Brevet FR2749859A1 — publié le 19971219

PROCEDE DE REALISATION D'UN FIL MIXTE EXTENSIBLE ET MACHINE POUR SA MISE EN OEUVRE. La présente invention a trait à un procédé perfectionné permettant de réaliser un fil mixte extensible, c'est-à-dire un fil constitué d'au moins deux éléments, à savoir un fil d'âme à forte élasticité, ladite âme étant recouverte par au moins un second fil, dit "fil enrobant" ou "fil de couverture" non ou faiblement extensible et qui est destiné à conférer au fil mixte produit ses caractéristiques textiles. Dans la suite de la description, par "fil à forte élasticité", on entend un fil choisi dans la classe des élastofibres qui peut être allongé sous une force de traction jusqu'à atteindre au moins trois fois sa longueur initiale et qui reprend rapidement cette longueur dès que la phase de traction cesse d'être appliquée. Avantageusement, on utilisera un fil élasthanne, multifilamentaire. Bien entendu, tout autre type de fil élastique pourrait éventuellement être utilisé. Par "fil non ou faiblement extensible", on entend tout type de fils ou filés conventionnels, tels que par exemple filés de fibres naturelles ou chimiques, ainsi que tous fils à base de filaments continus en matière synthétique ou artificielle. Dans le cas d'utilisation de fils synthétiques, ces fils peuvent être soit des fils plats étirés, soit des fils texturés qui éventuellement présentent une certaine extensibilité tel que par exemple les fils texturés par fausse torsion, cette extensibilié étant nettement inférieure à celle que présente le fil d'âme à forte élasticité. On peut par ailleurs utiliser des fils synthétiques non ou partiellement étirés, l'étirage complémentaire étant obtenu lors de la réalisation du fil mixte. Il a été proposé depuis fort longtemps de réaliser des fils mixtes extensibles du type précité. La technique la plus ancienne consiste à réaliser un véritable guipage du fil enrobant autour de l'âme à forte élasticité, cette opération consistant, d'une manière générale, à délivrer le fil élastique (élasthanne) sous tension, de manière à ce qu'il soit étiré d'environ trois à cinq fois, et à le faire passer au travers d'une broche creuse en rotation supportant la bobine de fil de guipage, le fil formant donc un ballon qui s'enroule de façon hélicoïdale autour du fil d'âme, de préférence en formant des spires jointives. En pratique, pour obtenir des fils de bonne qualité, on réalise deux guipages successifs à partir de deux fils enrobants enroulés en sens inverse autour du fil d'âme élastique. Une telle technique qui donne de très bons résultats, présente cependant comme inconvénient d'avoir des vitesses de production très faibles, la vitesse des broches étant en général inférieure à 15 000 tours/minute. Pour augmenter la productivité, il a été proposé, comme cela ressort du FR-A-2 515 701, de réaliser l'association des deux constituants au moyen d'un procédé faisant appel à deux phases successives de traitement, ledit procédé consistant - dans une première phase, à réaliser un guipage d'un fil élasthanne tendu (de l'ordre de 300 à 500 %) avec un fil enrobant, puis à réceptionner ledit fil guipé sur une bobine; - puis dans une deuxième phase distincte, à reprendre la bobine de fil guipé, sur un organe donneur de torsion, tel qu'une broche double torsion, pour lui communiquer une torsion complémentaire. Cette technique faisant toujours appel à une opération de guipage, ne permet cependant pas d'augmenter de manière significative les vitesses de production. Par ailleurs, il a été constaté qu'en mettant en oeuvre une telle technique, il pouvait se produire une variation dans la densité de la bobine de fil produite lors de la première phase opératoire et que le défilement, lors de la seconde phase opératoire, était parfois délicat à réaliser et pouvait entraîner des casses. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé simple, facile à mettre en oeuvre, qui permet de résoudre ces problèmes. Par ailleurs, le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir des fils mixtes extensibles ayant une très grande régularité et dont le toucher et l'aspect est comparable aux fils antérieurs produits par la technique de double guipage qui incontestablement présente les meilleures propriétés textiles parmi toutes les techniques de fabrication proposées à ce jour. D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé permettant d'obtenir des fils mixtes extensibles, selon une technique de fabrication en deux phases, consistant: - dans une première phase, à associer un fil à forte élasticité avec un second fil dit "fil enrobant" non ou faiblement extensible et à renvider sur une bobine le fil mixte ainsi produit; - puis, dans une deuxième phase distincte, à reprendre la bobine de fil mixte sur un organe donneur de torsion tel qu'une machine double torsion, et il se caractérise en ce que l'association des deux constituants lors de la première phase opératoire est réalisée sans torsion, le renvidage du fil mixte produit étant réalisé sous une tension constante et de préférence également à vitesse constante. Avantageusement et en pratique, dans le procédé conforme à l'invention - le fil destiné à former la couverture finale est prélevé à la défilée à partir d'un enroulement maintenu fixe en partie basse de la machine de production, - le fil à forte élasticité, élasthanne par exemple, est de préférence délivré à la déroulée commandée, à partir d'un support monté horizontalement en-dessous du système de renvidage, - lors de la première phase opératoire, le fil à forte élasticité peut être délivré sous tension à la même vitese que le fil de couverture ; éventuellement, il peut être délivré à une vitesse différente, ledit fil pouvant alors recevoir un retrait ou un étirage avant réception avec le fil de couverture, cette possibilité étant obtenue par la différence de vitesse entre la vitesse de déroulement dudit fil à forte élasticité et la vitesse d'appel, éventuellement, il peut être envisagé d'avoir une alimentation en fil élasthanne à la défilée, le fil étant alors prélevé de son support au moyen d'un système délivreur permettant de lui communiquer une vitesse constante; l'association des deux constituants peut être réalisée soit en les faisant passer sur un système d'appel commun, soit au travers d'un guide fixe situé sur le trajet du fil élasthanne et disposé en aval du dernier appel du fil enrobant; - éventuellement, lors de la première phase de traitement, le fil élasthanne peut être soumis à un traitement thermique permettant de bloquer temporairement son élasticité ; le traitement thermique peut être réalisé soit en amont de la zone de jonction avec le fil enrobant, soit en aval de cette dernière; si un traitement thermique est effectué pour bloquer l'élasticité du fil élasthanne, un tel traitement peut être obtenu soit par l'intermédiaire d'un doigt ou tambour chauffant, soit par passage à l'intérieur d'un four - lorsque le fil enrobant est en fils synthétiques, il peut éventuellement être soumis lors la première phase du procédé à un traitement d'étirage complémentaire et/ou à un traitement de texturation qui peut être réalisé soit sur le fil enrobant seul avant son association avec le fil à forte élasticité, soit après la jonction de ces deux fils; - la seconde phase opératoire consistant à tordre le fil mixte est réalisée de manière conventionnelle, par exemple sur une machine double torsion, le dévidage du fil obtenu lors de la première phase étant réalisé en le faisant passer au travers d'une coronnelle. Si pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on peut éventuellement utiliser du matériel conventionnel, la première phase opératoire sera de préférence réalisée sur un nouveau type de machine d'assemblage qui fait également l'objet de la présente invention. D'une manière générale, une telle machine d'assemblage est constituée d'une pluralité de positions de travail identiques, pouvant être indépendantes ou non, disposées côte à côte sur un bâti support, de préférence de part et d'autre d'une partie centrale commune, chaque position de travail comprenant: - une alimentation en fil enrobant comprenant au moins un système d'appel dudit fil permettant de le délivrer à une vitesse constante - une alimentation en fil à forte élasticité comprenant des moyens permettant de délivrer positivement ledit fil à forte élasticité - des moyens permettant d'assurer la jonction, sans torsion, du fil enrobant avec le fil à forte élasticité; - des moyens de renvidage, sans torsion, à tension constante du fil formé, la réception étant de préférence réalisée sur une bobine à joues. Avantageusement, selon une forme préférentielle dans une telle machine - le fil à forte élasticité est délivré à la déroulée commandée; - un élément de traitement thermique, tambour chauffant par exemple, est situé sur le trajet du fil élasthanne en amont de la zone de jonction avec le fil de couverture; - l'appel du fil de couverture est réalisé par l'intermédiaire de deux délivreurs permettant éventuellement de réaliser un étirage dudit fil de couverture avant son association avec le fil élasthanne. L'invention et les avantages qu'elle apporte sera cependant mieux comprise grâce à la description qui suit et qui est illustrée par les schémas annexés qui illustrent une machine d'assemblage particulièrement adaptée pour réaliser la première phase opératoire du procédé conforme à l'invention, et dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'une machine de bobinage, dans laquelle les positions de travail sont disposées de part et d'autre d'un bâti central commun et qui est adapté pour permettre l'association d'un fil à forte élasticité avec un fil de couverture en vue de réaliser un fil mixte extensible; - la figure 2 est une vue en élévation montrant quatre positions de travail d'une face d'une telle machine; sur cette figure 2, afin de mieux comprendre la structure de cette machine, les deux fils n'ont pas été représentés intrégralement sur chaque position, deux positions montrant seulement le passage du fil de couverture et les deux autres positions celui du fil à forte élasticité; - la figure 3 est une vue de détail montrant la manière dont est réalisée l'association du fil à forte élasticité et du fil de couverture dans une machine conforme à l'invention. En se reportant aux schémas annexés pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on utilise, d'une part une machine d'assemblage spécifique, telle qu'illustrée aux figures 1 à 3 et, d'autre part, une machine conventionnelle permettant de communiquer une torsion réelle à un fil, telle que par exemple une machine double torsion. La machine permettant de réaliser la première phase opératoire est conçue pour permettre le renvidage du fil mixte sous une tension constante, ledit renvidage étant de préférence réalisé sur une bobine à joues. Une telle machine comprend donc une pluralité de positions de travail identiques, désignées par la référence générale (1), éventuellement affectées des indices (a,b,c,d), et qui sont disposées côte à côte. De préférence, la machine est conçue de telle sorte que deux positions de travail (1) identiques soient disposées de part et d'autre d'une partie centrale commune. Les positions de travail peuvent être indépendantes ou non. Chaque position de travail (1) comprend: - une alimentation (2) en fil de couverture (3) comportant au moins un système d'appel (4) dudit fil (3) permettant de le délivrer à une vitesse V1 constante - une alimentation (5) en fil (6) à forte élasticité comprenant des moyens permettant de délivrer positivement ledit fil élastique à une vitesse (V4) constante - des moyens (7) permettant d'assurer la jonction, sans torsion, du fil à forte élasticité (6) avec le fil de couverture (3); - des moyens de renvidage (8) sans torsion et à tension constante du fil mixte (20) formé, la réception étant de préférence réalisée également à une vitesse (V2) constante et sur une bobine à joues (9). Ainsi que cela ressort des figures 1, 2 et 3, dans la machine conçue spécialement pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, la bobine alimentaire (2) de fil (3) est maintenue fixe dans la partie basse de la machine et le fil (3) est appelé à la défilée. Dans l'axe de défilement du fil (3), se trouvent disposés deux systèmes d'appel (10,4) dont les vitesses (V3) et (V1) peuvent être réglées indépendamment. Par suite, cela permet, si on le souhaite, d'effectuer entre ces deux éléments (10,4) un traitement complémentaire sur le fil (3), par exemple un traitement d'étirage, un traitement de relaxation, voire même un traitement de texturation en disposant entre ces délivreurs (10,4) une broche de fausse torsion et un four de fixation. La bobine (5) supportant le fil à forte élasticité (6) est de préférence montée sur un ensemble permettant de le délivrer à la déroulée commandée, et ce par appui contre un arbre moteur (11). La différence de vitesse entre la vitesse d'appel (V2) et la vitesse (V4) de l'arbre moteur (11) permet de communiquer la tension souhaitée pour le fil à forte élasticité (6). Eventuellement, le fil à forte élasticité pourrait être appelé à la défilée, mais il conviendrait alors de prévoir un système d'appel positif du fil permettant d'obtenir la tension souhaitée. Conformément au procédé selon l'invention, il est impératif que le renvidage du fil mixte (20) se fasse à tension constante, la vitesse de réception étant également de préférence constante. Une telle condition peut être remplie en réalisant la machine d'une manière similaire aux enseignements de l'EP-0 610 144 et en l'adaptant pour réaliser un fil mixte conformément à l'invention. Conformément aux enseignements de ce document, l'entraînement du système d'appel (4) sera donc assuré par l'intermédiaire d'un moteur associé à un convertisseur de fréquence, et le moteur assurant l'entraînement du support de réception (9) sera également associé à un convertisseur de fréquence. Entre ces éléments, sera disposé un détecteur de tension (12) qui mesure la tension du fil entre le système de réception (8) et le système d'appel (4). Ce détecteur de tension donne un signal convertisseur de fréquence associé au moteur du système de renvidage entraînant en rotation le support de réception du fil, signal tel que si la tension du fil est supérieure à un seuil pré-réglé, la vitesse de rotation du support de réception est automatiquement diminuée, alors que si la tension est inférieure au seuil pré-réglé, la vitesse de rotation du support de réception est augmentée, permettant ainsi d'obtenir non seulement une tension du fil constante, condition impérative pour la mise en oeuvre du procédé, mais également une vitesse linéaire d'enroulage constante. Le boitier (15) supportant le détecteur de tension (12) est adapté pour pouvoir, conformément à l'invention, et ainsi que cela ressort de la figure 3, réaliser la réunion du fil à forte élasticité (6) et du fil de couverture (3). Pour ce faire, deux oeillets de guidage (13,14) sont montés à l'entrée et à la sortie du boitier (15) du détecteur de tension (11), l'ensemble étant positionné pour que le trajet du fil à forte élasticité (6) entre le cylindre moteur (11) et le système de réception (8) soit de préférence rectiligne. Le fil (6) passe directement à l'intérieur du guide de sortie (14), alors que le fil (3) est introduit dans le boitier (15) par l'intermédiaire d'un guide (13) décalé de manière à ce qu'il prenne appui sur un détecteur de tension (12) permettant d'assurer le contrôle de la tension de renvidage pour que cette dernière soit constante. La réunion du fil à forte élasticité (6) avec le fil enrobant (3) est réalisée en aval de ce détecteur de tension (12) à l'intérieur du guide de sortie (14). Si la réunion des deux fils (3) et (6) et de préférence réalisée de la manière précitée, on pourrait éventuellement envisager de l'effectuer sur le délivreur (4), les deux fils réunis passant alors ensemble sur le détecteur de tension (12) qui permet d'assurer la tension constante de renvidage. Par ailleurs, lorsque l'on souhaite avoir un fil mixte dont l'élasticité est momentanément bloquée, un ensemble de traitement thermique (16) du fil à forte élasticité (6) est prévu en amont de la zone de jonction. Ce traitement thermique peut être réalisé sur un tambour chauffant (16) comme illustré sur la partie gauche de la figure 1 ou sur les positions (lb et ld) de la figure 2. Un tel traitement thermique pourrait éventuellement être réalisé à l'intérieur d'un four conventionnel. Une telle machine est particulièrement adaptée pour réaliser des fils mixtes extensibles notamment de titre fin. Les fils mixtes obtenus sur la machine telle qu'illustrée aux figures 1 à 3 sont ensuite repris sur une seconde machine comportant un broche simple ou double torsion communiquant une torsion finale, comprise en général entre 500 et 2000 tours/mètre. Une telle manière de procéder permet d'obtenir une très grande variété de fils, présente une très grande souplesse d'utilisation et conduit à des fils extensibles mixtes de très bonnes qualités textiles, comme cela ressort des exemples concrets donnés ci-après. Exemple I. On réalise un fil mixte (20) conforme à l'invention constitué par l'assemblage - d'un fil (6) à forte élasticité en élasthanne ayant un titre de 20 deniers - d'un fil (3) destiné à former l'enrobant, constitué par un fil polyamide 6.6/13 deniers/7 brins partiellement étiré. L'assemblage des deux constituants est réalisé soit sur une machine telle qu'illustrée aux figures 1 et 3, et ce dans les conditions suivantes - Etirage du fil polyamide 6.6 entre les délivreurs (10) et (4), la vitesse VI du délivreur (4) étant de 1500 m/min, le taux d'étirage étant de 1,3 permettant d'obtenir un fil ayant un titre de 10 deniers. - Vitesse V4 du délivreur d'élasthanne : 500 m/min - Vitesse de renvidage V2 : 1500 m/min environ - Tension de renvidage : 2 g Le fil renvidé sur une bobine est ensuite repris sur une machine double torsion conventionnelle, par exemple une machine du type DT 316E, commercialisée par le Demandeur, l'appel du fil étant réalisé au travers d'une coronnelle. La vitesse de rotation de la broche double torsion est de 17500 t/min, la torsion donnée au fil étant de 1750 tours/mètre. On obtient un fil mixte (20) comportant une âme constituée par le fil élasthanne (6) parfaitement recouverte par le fil polyamide (3). Exemple 2 On réalise un fil mixte extensible à partir d'un fil élasthanne de 20 deniers associé à un fil de polyamide 66/40 deniers/34 brins texturé par fausse torsion. Les conditions opératoires sont les suivantes. Vitesse (V1) du délivreur (4) et vitesse (V2) de renvidage: 1200 m/min Tension de renvidage: 8 g Vitesse V4 du fil élasthanne (6): 600 m/min. L'assemblage formé est ensuite repris sur une machine double torsion comme dans l'exemple précédent en communiquant une torsion finale de 750 tours/mètre. Exemple 3 On réalise un fil mixte comportant un fil élasthanne 70 deniers et un filé de coton Nm 60. Les conditions opératoires de la première phase d'assemblage sont les suivantes - vitesse (V1) du délivreur (4) et de renvidage (V2) : 500 m/min - vitesse V4 pour le fil élasthanne (6): 140 m/min - le fil est ensuite repris sur une machine double torsion lui communiquant une torsion de 600 tours/mètres. Exemple 4 On répète l'exemple précédent, mais le fil de couverture (3) est constitué par un fil mixte constitué par l'assemblage d'un filé de laine Nm 60 et d'un fil polyester texturé 150 deniers. La torsion finale donnée lors de la seconde phase opératoire sur une machine de fausse torsion est de 350 tours/mètre. Exemple 5: La réalisation d'un fil mixte conformément à l'invention est effectuée à partir d'un fil élasthanne de 20 dtex associé à un fil de polyamide 66/20 deniers/7 brins. La vitesse de renvidage V2 est réglée à : 2500 m/min et le taux d'étirage communiqué au fil élasthanne (6) est de 2,8 . Tous les fils réalisés. à partir du procédé conforme à l'invention possèdent de très bonnes caractéristiques textiles (toucher, aspect) et peuvent être utilisés dans de nombreuses applications, tels que notamment articles vestimentaires.. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples concrets donnés précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes illustrées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Procédé d'obtention de fils mixtes extensibles qui consiste: - dans une première phase, à associer un fil (6) à forte élasticité avec un second fil (3) dit "fil enrobant" non ou faiblement extensible et à renvider sur une bobine le fil mixte (20) ainsi produit; - puis, dans une deuxième phase distincte, à reprendre la bobine de fil mixte (20) sur un organe donneur de torsion tel qu'une machine double torsion, caractérisé en ce que l'association des deux constituants (6,3) lors de la première phase opératoire est réalisée sans torsion, le renvidage du fil mixte (20) produit étant réalisé sous une tension constante. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil enrobant (3) est prélevé à la défilée à partir d'un enroulement (2) maintenu fixe en partie basse de la machine de production. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fil à forte élasticité (6) est délivré à la déroulée commandée, à partir d'un support (5) monté horizontalement en dessous du système de renvidage, ledit fil (6) étant maintenu sous tension par la différence entre sa vitesse (V4) de déroulement et la vitesse (V2) d'appel du fil mixte (20) produit. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'association des deux constituants (3,6) est réalisée soit en les faisant passer sur un système d'appel (4) commun, soit au travers d'un guide fixe (14) situé sur le trajet du fil à forte élasticité (6) et disposé en aval d'un système d'appel (4) du fil enrobant (3). 5/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lors de la première phase de traitement, le fil élasthanne (6) est soumis à un traitement thermique bloquant temporairement son élasticité, le traitement thermique étant réalisé soit en amont de la zone de jonction avec le fil enrobant, soit en aval de cette dernière. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le traitement thermique est obtenu par passage autour d'un doigt chauffant ou autour d'un tambour chauffant ou à l'intérieur d'un four. 7/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lorsque le fil enrobant (3) est un fil synthétique, il est soumis lors la première phase du procédé à un traitement d'étirage complémentaire et/ou à un traitement de texturation. 8/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la seconde phase opératoire qui consiste à tordre le fil mixte (20) est réalisée sur une machine double torsion, le dévidage du fil obtenu lors de la première phase étant effectué en le faisant passer au travers d'une coronnelle. 9/ Machine d'assemblage pour la réalisation de la première phase opératoire du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une pluralité de positions de travail identiques (1), ces positions de travail pouvant être indépendantes ou non, disposées côte à côte sur un bâti support, de préférence de part et d'autre d'une partie centrale commune, chaque position de travail (1) comprenant: - une alimentation en fil enrobant (3) comprenant au moins un système d'appel (4) dudit fil permettant de le délivrer à une vitesse constante - une alimentation (5) en fil à forte élasticité (6) comprenant des moyens permettant de délivrer positivement ledit fil à forte élasticité - des moyens permettant d'assurer la jonction, sans torsion, du fil enrobant (3) avec le fil (6) à forte élasticité; - des moyens de renvidage (8), sans torsion1 à tension constante du fil mixte (20) formé, la réception étant de préférence réalisée sur une bobine à joues.