Brevet FR2717505A1 — publié le 19950922

DISPOSITIF POUR SECHER ET ENCOLLER UN FIL TEXTILE EN MOUVEMENT ET MACHINE COMPORTANT UN TEL DISPOSmF. Domaine Technique L'invention concerne un dispositif pour sécher et encoller un fil textile en mouvement ; elle se rapporte également à une machine comportant un tel dispositif, notamment une machine pour le séchage et le bobinage en continu de fils textiles humides. Dans la suite de la description et dans les revendications, l'invention sera plus particulièrement décrite dans son application au séchage et à l'encollage des fils de viscose fraichement extrudés, donc humides, dont on sait qu'ils sont très fortement chargés en eau. Bien qu'il s'agisse d'un mode de réalisation préféré, l'invention n'est nullement restreinte à cette forme d'application. De même, dans la suite de la description et dans les revendications, par "fils", on désigne tous fils à usage textile. Techniques antérieures Comme on le sait, lors du filage de la viscose, ou de tout autre fil chimique filé humide, on doit sécher le fil avant de lui faire subir d'autres traitements, tels que par exemple d'étuvage, d'encollage, et surtout de bobinage. Le plus généralement, à ce jour, dans les procédés discontinus, le séchage est effectué en plaçant les bobines de fil mouillé dans des autoclaves sous pression ou dans des séchoirs tunnels. Bien que très largement répandue depuis fort longtemps, cette technique présente de nombreux inconvénients. Tout d'abord, elle est longue et coûteuse aussi bien en investissement qu'en fonctionnement. Ensuite, les propriétés axiales comme le retrait après mouillage et reséchage, ou les propriétés tinctoriales, sont loin d'être homogènes. Enfin, des migrations de produits auxiliaires introduits dans l'enroulement avant séchage, affectent l'extérieur de l'enroulement et provoquent des défauts de collage et d'aspect. Pour pallier ces inconvénients, on a proposé des supports rétractables, qui en se déformant, absorbent une partie essentielle de ces hétérogénéités. Malheureusement ces déformations nuisent au bon dévidage du fil lors de l'étape ultérieure de bobinage, ce qui alors augmente les pertes et diminue le rendement. Dans le document US-A-4 056 240, on a décrit un dispositif pour sécher un fil humide en mouvement, comprenant - deux rouleaux chauffés motorisés, dont les axes de révolution sont décalés angulairement entre eux de un à dix degrés, le fil en mouvement entourant lesdits rouleaux de révolution en formant une nappe de spires hélicoïdales non jointives progressant d'une extrémité à l'autre desdits rouleaux; - et un peigne apte à tourner autour d'un axe longitudinal disposé entre les deux rouleaux, formé d'une pluralité de dents entre lesquelles passe et se positionne le fil humide à sécher, et dont l'axe longitudinal est parallèle à l'axe de révolution d'un des deux rouleaux (voir aussi US-A5 ,034,250 et EP-A-0470 949). Ce type de dispositif permet de sécher de manière satisfaisante le fil en mouvement, mais ne permet pas d'adjoindre efficacement en continu une étape d'encollage. Exposé de l'invention L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un dispositif pour sécher un fil textile humide en mouvement, simple à réaliser, économique, aussi bien en investissement qu'en fonctionnement, qui permet de réaliser un retrait homogène et uniforme du fil depuis le début jusqu'à la fin de la bobine, et d'adjoindre à l'enroulement des produits auxiliaires, tels que huile, colle, etc.., sans risque de migration et de collage. L'invention vise également la machine qui permet en une seule étape et sans reprise de sécher un fil mouillé, de l'encoller, puis en continu de le bobiner, de manière à être prêt à l'emploi, et ce avec des rendements et des vitesses améliorés. Ce dispositif pour sécher un fil textile humide en mouvement comprenant: deux rouleaux chauffés motorisés dont les axes de révolution sont décalés angulairement entre eux de un à dix degrés, le fil à sécher entourant lesdits rouleaux en formant une nappe de spires hélicoïdales non jointives progressant d'une extrémité à l'autre desdits rouleaux, et un peigne apte à tourner autour de son axe longitudinal disposé entre les deux rouleaux, formé d'une pluralité de dents entre lesquelles passe et se positionne le fil humide à sécher, et dont l'axe longitudinal est parallèle à l'axe de révolution d'un des deux rouleaux, caractérisé en ce que le côté desdits rouleaux opposé à celui comportant le peigne, présente un galet encolleur disposé entre les deux rouleaux et au contact de la nappe de fils. L'invention concerne également un dispositif pour sécher un fil textile humide formé de deux rouleaux décrits précédemment, dont la surface externe est lisse et anti-adhérente et se caractérise - en ce que ces rouleaux sont chauffés par une circulation d'eau chaude qui pénètre par l'axe longitudinal central de chaque rouleau, depuis l'arrière jusqu'à l'avant de chaque rouleau, puis ressort par une rainure spiralée en hélice allant de l'avant à l'arrière de chaque rouleau, disposé juste en dessous de la surface externe desdits rouleaux; - en ce que chaque rouleau comprend tout d'abord un premier moyeu cylindrique formant canal d'arrivée de l'eau chaude, présentant en périphérie une rainure hélicoïdale raccordée sur l'avant au canal d'amenée de l'eau chaude et sur l'arrière au départ vers l'arrivée d'eau chaude du rouleau suivant, et un second moyeu, en forme de chemise cylindrique, sur lequel s'enroule et se déplace le fil à sécher, ajusté sur le premier rouleau cylindrique à rainure hélicoïdale. En pratique, comme déjà dit, les axes de révolution des deux rouleaux sont disposés dans deux plans parallèles, mais sont décalés angulairement entre eux de deux à cinq degrés. Dans une première forme d'exécution, les deux rouleaux caractéristiques sont disposés côte à côte dans le même plan horizontal. Dans une variante, ils peuvent être disposés l'un en dessous de l'autre. Si le plus généralement, les rouleaux sont cylindriques, ils peuvent également présenter en coupe une première portion cylindrique, raccordée par une seconde portion tronconique à une troisième portion cylindrique de diamètre légèrement supérieur au diamètre de la première portion. En outre, cette disposition donne aux spires une meilleure stabilité. L'invention concerne également une machine pour sécher et bobiner à la continue des fils humides, formée d'une pluralité de positions de travail, en forme de U inversé, caractérisée en ce que chaque position de travail comprend respectivement: - sur la première branche verticale du U inversé une bobine fixe d'alimentation de fil à sécher, un moyen de guidage et de tension du fil à sécher, et le dispositif de séchage caractéristique de l'invention formé des deux rouleaux décalés angulairement; - sur la portion de raccordement des deux branches du U inversé, des organes de renvoi et de guidage du fil séché; - enfin, sur la seconde branche verticale du U inversé, des organes de renvoi et de guidage et un dispositif de retordage et de réception du fil sec tordu. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit à l'appui des figures annexées. Description sommaire des dessins La figure 1 est une vue perspective sommaire d'un dispositif conforme à l'invention, montré vu de face à la figure 2, vu de dessus à la figure 3. La figure 4 est une vue de coupe détaillée des deux rouleaux caractéristiques de l'invention. La figure 5 est une représentation schématique d'une variante du parcours de fil entre deux rouleaux. La figure 6 illustre le parcours de fil d'une position de travail d'une machine de séchage/encollage/bobinage en continu. La figure 7 illustre un autre parcours d'une position de travail. La figure 8 illustre un détail des rouleaux. Manières de réaliser l'invention Comme déjà dit, le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté aux traitements des fils de viscose, fraichement coagulés, de titre fin (167 dtex et moins). Il peut être également utilisé avec succès sur des fils de verre. Ce dispositif comprend essentiellement, monté sur un châssis désigné par la référence générale (1), deux rouleaux chauffés motorisés respectivement (2) et (3), cylindriques, entraînés par un moteur commun non représenté, et dont les axes de révolution (II-II'-III-llI') (figure 3) sont décalés angulairement, dans deux plans parallèles, et sont disposés soit côte à côte, soit l'un en dessus de l'autre, comme montré aux figures 2 et 3, les axes (II,II'; III-III') étant décalés angulairement d'un angle compris entre un et dix degrés, de préférence entre deux et cinq degrés. Dans une forme de réalisation pratique illustrée à la figure 8, ces rouleaux présentent en coupe une première portion cylindrique (80) où s'effectuent les premières spires d'ancrage, raccordée par une portion tronconique (81) à une seconde portion cylindrique (82) sur laquelle s'enroule l'essentiel des spires. On réalise ainsi en (81) un étirage complémentaire du fil (7) de l'ordre de 1 à 2 %, qui est favorable à la stabilité et à la régularité des spires. Ces rouleaux (2,3) sont en cuivre, en aluminium, voire en acier inoxydable, présentent un état de surface lisse. Avantageusement, ces rouleaux (2,3) sont revêtus de polytétrafluoroethylène au moins sur leur première moitié, de manière à éviter le collage des fils sur les rouleaux (2,3) lors de leur rotation. On a constaté qu'avec des rouleaux en cuivre, on pouvait augmenter la vitesse de près de 50 %, par rapport à des rouleaux en acier inoxydable pour atteindre 300 mètres par minute, avec cinquante spires sur les rouleaux (2,3) pour un fil de 110 dtex. Le fil humide (4), issu d'une tête de filature ou d'une bobine non représentées, traverse un guide (5) pour être présenté à la portion d'entrée (6) desdits rouleaux disposés du côté du châssis (1). Le fil entoure les deux rouleaux (2,3) en formant une nappe désignée par la référence générale (7) constituée par une succession de spires hélicoïdales non jointives progressant d'une extrémité (6) à l'autre (15) des rouleaux (2,3), c'est-à -dire de l'arrière vers l'avant. La portion d'entrée des rouleaux désignée par la référence générale (10) présente un peigne (11) formé d'une pluralité de dents (12,13) régulièrement espacées, entre lesquelles passe le fil (4) pour former la nappe (7) de spires hélicoïdales non jointives. Le peigne (11) à dents (12,13) est préféré pour éviter le glissement du fil (4) qui arrive et qui est fortement mouillé et évite ainsi l'enchevêtrement et les casses. L'axe (I-I') du peigne (11) est parallèle à l'axe de révolution (II-II'), et le peigne (11) est susceptible de tourner autour de cet axe longitudinal (I-I') grâce à une poignée déballante (12) facilement accessible à l'opérateur. Le réglage du pas (p), c'est-à-dire de l'espacement entre deux spires successives, est réglable par tous moyens connus, tels que par exemple au moyen de cales pour obtenir un réglage primaire, et de vis de réglage agissant sur l'inclinaison des deux rouleaux pour le réglage secondaire. Dans la forme de réalisation illustrée, le rouleau du bas (3) est fixe et le rouleau réglable est le rouleau supérieur (2). Il importe qu'il y ait un décalage angulaire, par exemple de l'ordre de un à dix degrés, de préférence de deux à cinq degrés, de manière à obtenir une spire hélicoïdale à pas à peu près constant variant en fonction du titre du fil et de la vitesse de défilement. Un technicien peut aisément déterminer le pas approprié en fonction des conditions opératoires choisies. Il va de soi que les deux rouleaux cylindriques motorisés (2,3) tournent dans le même sens pour faire progresser le fil depuis l'arrière (6) vers l'avant (15). Dans une variante préférée, une portion (15) des rouleaux (2,3) présente un galet encolleur (16) rotatif, beignant dans un récipient à colle (17). Contrairement au peigne, ce galet s'appuie fermement contre la nappe (15) de fil qui avance comme on le voit sur la figure 2, de manière à bien être au contact de cette nappe pour l'encoller régulièrement. Le peigne (11) et le galet encolleur (16) sont montés sensiblement dans le même plan entre les deux rouleaux (2,3). Avantageusement, ce galet encolleur (16) est plutôt proche de l'extrémité d'entrée (6) des rouleaux pour ne pas restreindre la surface de séchage. Comme colle (17), on utilise 4e préférence des colles acyrliques, bien connues pour donner de la cohésion aux fils multifilamentaires et pour diminuer les problèmes de brins cassés et de bouchons, lors des opérations d'ourdissage. Au lieu de ou en complément de la colle, on peut également déposer d'autres produits auxiliaires, tels que huiles d'ensimage, colorants, plastifiants, etc. Cette colle (17) est envoyée à chaque position de travail à partir d'une unité centrale. Le rouleau encolleur (16) est motorisé, soit par un moteur indépendant, soit par le même moteur que celui entraînant les rouleaux cylindriques (2,3). En pratique, le rouleau encolleur (16) est associé à un variateur pour permettre de modifier la quantité de colle déposée. En pratique, la première portion (11) comportant les dents (13) du peigne, représente entre le tiers et la moitié de la longueur des rouleaux (2,3) et celle comportant le rouleau d'encollage (16) un quart. La figure 4 représente une forme de réalisation pratique des deux rouleaux caractéristiques cylindriques (2,3). Ces rouleaux sont motorisés par un moteur unique (20) entraînant une courroie crantée (21) unique pour chaque paire de rouleaux (2,3). L'eau chaude alimentée depuis une station centrale appropriée, par exemple à 90"C, arrive par une tubulure centrale (22) raccordée (23) au rouleau du bas (3) fixe. Un chapeau (24) enserre le centre du moyeu (25) cylindrique creux, monté seulement (26) pour permettre l'arrivée de l'eau chaude au centre. Ce premier moyeu (25) (ou 25' sur le rouleau (2)), est relié par un canal (27) à l'extrémité de chaque rouleau. La périphérie du moyeu (25) présente une rainure hélicoïdale (28) raccordée ainsi à la tubulure d'amenée (27) d'eau chaude côté face avant, et allant jusqu'à la tubulure arrière (29). Cette tubulure arrière est reliée au canal central jusqu'au chapeau (24) pour être conduite par une tubulure (30) à l'arrivée (31) du rouleau supérieur (2). En fin de circuit, l'eau chaude est évacuée par la tubulure (32). L'étanchéité de l'ensemble est assurée par des joints toriques et des joints tournants. Ainsi, pour chaque position de traitement, on a un seul circuit de chauffage. Dans une variante illustrée à la figure 5, les spires de fils forment un huit, ce qui augmente la surface de contact du fil sur les rouleaux et autorise le séchage du fil sur ses deux faces. L'invention concerne également une machine pour le séchage et le bobinage à la continue de fils humides, notamment de fils chimiques fraichement extrudés. Comme on le sait, une machine est formée d'une pluralité de positions de travail. Selon une première forme de réalisation de l'invention montrée à la figure 6, chaque position de travail qui épouse la forme d'un U inversé, comprend respectivement sur la première branche verticale (40) du U inversé, respectivement une bobine fixe (41) d'alimentation de fil à sécher, par exemple tel qu'issu de la filature-extrusion, d'où est issu le fil (42) analogue à (4), qui passe dans un premier oeillet céramique (43) analogue à (5), puis dans un barbin (44) de positionnement pour amener le fil sur les rouleaux caractéristiques (2,3) chauffés par les tubulures d'eau chaude. Le fil séché (45) sorti des rouleaux (2,3) caractéristiques, passe ensuite dans un diabolo de détour (46) pour s'aligner sur la portion de raccordement (47) du U où il passe dans des guides (48) en forme de L pour retenir le fil en cas d'arrêt de la machine ou de casse. L'espacement entre la branche de raccordement (47) et le sol (50) est suffisant pour permettre le déplacement de l'opérateur et l'accès de l'opérateur à tous les organes. Le fil passe ensuite dans des diabolos de détour (51) pour pénétrer sur la branche verticale opposée (52) parallèle à (40). Ce fil sortant du diabolo (51), pénètre sur un huileur (52) d'ensimage pour déposer de l'ordre de un à deux pourcent en poids d'une huile d'ensimage connue, puis à travers un détecteur de casse (53), par exemple à infra-rouge, puis dans un barbin de brise-ballon (54) et enfin, pénètre dans un banc à anneaux (55) pour être retordu et bobiné (56). La référence (57) désigne des plaques anti-mariage bien connues. La bobine de réception (60) peut avoir des formes très variées, par exemple biconique inversée, bouteille, cops, etc.. . La broche (56) est de manière connue associée à un moteur d'entraînement (61) par courroie (62). De la sorte, on peut sur une seule position de travail et sans reprise, passer directement d'un fil fortement mouillé ou fraichement extrudé à une bobine (41) de fil tordu (60) prête à l'emploi, ce que l'on ne savait réaliser jusqu'alors. Dans une autre forme d'exécution montrée à la figure 7, on a gardé les mêmes références qu'à la figure 6 pour ne pas surcharger inutilement le dessin. Ici toutefois, les deux rouleaux caractéristiques (2,3) sont disposés côte à côte et non pas l'un en dessus de l'autre. Cette disposition est particulièrement appropriée lorsque l'on réceptionne le fil sur une broche (70) de bobinoir classique comportant un volet (71) s'écartant au fur et à mesure du grossissement de la bobine. Cette disposition est bien appropriée si l'on ne désire pas ajouter de la torsion ou lorsque l'on veut faire un très gros enroulement avec rattache, ou encore lorsque l'on désire réaliser une forte croisure. Dans tous ces cas, la vitesse angulaire de la broche (70) est commandée par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse, lui-même asservi à un "pantin danseur (72") qui réagit avec augmentation du diamètre de l'enroulement, de façon à maintenir la vitesse tangentielle constante. On peut aisément comprendre qu'ainsi, on diminue sensiblement non seulement l'investissement nécessaire pour le traitement du fil, mais également le coût de fonctionnement. Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à ceux exploités à ce jour. On peut citer: - la régularité du retrait, - l'uniformité de l'aspect écru, - l'obtention du fil encollé sur enroulement élémentaire. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour sécher et encoller un fil textile (4) en mouvement, comprenant - deux rouleaux (2,3) chauffés motorisés, dont les axes de révolution (II-II'-III-III') sont décalés angulairement entre eux de un à dix degrés, le fil à sécher (4) entourant lesdits rouleaux de révolution (2,3) en formant une nappe (7) de spires hélicoïdales non jointives progressant d'une extrémité (10) à l'autre (15) desdits rouleaux (2,3); - et un peigne (11) apte à tourner autour de son axe longitudinal (I-I') disposé entre les deux rouleaux (2,3), formé d'une pluralité de dents (12,13) entre lesquelles passe et se positionne le fil humide (4) à sécher, et dont l'axe longitudinal (I-I') est parallèle à l'axe (III-III') de révolution d'un des deux rouleaux (2,3); caractérisé en ce que le côté desdits rouleaux (2,3) opposé à celui comportant le peigne (11), présente un galet encolleur (16) disposé entre les deux rouleaux (2,3) et au contact de la nappe de fils (7). 2/ Dispositif pour sécher et encoller un fil textile selon la revendication 1, dans lequel la surface externe des rouleaux (3) est lisse et anti-adhérente, caractérisé en ce que les rouleaux (2,3) sont chauffés par une circulation d'eau chaude qui pénètre au centre par l'axe longitudinal (II-II', III-III') depuis l'arrière (10) jusqu'à l'avant (15) de chaque rouleau (2,3), puis ressort par une rainure spiralée (28) en hélice allant de l'avant (15) à l'arrière (10) de chaque rouleau (2,3), disposé juste en dessous de la surface externe desdits rouleaux (2,3). 3/ Dispositif pour sécher et encoller un fil textile selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque rouleau comprend - un premier moyeu cylindrique (25) creux, formant canal d'arrivée d'eau chaude, présentant en périphérie une rainure hélicoïdale (28) raccordée sur l'avant au canal d'amenée (27) d'eau chaude et sur l'arrière au départ (29) vers l'arrivée d'eau chaude (30) du rouleau (3) suivant; - un second moyeu creux cylindrique sur lequel s'enroule et se déplace le fil à sécher, ajusté sur le premier moyeu cylindrique (25) rainuré en périphérie. 4/ Machine pour sécher, encoller et bobiner à la continue des fils humides (4), formée d'une pluralité de positions de travail en forme de U inversé, caractérisée en ce que chaque position de travail comprend respectivement - sur la première branche verticale (40) du U inversé une bobine fixe (41) de fil à sécher (42), un moyen de guidage (43) et de tension (44) du fil (42) à sécher, un dispositif de séchage-encollage selon l'une des revendications 1 à 3, - sur la portion de raccordement (47) des deux branches (40,50) du U inversé, des organes de renvoi (40,51) et de guidage (48) du fil séché; - enfin, sur la seconde broche verticale (52) du U inversé, des organes de renvoi (51) et de guidage (54) et un dispositif de retordage (55,56) et de réception du fil sec tordu sous forme de bobine (60). 5/ Machine pour sécher, encoller et bobiner à la continue des fils humides (4), formée d'une pluralité de positions de travail disposées verticalement, caractérisée en ce que chaque position de travail comprend respectivement: - une bobine fixe (41) de fil à sécher (4), - un moyen de guidage (5) du fil (4) à sécher, - un dispositif de séchage-encollage selon l'une des revendicatons 1 à 3, dans lequel les rouleaux (2,3) sont disposés côte à côte, - un pantin danseur (72), - enfin, un bobinoir (70) de réception sur.bobine croisée.