Brevet FR2667618A1 — publié le 19920410

PROCEDE POUR L'OBTENTION D'UN FILE DE FIBRES ET DISPOSI TIF POUR SA MISE EN OEUVRE. La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux techniques de filature permettant de réaliser des filés de fibres ; elle concerne également un disposée tif permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Il a été proposé depuis des décennies ainsi que cela ressort notamment du brevet français 1 198 002, de réaliser des filés de fibres selon une technique qui consiste à soumettre une mèche ou ruban de fibres parallélisées sortant d'un système d'étirage à l'action d'une broche de fausse torsion, ce qui permet d'obtenir à vitesse élevée des filés qui, par rapport aux filés ayant reçu une torsion conventionnelle, ont une structure telle qu'ils comportent une âme centrale dont les fibres sont sensiblement parallèles les unes aux autres, ladite âme étant recouverte d'une gaine externe constituée d'une partie minoritaire des fibres de la mèche ou ruban alimentaire, ces fibres étant quant à elles tordues autour de l'rame et assurant donc la cohésion du filé produit. Partant des enseignements du brevet précité, de très nombreuses propositions ont été faites pour, d'une part, améliorer les caractéristiques textiles (régularité, résistance..) du filé ainsi produit et, d'autre part, augmenter les vitesses de production. Parmi les solutions proposées, on peut citer celle faisant lrobjet du brevet US-A-3 079 746 ou des brevets US-A-3 978 648 et 4 003 194. D'une manière générale, les solutions proposées dans ces documents consistent également à étirer une mèche de fibres, puis à la soumettre à l'action d'une broche de fausse torsion (broche à air, à friction..) qui, de préférence, exerce une force de traction sur le faisceau de fibres et à interposer, entre la sortie du système d'étirage et ladite broche de fausse torsion, une buse d'aspiration, de telle sorte que la mèche de fibres soit bien étalée à la sortie du système d'étirage. En procédant de cette manière, la torsion communiquée par la broche à la mèche est telle qu'une partie des fibres (fibres centrales) sont fortement tordues, alors qu'une autre partie (fibres périphériques) reçoivent une torsion différente. En conséquence, à la sortie de la broche de fausse torsion, comme la torsion est annulée, il se produit un transfert de torsion tel que dans le fil final, une partie majoritaire des fibres se trouvent maintenues en position centrale, sensiblement parallèles les unes aux autres, et sont recouvertes d'une gaine de fibres tordues autour de cette portion centrale (cf. US-A- colonne 2 lignes 30 à 63). Un tel procédé permet de réaliser des filés de fibres à grande vitesse, et notamment des filés obtenus par craquage de câbles de filaments synthétiques. Dans le cas où l'on souhaite appliquer une telle technique à la réalisation de filés de fibres réalisés à partir de matières naturelles (laine, coton..), si un tel procédé est envisageable, les vitesses de production se trouvent réduites compte tenu notamment des limites des systèmes d'étirage. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement au procédé tel que décrit dans le brevet US-A-3 079 746 précité, qui permet de l'utiliser sur un système de filature comportant un étirage conventionnel pour le traitement de fibres naturelles (laine, coton..) qui, non seulement, permet d'augmenter les vitesses de production de tels systèmes mais conduit également à un filé présentant des caractéristiques améliorées (régularité notamment). L'invention concerne donc un perfectionnement aux procédés d'obtention de filés de fibres dans lesquels on étire une mèche (ou ruban) de fibres que l'on soumet ensuite à l'action d'une broche de fausse torsion qui de préférence exerce une force de traction sur le faisceau de fibres, une buse d'aspiration étant interposée entre la sortie du système d'étirage et ladite broche de fausse torsion de telle sorte que la mèche de fibres soit bien étalée, afin que la torsion communiquée par la broche ait une action telle qu'une partie des fibres soient fortement tordues, alors qu'une autre partie reçoivent une torsion différente permettant, en sortie de la broche, d'obtenir un filé dans lequel une partie majoritaire des fibres se trouve maintenues en position centrale, sensiblement parallèles les unes et autres, et sont recouvertes d'une gaine de fibres tordues autour de cette portion centrale, le procédé selon l'invention se caractérisant en ce que - les fibres sortant du train d'étirage conventionnel sont délivrées sur une surface mobile (tambour rotatif) qui non seulement provoque un étirage additionnel et un étalement du faisceau de fibres, mais également un maintien disymétrique des dites fibres sur cette surface ; - la remontée de torsion communiquée par la broche de fausse torsion est bloquée au niveau où les fibres quittent cette surface pour être introduites dans la zone d'aspiration prévue en amont de la broche. Grâce à un tel procédé, en jouant sur la dissymétrie du maintien et de la densité de dépôt des fibres sur la surface mobile (tambour), il est possible de modifier les caractéristiques du fil produit, et notamment de régler le taux de fibres de couverture par rapport au taux de fibres formant l'âme centrale. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on utilisera une surface mobile de transfert des fibres qui fait également partie de l'invention et qui se présente sous la forme d'un tambour perforé soumis à une source d'aspiration, et contre la surface duquel s'appuie un cylindre presseur bloquant la remontée de torsion produite par la broche de fausse torsion, ledit tambour ayant une structure telle que, d'une part, l'aspiration ne s'exerce pratiquement plus sur le faisceau de fibres en aval de la ligne de tangence entre le cylindre presseur et ledit tambour, et que, d'autre part, en amont, l'aspiration s'exerce de maniere différente sur la largeur du faisceau de fibres étalées, ce qui permet de créer la dissymétrie favorable au contrôle de formation de l'âme et de la couverture. Divers moyens permettant d'assurer la "suppression" de l'aspiration en aval de la zone de maintien des fibres sur le tambour peuvent être utilisés, de très bons résultats étant obtenus en disposant à l'intérieur du tambour une bague cylindrique, roulant contre la surface interne du tambour, et dont le maintien en position est assuré par un champ magnétique. Ladite bague tangente avec la surface interne du tambour selon une ligne légèrement décalée par rapport à la ligne de tangence entre le cylindre presseur et ledit tambour. En procédant de cette manière, l'aspiration n'est jamais totalement nulle dans la zone de contact entre la bague cylindrique interne et le tambour perforé, ce qui permet d'assurer un maintien dissymétrique des fibres.En jouant sur le rapport respectif entre le diamètre de la bague interne et celui du tambour, il est possible de régler le taux et la manière dont se produit l'aspiration dans la zone où les fibres quittent la surface mobile, et d'adapter les conditions de "filature" en fonction de la nature des fibres traitées et/ou du fil que l'on souhaite obtenir. Le maintien différentiel des fibres à la surface du tambour est de préférence obtenu en modifiant la densité de perçage sur la largeur de la mèche étalée. Grâce à un tel maintien difféxentiel des fibres, à la sortie du tambour de transfert, la broche de fausse torsion agit d'une manière différente sur les fibres, selon qu'elles sont plus ou moins plaquées contre ladite surface, une partie desdites fibres étant plus fortement tordue, alors qu'une autre partie est moins tordue. En conséquence, en sortie de broche, une partie des fibres retrouvent leur parallélisme et se trouvent donc disposées en position centrale, et sont recouvertes d'une gaine de fibres tordues autour de cette portion centrale. Grâce à un tel procédé, il est possible de traiter tout type de fibres, naturelles ou chimiques, la mèche ou ruban alimentaire pouvant être composé soit de fibres de même nature, soit d'un mélange de fibres différentes. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif, mais non limitatif, et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de face d'une position de travail d'une machine textile mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention - les figures 2 et 3 sont des vues de détail, respectivement en coupe et de côté, montrant la structure et le fonctionnement de la surface mobile en forme de tambour sur laquelle les fibres provenant du système d'étirage sont délivrées avant introduction dans la zone d'aspiration - les figures 4a, 4b, 4c et 5a,5b,5c,5d illustrent deux modes de réalisation de tambours perforés aspirants permettant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Si l'on se reporte aux schémas annexés, la figure 1 illustre de manière schématique, vue de face, une posi tion de travail d'une machine permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et qui permet, à partir d'une seule mèche (ou ruban) de fibres, d'obtenir un filé de fibres présentant de très bonnes caractéristiques textiles (régularité, résistance..), et qui a une structure telle qu'il comporte une zone centrale (ou âme) constituée de fibres sensiblement parallèles, exemptes de torsion, recouvertes d'une gaine externe constituée de fibres disposées sensiblement sous la forme d'une hélice autour de l'âme interne, et qui s'interpénètrent avec les fibres de cette dernière et donnent la cohésion au filé obtenu. Si l'on se reporte à la figure 1 annexée, la machine conforme à l'invention comporte une source d'alimentation (non représentée) pour une mèche ou ruban (1) de fibres que l'on soumet à un étirage conventionnel, adapté en fonction de la nature des fibres à traiter. Le faisceau de fibres étiré (la) sortant du système (2) étant amené à un ensemble de traitement constitué essentiellement par une buse (3) à jets d'air permettant d'exercer une traction et éventuellement une torsion sur le faisceau de fibres et une broche de fausse torsion (4), de tout type connu et qui de préférence exerce également une force de traction sur le faisceau de fibres, et est constitué avantageusement par un système à courroies croisées.Le filé (tic) formé à la sortie de la broche de fausse torsion (4) est appelé par un système d'appel conventionnel (5) pour être renvidé en (6), le renvidage pouvant être effectué soit sur un système ne communiquant pas de torsion additionnelle, soit éventuellement sur un système classique pouvant communiquer une telle torsion additionnelle. Conformément au procédé selon l'invention, à la sortie du train d'étirage conventionnel (2) et avant introduction à l'intérieur de la buse d'aspiration (3), le faisceau de fibres (la) est soumis à l'action d'un ensemble désigné par la référence genérale (7) constitué, d'une part par une surface mobile (8), ayant de préférence la forme d'un tambour rotatif permettant de provoquer un étirage additionnel du faisceau de fibres (la), et également d'étaler ledit faisceau ainsi que de maintenir les fibres de manière dissymétriques sur cette surface, un élément bloqueur de remontée de torsion (10) étant associé à cette surface (8) afin que la torsion communiquée par la broche de fausse torsion (4) soit bloquée au niveau des fibres, quitte la surface (8) pour être introduite dans la zone d'aspiration (3). Selon une forme préférentielle de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, et qui ressort plus particulièrement des figures 2 à 5d, on utilisera comme surface mobile de transfert (8) des fibres un ensemble se présentant sous la forme d'un tambour perforé rotatif à l'intérieur duquel débouche une source d'aspiration et contre la surface de laquelle s'appuie un cylindre presseur (10) bloquant la remontée de torsion communiquée par la broche (4). Les moyens permettant d'assurer "la suppression" de l'aspiration en aval de la ligne de tangence (T) entre le galet presseur (10) et le tambour perforé rotatif (8), seront de préférence constitués d'une bague cylindrique (9), disposée à l'intérieur du tambour (8), et dont le maintien est assuré par un champ magnétique (11). Une telle bague montée "flottante" à l'intérieur du tambour, facilite le transfert du faisceau de fibres (lb) dans la buse d'aspiration (3) et, par ailleurs, en fonctionnement, assure un auto-nettoyage des orifices éliminant tout risque d'obstruction par les fibres.Le maintien différentiel des fibres à la surface du tambour (8) est obtenu en jouant sur la densité de perçage ainsi que sur le diamètre de la bague cylindrique interne (9). I1 convient de noter, que conformément à l'invention, ladite bague (9) s'appuie contre la surface interne du tambour perforé (8) selon une ligne de tangence (T1) légèrement décalée par rapport à la ligne de tangence (T) du cylindre presseur (10) avec le tambour perforé (8). Avantageusement, ainsi que cela ressort des figures annexées, la bague (9) a une section qui n'est que légèrement inférieure à celle de la section interne du tambour perforé (8). Les figures 3, 4a-4c, 5a-5d illustrent différentes formes de réalisation d'un perçage à densité variable sur un tambour de transfert comportant sept rangées d'orifices régulièrement espacés sur toute la largeur du tambour (8). Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, quatre rangées sont réalisées avec un perçage espacé, alors que trois autres rangées ont un perçage plus dense. Les fibres plaquées contre la surface du tambour (8) seront maintenues plus fermement dans les zones comportant une forte densité de perçage que celles au contact avec les zones à moins grande densité de perçage et, par suite, à la sortie du tambour (8), l'action de la broche de fausse torsion (4) agira d'une manière différente sur les fibres, celles maintenues dans une zone présentant un perçage "serré" participant à la création de la couverture, alors que les fibres disposées dans une zone à perçage espacé seront beaucoup plus libres et formeront l'âme du filé produit. En procédant d'une telle manière, il est possible de modifier les caractéristiques du filé produit en faisant varier la densité de perçage. Les figures 4a à 4c illustrent une forme de réalisation d'un tambour (8) comportant sept rangées d'orifices, les trois rangées latérales ayant un perçage espacé tel que représenté à la figure 4b, alors que la rangée centrale a un perçage dense tel qu'illustré à la figure 4c. Les figures 5a à 5d illustrent une autre forme de réalisation dans laquelle, si l'on considère les rangées d'orifices en partant de la gauche vers la droite, les quatre premières rangées et la sixième ont un perçage tel qu'illustré à la figure 5b, la quatrième rangée a un perçage plus dense tel qu'illustré à la figure 5c, et la septième rangée un perçage tel qu'illustré à la figure 5d. A titre indicatif, il a été possible de réaliser des filés de fibres sur une installation telle qu'illustrée à la figure 1, en traitant un ruban de carde de 3000 tex en travaillant dans les conditions suivantes. Train d'étirage (2) Etirage à manchon type PK 1500 de la société SKF ce train d'étirage est réglé pour obtenir en sortie une mèche (la) ayant un titre de 75 tex. Vitesse en sortie d'étirage 100 mètres/minute Tambour de transfert (8) Tambour du type illustré par les figures 2 et 3 ayant un diamètre de 60 mm, une largeur de 40 mm et percé de sept rangées d'orifices répartis de la manière illustrée aux figures 5a à 5d ; à l'intérieur de ce tambour, est disposée une bague "flottante" (9) ayant un diamètre de 50 mm. Vitesse périphérique du tambour (8l : 300 mètres/minute Dépression à l'intérieur du tambour (8) 15 mm de mercure Buse de transfert (3) Elle se présente sous la forme d'un conduit ayant un diamètre de 3 mm, percé de deux canaux orientés dans le sens de déplacement de la matière afin d'exercer une traction et une torsion sur cette dernière, et à l'intérieur duquel règne une pression de 4 bars. Broche (4) Broche à courroies croisées, formant entre elles un angle de 50 degrés et ayant une vitesse linéaire de 750 mètres/minute. Vitesse d'appel en (5) 280 mètres/minute. Vitesse de renvidage 300 mètres/minute. En procédant de cette manière, on obtient un filé présentant de bonnes caractéristiques textiles, et qui a un titre de 25 dtex. I1 convient de noter qu'un tel résultat est obtenu avec un train d'étirage conventionnel dont la vitesse de sortie est de 100 mètres/minute et dont on peut dire que, grâce à l'invention, on a multiplié les performances par trois. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour l'obtention de filés de fibres qui consiste à étirer une mèche (ou ruban) (1) de fibres que l'on soumet ensuite à l'action d'une broche de fausse torsion (4), une buse d'aspiration (3) étant interposée entre la sortie du système d'étirage (2) et ladite broche de fausse torsion (4) de telle sorte que la mèche de fibres soit bien étalée, afin que la torsion communiquée par la broche (4) ait une action telle qu'une partie des fibres soient fortement tordues, alors qu'une autre partie reçoivent une torsion différente permettant, en sortie de la broche (4), d'obtenir un filé dans lequel une partie majoritaire des fibres se trouve maintenues en position centrale, sensiblement parallèles les unes et autres, et sont recouvertes d'une gaine de fibres tordues autour de cette portion centrale, caractérisé en ce que - les fibres (la) sortant du train d'étirage (2) conventionnel sont délivrées sur une surface mobile (8) qui non seulement provoque un étirage additionnel et un étalement du faisceau de fibres, mais également un maintien disymétrique desdites fibres sur cette surface (8) ; - la remontée de torsion communiquée par la broche de fausse torsion (4) est bloquée au niveau où les fibres quittent cette surface pour être introduites dans la zone d'aspiration (3) prévue en amont de la broche. 2/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface mobile (8) se présente sous la forme d'un tambour perforé, soumis à une source d'aspiration, et contre la surface duquel s'appuie un cylindre presseur (10) bloquant la remontée de torsion produite par la broche de fausse torsion (4), ledit tambour (8) ayant une structure telle que, d'une part, l'aspiration ne s'exerce pratiquement plus sur le faisceau de fibres (lb) en aval de la ligne de tangence (T) entre le cylindre presseur (10) et ledit tambour (8), et que, d'autre part, en amont, l'aspiration s'exerce de manière différente sur la largeur du faisceau de fibres étalées sur la surface du tambour. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la suppression de l'aspiration en aval de la zone de maintien des fibres sur le tambour (8) est obtenue par l'intermédiaire d'une bague cylindrique (9) roulant contre la surface interne dudit tambour (8) et dont le maintien en position est assuré par l'action d'un champ magnétique, la ligne de tangence (T1) entre ladite bague (9) et l'intérieur dudit tambour (8) étant décalée par rapport à la ligne de tangence (T) entre le cylindre presseur (10) et ledit tambour (8). 4/ Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le maintien différentiel des fibres à la surface du tambour (8) est obtenu en modifiant la densité de perçage sur la largeur de la mèche étalée. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le diamètre de la bague cylindrique (9) n'est que légèrement inférieure au diamètre interne du tambour perforé (8).