurs V2 - V1 des vitesses superficielles des rouleaux 18a, 18b et 17a, 17b. Le dispositif 13 pourrait être équipé d'un deuxième train d'étirage 13' composé de la paire de rouleaux 18a, 18b et d'une troisième paire de rouleaux 19a, 19b tournant à une vitesse superficielle V3. Dans ce cas, 3. l'étirage subi par l'échantillon se décompose en deux phases: une première phase o l'étirage est proportionnel à la différence V2 - V1 des vitesses superficielles des deux premières paires de rouleaux et une deuxième phase o l'étirage est proportionnel à la différence V3 - V2 des vitesses superficielles des deuxième et troisième paires de rouleaux. La deuxième paire de rouleaux 18a, 18b (et/ou éventuellement la troisième paire de rouleaux 19a, 19b) est associée à un dispositif de mesure 20 de la force de traction appliquée à l'échantillon. Il s'agit d'un capteur 21, du genre peson, qui est couplé à un enregistreur 22. On notera que l'une au moins des paires de rouleaux 18a, 18b ou 17a, 17b est mobile par rapport à l'autre, comme le montre la double flèche B de telle manière qu'il soit possible de varier la distance D qui les sépare. Cette distance D est appelée distance d'étirage. -6- Dans la pratique, pour déterminer la force de rupture on opère sur l'échantillon en prévoyant des distances d'étirage différentes. Si les rouleaux d'étirage définissent une distance d'étirage D supérieure à la longueur des fibres de l'échantillon, les fibres glissent les unes le long des autres ce qui permet de déterminer la force d'étirage. Si les rouleaux définissent une distance d'étirage D inférieure à la longueur des fibres, les fibres qui sont pincées simultanément entre les deux premiers rouleaux 17a, 17b et les deuxièmes rouleaux 18a, 18b sont étirées individuellement ou globalement éventuellement jusqu'à la rupture, ce qui permet de définir la résistance des fibres et l'allonge- ment et la force à la rupture. Le bac récepteur 14 permet de recueillir les échantillons en vue de leur pesée par un dispositif 26, la mesure de leur longueur étant réalisée simultanément. Ces mesures permettent de déterminer le titre moyen de l'échantillon analysé. L'appareil peut être complété par un deuxième capteur capacitif 23 disposé à la sortie du dispositif d'étirage 13. Il est identique au capteur 12 et permet de déterminer la régularité massique de l'échantillon après étirage. Dans le but de permettre son étalonnage, le capteur capacitif 12 est associé à deux vérins 24 qui permettent de déplacer l'échantillon momentanément hors de l'espace ménagé entre les plaques 15a et 15b. Ces vérins peuvent être remplacés par des dispositifs magnétiques, du type à noyau plongeur. Le capteur capacitif 23, s'il est monté sur l'appareil, est également associé à deux vérins (ou similaires) 25 ayant les mêmes fonctions que les vérins 24. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées à titre d'exemple, mais peut subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. - 7 - Revendications 1. Procédé pour caractériser et mesurer la qualité de rubans et de mèches ou de fils réalisés au moyen de fibres textiles, dans lequel on détermine le titre, la régularité massique, la force de cohésion ainsi que la force et l'allongement à la rupture de mêmes échantillons fibreux desdits rubans et/ou desdites mèches, caractérisé en ce que pour mesurer ladite force de cohésion ainsi que ladite force et l'allongement à la rupture d'un échantillon fibreux, on procède à son étirage en les faisant passer en continu entre au moins deux paires de rouleaux animés de vitesses circonférentielles croissantes, la premiere paire de rouleaux (17a, 17b) étant placée à la sortie d'un dispositif (12) de mesure de la régularité massique, tandis que la seconde paire de rouleaux, (18a, 18b) est montée sur un organe de mesure (20) de la force appliquée audit échantillon. 2. Appareil pour caractériser et mesurer la qualité de rubans et de mèches ou de fils à base de fibres textiles, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un dispositif de mesure du titre et de la régularité massique, un dispositif destiné à l'évaluation de la force de cohésion ainsi qu'un dispositif de mesure de la force et de l'allongement à la rupture de mêmes échantillons fibreux de rubans et de mèches, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'étirage (13) comprenant deux paires de rouleaux (17a, 17b, 18a, 18b) animés de vitesses circonférentielles croissantes, une première paire de rouleaux (17a, 17b) animés d'une première vitesse superficielle V1 entre lesquels passent un échantillon fibreux, et une deuxième paire de rouleaux (18a, lSb) animés d'une seconde vitesse superficielle V2 entre lesquels passe ledit échantillon fibreux, la vitesse V2 étant supérieure à la vitesse V1 de telle manière que le tronçon d'échantillon localisé momentanément entre la premiere et la deuxième paire de rouleaux subisse un étirage proportionnel à la différence des vitesses (V2-V1), et en ce que la deuxième paire de rouleaux au moins est associée à un organe de mesure (20) de la force de traction appliquée audit échantillon fibreux. - 8 - 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de mesure (26) de la masse de l'échantillon, placé à la sortie de ladite deuxième paire de rouleaux, et composé d'un dispositif de pesée équipé d'un bac récepteur (14) dans lequel est collecté ledit échantillon en vue de la détermination de son titre. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens pour mesurer la distance d'étirage D dudit échantillon. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens sont agencés pour assurer le déplacement vertical de la deuxième paire de rouleaux (18a, 18b) par rapport à la première (17a, 17b). 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte à la sortie de la deuxième paire de rouleaux, un deuxième dispositif (23) de mesure de la régularité permettant de mesurer les variations de masse d'un échantillon de ruban ou de mèche, en fonction des conditions d'étirage appliquées audit échantillon. 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième dispositif d'étirage (13') formé de la deuxième paire de rouleaux (18a, 18b) et d'une troisième paire de rouleaux (19a, 19b), ladite troisième paire de rouleaux étant animée d'une vitesse superfi- cielle V3 supérieure à la vitesse superficielle V2 de la deuxième paire de rouleaux.