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Il est connu de conférer à des fils formés de fibres artificiel- les d'un frisage permanent, en soumettant d'abord les fils à une torsion ex- ceptionnellement élevée sur des bobines, puis en les soumettant, à cet état fortement tordu, à un traitement à la vapeur et enfin en les détordant jus- qu'à torsion normale. On a également déjà proposé de soumettre les fils, en un processus continu, à une forte torsion éphémère à l'aide d'un dispositif de faux retordage et de friser les fils de cette manière. De tels dispositifs de faux retordage sont, par exemple, décrits dans les brevets suisses n
239.737 et 245.643 de la demanderesse.
Lors de l'exécution pratique du fort tordage et du détordage continus, le fil venant du dispositif d'alimentation en fil passe d'àbord, par exemple, par un premier dispositif d'avancement, puis par une zone de traitement, dans laquelle il est soumis à un traitement humide et/ou thermique, après quoi le fil passe par l'organe de tordage du dispositif de faux retordage et enfin par un second dispositif d'avancement du fil. Dans ce cas, le fil se trouve déjà peu après le premier dispositif d'avancement à l'état fortement tordu et est directement détordu après l'or- gane de tordage.
La présente invention est relative au frisage de fils constitués de fibres polyamidiques ou d'autres fibres textiles organiques synthétiques, par forte torsion éphémère à l'aide d'un dispositif de faux retordage. Il s'est avéré, dans ce cas, qu'il y a avantage à communiquer une certaine accélération au fil à son entrée dans l'appareil de faux retordage, c'est-à-dire que le premier dispositif d'avancement est avantageusement entraîné à une vitesse quelque peu inférieure à celle à laquelle est entrainé le second dispositif d'avancement, en sorte qu'entre les deux dispositifs d'avancement le fil est soumis tout au moins à un faible étirage.
La présente invention a pour objet un procédé pour l'obtention de fils ondulés ou frisés de manière permanente en fibres textiles organiques synthétiques, dans lequel procédé on soumet les fils lisses, non tordus ou tordus normalement, à une forte torsion éphémère à l'aide d'un dispositif de faux retordage, puis on soumet ces fils, à l'état fortement tordu, à un traitement humide et/ou thermique, ce procédé étant caractérisé en ce que l'avancement des fils à l'entrée du dispositif de faux retordage est ralenti par rapport à l'avancement des fils à la sortie de ce dispositif, de façon que les fils subissent, pendant leur passage dans le dispositif de faux retordage, un étirage de l'ordre d'au moins 0,5 % et n'excédant, de préférence, pas 20% par rapport à leur longueur originelle.
Les meilleurs résultats sont obtenus, lorsque l'étirage ou allongement atteint 4 à 10% par rapport à la longueur originelle des fils.
L'invention concerne également une installation pour l'exécution du procédé défini ci-avant, cette installation étant caractérisée en ce que les zones de traitement humide et/ou thermique, ainsi que l'organe de tordage sont montés entre deux dispositifs d'avancement du fil,dont le second est entraîné à une vitesse supérieure à celle à laquelle est entraîné le premier dispositif d'avancement.
Le procédé suivant l'invention a des effets surprenants. car on devait s'attendre normalement à ce qu'une certaine accélération doive être communiquée au fil traversant le dispositif de faux retordage, à son entrée dans ce dispositif, c'est-à-dire que l'on devait s'attendre à devoir entraîner le premier dispositif d'avancement des fils à une vitesse quelque peu supérieure à celle du second dispositif, pour que le fil ne soit pas trop fortement tendu pendant qu'il est soumis à une forte torsion. En raison de la sollicitation mécanique toujours appréciable à laquelle le fil est soumis pendant le fort tordage, il fallait même s'attendre à des ruptures de fils à une tension trop élevée, dans le cas de fils formés de fibres très élastiques.
Chaque spécialiste devait, en particulier, admettre que, lors du démarrage, alors qu'il se produit un raccourcissement du fil par suite de l'amor-
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gage de l'opération de tordage, il était inévitable de communiquer une accélération au fil à son entrée dans le dispositif de faux retordage.
En fait, c'est précisément le contraire qui doit se produire et il s'est révélé. de manière inattendue, qu'un fort tordage transitoire de fils composés de fibres textiles organiques synthétiques, en vue de friser ces fils, s'opère sensiblement avec moins d'encombre, lorsque l'avancement du fil à l'entrée du dispositif de faux retordage est quelque peu ralenti par rapport à l'avancement du fil à la sortie de ce dispositif. Dans une forme d'exécution exemplative de l'installation pour l'exécution du procédé. les deux dispositifs d'avancement du fil peuvent chacun être constitués d'une paire de rouleaux ou cylindres, chaque paire de cylindres servant simultanément à empêcher le fil de subir une rotation.
Les deux paires de cylindres sont, par exemple, entraînées par un moteur, l'une de ces paires étant entraînée directement et l'autre par l'entremise d'une transmission appropriée.
Le fil peut être soumis à une forte torsion éphémère, soit dans le sens de sa torsion originelle, soit en sens opposé à cette torsion, au delà du point de torsion nulle. Par ailleurs, on peut aussi soumettre simultanément un certain nombre de fils individuels, par exemple, deux ou trois fils, à une forte torsion transitoire ou éphémère, à l'aide du dispositif de faux retordage. Au surplus, deux fils. dont l'un a été fortement tordu. transitoirement dans la direction Z et l'autre dans la direction S, peuvent être retordus subséquemment ensemble jusqu'à torsion normale en direction Z ou en direction S. On obtient ainsi un produit régulier, dont l'état de tension interne est entièrement équilibré.
Avec des pièces tissées ou tricotées à l'aide de tels rotors doubles, il ne se produit pas de tordage en spirale, comme on en remarque souvent avec d'autres produits.
La présente invention concerne, en premier lieu, le frisage de fils en fibres polyamidiques, par exemple en fibres obtenues au départ d'hexaméthylène, diamine et d'acide adipique ou au départ d'± caprolactame. On peut cependant aussi utiliser des fils constitués d'autres fibres textiles organiques synthétiques, par exemple à base de composés polyvinyliques ou de polyesters.
Les quelques exemples suivants serviront à illustrer davantage l'invention.
EXEMPLE 1.
Un fil superpolyamidique normal en polyhexaméthylène-adipamide à 70/1 den. et 23 fibrilles, tordu à 100 T./m S et vendu sous la dénomination commerciale "Nylon", traverse un dispositif de faux retordage, dans lequel il est soumis à une forte torsion transitoire au delà du point de torsion nulle jusqu'à 3000 T/m Z. Le fil est déroulé d'une bobine conique à fil croisé, par une paire de cylindres, à une vitesse de 20.0 m./ min. Il par*- court ensuite, en environ 7 secondes, un tube chauffé à 200 C et une zone de refroidissement à l'air libre, puis passe par l'organe de tordage et enfin entre une seconde paire de cylindres tournant à une vitesse périphérique de 21.2 m./min. Par suite de la vitesse périphérique différente des deux paires de cylindres, le fil est soumis à un étirage d'environ 6 %.
On obtient un fil frisé de manière permanente. En soumettant le fil détendu à un traitement subséquent à la vapeur, le frisage devient beaucoup plus intense.
EXEMPLE 2.
Un fil de Nylon normal à 30/1 den. et présentant une torsion de 70 T/m S parcourt, en environ 10 secondes, un dispositif de faux retordage. dans lequel il est étiré d'environ 5%. Aorès la première paire de cylindres,
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le fil parcourt, en environ 8 secondes, un tube métallique chauffé à 190 C, dont l'air est chassé à l'aide de vapeur d'eau surchauffée à 190 C. En pas- sant dans l'organe de tordage, le fil est soumis à une forte torsion transi- toire, au delà du point de torsion nulle, jusqu'à 4.600 T/m. Z.
De manière analogue, un fil de Nylon à 30/1 den. et présentant une torsion de 210 T/m Z est fortement tordu éphémèrement à 4.600 T/m S, après quoi les deux fils sont retordus ensemble, jusqu'à 70 T/m S. On ob- tient un fil plastique, régulier, très volumineux et fortement frisé, dont les tensions internes sont entièrement équilibrées.
EXEMPLE 3.
Un fil de Nylon normal à 150/1 den. et présentant une torsion de
100 T/m S est amené par une paire de cylindres, à une vitesse de 27,6 m/min. dans le dispositif de faux retordage. où il est tordu transitoirement à 2. 000 T/m Z. Le fil parcourt alors, en environ 5 secondes, un tube métallique, dans lequel est envoyée de la vapeur d'eau saturée à une pression absolue de 4.5 atmosphères. Après cela, le fil passe par l'organe de tordage et est tiré par la seconde paire de cylindres à une vitesse de 30 m/min. en sorte que ce fil a été étiré d'environ 8,7 % dans l'installation. Le fil ainsi traité présente un frisage extraordinairement dense et uniforme.
EXEMPLE 4.
Un fil polyamide normal à ,60/1 den., obtenu au départ d'± caprolactame. connu dans le commerce sous la dénomination "Perlon" ou "Grilon" et présentant une torsion de 50 T/m S. est amené à une vitesse de 18 m/min. dans le dispositif de faux retordage. Le fil tordu transitoirement jusqu'à 3. 200 T/m Z parcourt ensuite, en environ 9 secondes, un tube chauffé à 170 C, puis une zone de refroidissement, pour passer ensuite par l'organe de tordage et quitter enfin l'installation à une vitesse de 19 m/min. L'allongement subi par le fil s'élève à 5. 6 %.
Un fil de "Perlon" ou "Grilon" à 60/1 den. et présentant une torsion de 60 T/m Z est soumis, dans les mêmes conditions thermiques et mécaniques, à une forte torsion éphémère jusqu'à 3.200 T/m S.
Lorsque les deux fils traités de la manière indiquée ci-dessus sont retordus ensemble jusqu'à 50 T/m S, on obtient un retord frisé de manière très régulière et très intense.
EXEMPLE 5.
Un fil à 150/1 den. (80 fibrilles) à base de polyacrylonitrile, présentant une torsion de 13 T/m Z et connu sous la dénomination commerciale "Orlon", est tiré par une paire de cylindres. à une vitesse de 30 m/min., dans le dispositif de faux retordage, où il est fortement tordu, de manière transitoire, jusqu'à 2. 500 T/m S. Le fil parcourt ensuite un tube chauffé électriquement à 175 C. une zone de refroidissement et un organe de tordage tournant à 75000 T/min., pour quitter ensuite'l'installation en passant dans une paire de cylindres. à une vitesse de 32,1 m./min. L'étirage du fil est d'environ 7 %.
Ce fil a subi un frisage uniforme analogue à celui de la laine.
EXEMPLE 6.
Un fil à base de téréphtalate de polyéthylène, connu sous la dénomination commerciale "Terylène" ou "Dacron", présentant un titre de 70/1 den. (35 fibrilles) et une torsion de 20 T/m S, est amené à traverser le dis-
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positif de faux retordage en subissant un étirage de 6 %. le fil traversant, en l'espace de 8 secondes, un tube chauffé à 195 C, une zone de refroidis- sement et l'organe de tordage. Ce dernier confère au fil une torsion éphé- mère de 3.000 T/m Z.
Le fil traité est frisé de manière uniforme et intense.
EXEMPLE 7.
Quatre fils normaux en Nylon, présentant un titre de 70/1 den.
(23 fibrilles) et une torsion de 900 T/m Z sont déroulés simultanément de quatre bobines coniques à fil croisé, à l'aide d'une paire de cylindres, à une vitesse de 20 m/min. Ces fils parcourent, à l'état fortement tordu jus- qu'à 3. 000 T/m Z. un tube de vapeur présentant une longueur de 180 cm et alimenté à l'aide de vapeur d'eau saturée sous une pression absolue de 6 at- mosphères. Les fils parcourent ensuite un trajet à l'air libre, d'une lon- gueur d'environ 80 cm., puis passent par l'organe de tordage et quittent en- fin le dispositif de faux retordage en passant dans une seconde paire de cy- lindres. à une vitesse de 21,2 m/min. Les fils subissent ainsi un étirage d'environ 6 %. Après ce traitement, le faisceau de fils est complètement ouvert. ce qui permet une séparation rapide des fils individuels.
Après traitement à la vapeur à l'état détendu, les fils présentent une tendance extraordinaire à être ondulés de manière intense et acquièrent ainsi un ca- ractère frisé.
EXEMPLE 8.
Cinq monofilaments doublés de 15 den. en Nylon sont déroulés d'u- ne bobine, à une vitesse de 30 m./min., par une paire de cylindres et amenés au dispositif de faux retordage. La matière est fortement tordue à 3. 000 T/m. parcourt un tube de vapeur d'une longueur de 60 cm. dans lequel on introduit de la vapeur d'eau saturée sous une pression absolue de 6 atmosphères, sé- journe ensuite pendant environ 1 1/2 secondes à l'air froid, passe par l'or- gane de tordage et quitte l'installation à l'état lâche, en passant par un dispositif d'avancement entraîné à une vitesse supérieure de 5% à celle de la première paire de cylindres. Les monofilaments, qui peuvent aisément être séparés l'un de l'autre. présentent une ondulation permanente très fine.
Grâce au procédé suivant l'invention, on obtient un fil textile volumineux, frisé de manière permanente et présentant des propriétés mécani- ques et physiques très avantageuses, ce fil ayant un rallongement potentiel" calculé selon la formule b - a . 100 a = longueur de fil mesurée avec une charge de base de 0,002 a g/den. b = longueur de fil mesurée avec une charge de 0.8 g/den. d'au moins 150%.
Pour montrer l'effet du procédé suivant l'invention, on a compa- ré,sur le graphique ci-annexé. "l'allongement potentiel" (ordonnée de gauche) et la résistance à la rupture (ordonnée de droite) de fils. à l'étirage (abs- cisse) conféré pendant le faux retordage à ces fils. cet étirage étant expri- mé en pourcents par rapport à la longueur originelle des fils. Le graphique en question donne les valeurs obtenues pour deux fils de Nylon différents.
La courbe en traits interrompus A-A montre l'effet de l'étirage, pendant le faux retordage, sur la résistance à la rupture exprimée en grammes, dans le cas d'un fil de Nylon présentant un titre de 70 den. (23 fibrilles) et une torsion de 170 T/m Z. La courbe B-B montre la même action dans le cas d'un
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fil de Nylon présentant un titre de 70 den. (23 fibrilles) et une torsion de 70 T/m Z. La courbe 1-1 montre comment varie "1' allongement potentiel" en fonction de l'étirage pendant le faux retordage, dans le cas d'un fil de Nylon présentant un titre de 70 den. (23 fibrilles) et une torsion de 170 T/m Z, la courbe II-II montrant la variation de "l'allongement potentiel" dans le cas d'un fil de Nylon présentant un titre de 70 den. (23 fibrilles) et une torsion de 30 T/m Z.
Les deux fils de Nylon ont été soumis à des essais parallèles dans les conditions suivantes : les fils ont été amenés à une vitesse d'avancement d'environ 40 m/min. à un dispositif de faux retordage, dont l'organe de tordage tournait à une vitesse de 120.000 T/min., de manière à être soumis à une torsion éphémère jusqu'à 3000 T/m S. Dans le dispositif de faux retordage, les fils ont été amenés à parcourir un tube métallique d'une longueur de 180 cm., dans lequel de la vapeur d'eau saturée était introduite sous une pression absolue de 5. 5 atmosphères. Pendant le faux retordage, les fils ont subi un étirage de 40,30.20. 15.10. 5.0 et -5%. en réglant les vitesses périphériques des deux paires de cylindres, servant à faire avancer les fils.
La valeur de -5% indique que la première paire de cylindres tournait plus vite que la seconde.
Des tronçons d'une longueur de 50 m. des seize types de fils ont été dévidés, puis lavés selon la méthode habituelle, séchés, traités à la vapeur à l'état lâche et finalement amenés dans une atmosphère présentant une humidité relative de 65 % à 20 C La résistance à la rupture et "l'allongement potentiel" des fils ainsi obtenus ont été ensuite mesurés, ce qui a permis d'obtenir les résultats suivants :
EMI5.1
<tb>
<tb> Fil <SEP> de <SEP> Nvlon <SEP> 70 <SEP> den.. <SEP> 170 <SEP> T/m <SEP> S.
<tb>
Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> Allongement <SEP> potenrupture¯¯¯¯¯ <SEP> tiel.
<tb> a. <SEP> Etirage <SEP> 40 <SEP> % <SEP> 330 <SEP> gr <SEP> 203 <SEP> % <SEP>
<tb> b. <SEP> " <SEP> 30% <SEP> 333 <SEP> " <SEP> 184 <SEP> % <SEP>
<tb> C. <SEP> " <SEP> 20 <SEP> % <SEP> 333 <SEP> " <SEP> 218 <SEP> % <SEP>
<tb> d. <SEP> " <SEP> 15% <SEP> 336 <SEP> " <SEP> 264 <SEP> % <SEP>
<tb> e <SEP> . <SEP> " <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 335 <SEP> " <SEP> 270 <SEP> % <SEP>
<tb> f. <SEP> " <SEP> 5% <SEP> 328 <SEP> " <SEP> 255 <SEP> % <SEP>
<tb> g. <SEP> " <SEP> 0 <SEP> % <SEP> 309 <SEP> " <SEP> 274 <SEP> % <SEP>
<tb> h. <SEP> " <SEP> -5 <SEP> % <SEP> 291 <SEP> " <SEP> 289 <SEP> % <SEP>
<tb> Fil <SEP> de <SEP> Nvlon <SEP> 70 <SEP> den. <SEP> 30 <SEP> T/m <SEP> Z.
<tb>
Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> Allongement <SEP> potenrupture <SEP> tiel <SEP> . <SEP>
<tb> a. <SEP> Etirage <SEP> 40 <SEP> % <SEP> 285 <SEP> gr. <SEP> 260 <SEP> % <SEP>
<tb> b. <SEP> " <SEP> 30 <SEP> % <SEP> 314 <SEP> " <SEP> 240 <SEP> %
<tb> c. <SEP> " <SEP> 20 <SEP> % <SEP> 304 <SEP> " <SEP> 271 <SEP> %
<tb>
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EMI6.1
<tb>
<tb> Fil <SEP> de <SEP> Nvlon <SEP> 70 <SEP> den. <SEP> 30 <SEP> T/m <SEP> Z. <SEP> (Suite)
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> Allongement <SEP> potenrupture <SEP> tiel.
<tb> d. <SEP> Etirage <SEP> 15 <SEP> % <SEP> 307 <SEP> g <SEP> 323 <SEP> %
<tb> e <SEP> . <SEP> " <SEP> 10% <SEP> 325 <SEP> " <SEP> 320 <SEP> % <SEP>
<tb> f. <SEP> " <SEP> 5 <SEP> % <SEP> 291 <SEP> " <SEP> 349 <SEP> % <SEP>
<tb> g. <SEP> " <SEP> 0% <SEP> 299 <SEP> " <SEP> 380 <SEP> % <SEP>
<tb> h.
<SEP> " <SEP> -5% <SEP> 288 <SEP> " <SEP> 384 <SEP> % <SEP>
<tb>
Les tableaux précédents. de même que le graphique annexé au présent mémoire montrent que la qualité optimum du frisage des fils est obtenue dans des conditions comprises entre des limites étroites. dans lesquelles. d'une part, la résistance à la rupture atteint sa valeur la plus élevée et, d'autre part. "l'allongement potentiel" présente encore une valeur suffisam- ment élevée.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé pour l'obtention de fils ondulés ou frisés de manière permanente en fibres textiles organiques synthétiques, dans lequel procédé on soumet les fils lisses, non tordus ou tordus normalement, à une forte torsion éphémère à l'aide d'un dispositif de faux retordage, puis on soumet ces fils. à l'état fortement tordu, à un traitement humide et/ou thermique. ce procédé étant caractérisé en ce que l'avancement des fils à l'entrée du dispositif de faux retordage est ralenti par rapport à l'avancement des fils à la sortie de ce dispositif, de façon que les fils subsissent, pendant leur passage dans le dispositif de faux retordage, un étirage de l'ordre d'au moins 0,5 % et n'excédant, de préférence, pas 20 % par rapport à leur longueur originelle.