Procédé pour perfectionnenr du matériel textile thermoplastique filiforme
L'objet de la présente invention est un procédé pour perfectionner, en particulier crêper, du matériel textile
thermoplastique filiforme, comportant les étapes d'ame
ner, de manière continue, au minimum deux brins fili
formes dont un au moins est constitué dudit matériel, à
un point de jonction, tordre ces brins l'un sur l'autre et
les faire passer à l'état torsadé par une zone chauffée à
une température de fixation thermoplastique, refroidir
les brins à l'état torsadé et tendu, les séparer en un
point de séparation et tendre à maintenir ce dernier point
dans une position d'équilibre.
Un procédé connu de production de fil façonné consiste à tordre continuellement un seul fil multifilamentaire, en mouvement, à l'aide d'une broche de retor
dage provisoire. Un autre procédé connu consiste à réu
nir continuellement en un toron, retordre ensemble et ensuite séparer, une série de fils multifilamentaires. On peut obtenir un fil satisfaisant, du point de vue indus triel, par l'un ou l'autre de ces procédés, mais tous deux présentent le même inconvénient d'un prix de revient élevé. En ce qui concerne le procédé mentionné en premier lieu, le prix de revient élevé est dû principalement au rendement relativement faible tandis que dans le second cas on est obligé, pour obtenir du fil titrant un denier particulier, de partir de fils d'un denier plus faible et qui sont relativement chers.
Aucun des deux procédés ne présente l'inconvénient inhérent à l'autre. Ainsi pour ce qui est du premier procédé, en dépit du faible taux de production, on n'est nullement obligé de recourir à des fils d'un denier plus faible que celui désiré pour le produit final; réciproquement, pour le second procédé la nécessité d'utiliser des fils de plus faible denier n'atténue en rien l'importance du taux de production ou rendement, qui reste relativement élevé.
Un procédé connu du même genre que celui faisant l'objet de la présente invention comporte la modification de la vitesse d'amenée des brins en amont de leur point de jonction en vue de compenser les effets des différences de rétrécissement des brins dans la zone chauffée. Ce procédé présente l'inconvénient d'une inefficacité totale aux vitesses de production élevées et celui, par conséquent, d'un rendement très limité.
Le but de la présente invention est d'établir un procédé pour perfectionner, en particulier crêper, du matériel textile thermoplastique filiforme, permettant d'éviter les inconvénients des procédés connus et d'obtenir un rendement maximum et une qualité améliorée à un prix de revient plus bas et avec des moyens simplifiés.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on modifie la vitesse d'enlèvement d'un brin au moins, à partir du point de séparation précité, pour régler l'écart dudit point de séparation de la position d'équilibre mentionnée.
La description suivante expose, à titre d'exemples non limitatifs, des formes spéciales d'exécution préférées de l'objet de l'invention, selon le dessin annexé. Sur ce dernier:
La fig. 1 est une vue de dessus d'un appareil pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention, équipé pour crêper un fil textile.
La fig. 2 est une coupe selon les lignes et flèches II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue partielle de côté montrant certaines parties de l'appareil de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue de dessus d'une partie de l'appareil de la fig. 1, le dispositif d'enlèvement du fil de l'appareil de la fig. 1 étant représenté dans une position modifiée.
Les fig. 5, 6 et 7 sont des vues partielles de dessus montrant le fonctionnement du dispositif d'enlèvement du fil.
La fig. 8 est une vue partielle de dessus montrant une variante du procédé selon l'invention.
La fig. 9 est une vue schématique de dessus mon trant un appareil de forme modifiée et illustrant une variante du procédé avec utilisation d'un fil fictif .
La fig. 10 est une vue à plus grande échelle d'une portion des extrémités tordues qui apparaissent à la fig. 9.
La fig. 11 est une élévation schématique montrant les filaments d'un seul fil en cours d'extrusion à travers une filière et séparés pour être réunis en deux groupes ou mèches en vue d'un enroulement séparé sur une bobine, et
la fig. 12 est une vue schématique en plan montrant un appareil commode pour la mise en oeuvre d'un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention.
En se référant tout d'abord aux fig. 1 à 3, un châssis 10 porte des paires de rouleaux d'alimentation espacés 11 pour faire avancer des extrémités séparées d'un fil Y à partir d'époulbs 12 dans le sens indiqué par des flèches. Chaque fil passe à travers un guide 13 et s'enroule à plusieurs reprises autour du rouleau supérieur 11 pour émerger de la zone de serrage entre les rouleaux supérieur et inférieur 11.
La référence 14 désigne des doigts de séparation des fils, qui convergent et qui sont prétordus pour former une zone de torsion T s'étendant suivant un axe longitudinal prédéterminé. Les fils, qui divergent l'un de l'autre à un point de séparation S, sont indiqués à la fig. 1 comme se dirigeant vers les côtés opposés de l'axe longitudinal de la zone de torsion, chacun d'eux passant dans la zone de serrage entre un rouleau conique supérieur 15 et un rouleau conique inférieur 16, et enfin dans un guide 1 3a (voir spécialement la fig. 2). De préférence mais non obligatoirement, le rouleau supérieur 15 est en caoutchouc et le rouleau inférieur 16 est métallique.
Comme il est représenté, le grand diamètre de chaque rouleau conique est le double de son petit diamètre, mais ce rapport peut être modifié pour se conformer à des exigences particulières. Le rouleau supérieur 15 est monté sur un arbre 17 articulé en 20 à un support 21 qui est de son côté articulé en 22 au châssis 10. Un ressort 23 pousse le rouleau supérieur 15 vers le bas contre le rouleau inférieur 16.
Des mécanismes appropriés sont prévus pour l'en- traînement des rouleaux d'alimentation 11 et des rouleaux coniques 16. Ce mécanisme comprend un moteur 24, une courroie 25 et un pignon 26 calé sur l'arbre 27 du rouleau d'entraînement inférieur. A l'extrémité opposée de l'arbre 27 est calée une roue dentée conique 30 venant en prise avec une roue dentée 31 fixée sur un arbre 32 dont l'extrémité opposée entraîne une courroie 33, reliée par des roues dentées 34 et 35 à des arbres d'entraînement souple 36 en liaison d'entraînement avec les rouleaux coniques inférieurs 16. Ainsi les rouleaux d'enlèvement coniques 15 et 16 sont entraînés en synchronisme dans le temps avec les rouleaux d'alimentation 1 1 de façon à maintenir le fil suspendu entre les jeux des rouleaux sous une tension limitée et réglable à l'avance.
De préférence, les vitesses périphériques, mesurées approximativement aux centres longitudinaux des rouleaux coniques, sont égales aux vitesses périphériques des rouleaux d'entraînement.
Des moyens sont prévus pour chauffer le fil à l'état tordu. Sur le dessin, ces moyens apparaissent sous forme d'une plaque chauffante 37 alimentée en courant électrique par des conducteurs 40 et munie d'un indicateur de température 41. Comme il est représenté à la fig. 3, la plaque chauffante 37 s'incurve vers le haut à son extrémité amont, de sorte que les fils tordus viennent au contact de sa surface supérieure d'une façon sensiblement tangentielle. La partie amont des fils tordus est en contact de pression avec la surface supérieure de la plaque chauffante 37. Ainsi les fils tordus sont soumis à la chaleur, avec une température suffisante pour conférer un caractère permanent à la torsion imprimée.
Des moyens facultatifs sont prévus pour le refroi pissement du fil. Ces moyens comprennent un conduit d'air 42 comprenant un ajutage 43 pour envoyer un courant d'air froid sur les fils tordus après que ces derniers quittent la plaque chauffante 37. Puisque la température ambiante dans l'atelier est fréquemment suffisamment froide un robinet d'arrêt 44 est prévu pour l'air.
Pour préparer l'appareil au fonctionnement, on commence par assurer une avance séparée pour chaque fil, avec formation de zones de serrage pour conserver la séparation voulue; après cela on fait passer les fils vers l'extérieur en les écartant des doigts 14, on les soumet à une prétorsion manuelle avec le nombre voulu de tours dans l'une ou l'autre direction, c'est-à-dire dans le sens dextrorsum ou dans le sens sinistrorsum. On place les fils de façon désordonnée dans la zone de serrage entre les rouleaux coniques 15 et 16 et on applique une légère tension.
La plaque chauffante étant portée à la température de stabilisation thermique de la déformation, il convient de maintenir les fils tordus à l'écart de cette plaque aussi longtemps que les fils ne sont pas en mouvement; mais dès que la machine est mise en route par l'excitation du moteur 24, on peut aussitôt permettre aux fils tordus de venir contre le dessus de la plaque chauffante 37.
I1 est bien connu que beaucoup de fils se rétrécissent au chauffage, et le rétrécissement des fils tordus pendant la période de mise en route peut être facilement compensé par des réglages automatiques de la vitesse d'enlèvement du fil, comme on le verra par la suite.
On comprend que lorsque l'appareil fonctionne à une vitesse extrêmement élevée, de légères variations du frottement, de petites vibrations et d'autres phénomènes du même ordre tendent à déplacer le point de séparation S, puisque le fil est à peu près entièrement suspendu sous tension entre les rouleaux d'alimentation et les rouleaux d'enlèvement. En dépit de tous les efforts pour s'opposer à cet état de choses, la tendance normale est qu'un des fils est retiré provisoirement un peu plus rapidement que l'autre, en déportant ainsi le point de séparation S d'un côté ou de l'autre de l'axe normal du fil tordu, de sorte que les deux fils enlevés risquent finalement d'être engagés dans la zone de serrage entre les mêmes rouleaux, ce qui nécessite un arrêt de la machine, opération toujours longue et coûteuse, et aussi provoque l'endommagement de quantités importantes de fils.
L'invention permet de supprimer automatiquement cet inconvénient comme on expliquera en se référant aux fig. 5, 6 et 7.
Selon les fig. 5 à 7, on peut voir que le fil qu'on tire à partir du point S est normalement tiré d'une façon pratiquement rectiligne avec un minimum d'ondulation.
Cependant l'aspect ondulé a été très exagéré sur les figures pour permettre de faire ressortir clairement les différences relatives de tension qui commandent l'opération automatique des moyens d'enlèvement du fil.
La fig. 5 représente schématiquement un état régulier théorique dans lequel le point S est exactement centré entre les deux rouleaux coniques de reprise, les portions de fil aboutissant aux rouleaux coniques 15, 16 se situent pratiquement au milieu de ces derniers de façon à prendre, chacune, une orientation de référence particulière dans des plans perpendiculaires aux axes de rotation des rouleaux respectifs, la partie de rouleau d'un diamètre inférieur et l'amenée du fil se trouvant du meme côté desdits plans, et dans lequel les positions relatives, par rapport aux rouleaux coniques respectifs, des fils en mouvement et leurs vitesses d'enlèvement demeurent constantes, ces dernières étant, toutes conditions égales, déterminées par lesdites positions.
Cependant si les vitesses d'enlèvement se déséquilibrent ou si un autre facteur quelconque provoque un écart du point S vers la gauche, selon fig. 6, l'orientation des fils s'écarte de leur orientation de référence précitée respective et le fil de gauche est automatiquement déplacé dans le sens axial le long du rouleau conique de gauche pour venir ainsi en contact avec une partie périphérique de plus petit diamètre, d'où ralentissement de la vitesse linéaire d'enlèvement de ce fil particulier. En même temps le iii de droite progresse vers une partie de plus grand diamètre de son rouleau conique, augmentant ainsi la vitesse linéaire de son enlèvement.
Cette double action déplace automatiquement et immédiatement le point S vers la droite, redressant d'abord et renversant ensuite l'écart d'orientation des fils, la disposition de ces derniers et des rouleaux respectifs étant manifestement telle, qu'un sens dudit écart d'orientation corresponde à un besoin d'augmentation, et le sens opposé à un besoin de diminution de la vitesse d'enlèvement en vue de rétablir ladite orientation de référence des fils et les y stabiliser. La fig. 7 représente le cas contraire, c'est-à-dire un écart du point S vers la droite; le fil de droite ralentit automatiquement et le fil de gauche accélère tout aussi automatiquement.
Ici encore le point de séparation S oscille dans les deux sens en cherchant et en trouvant rapidement son point de centrage, qui est celui de la fig. 5, avec compensation automatique pour toute différence de la tension du fil entre la branche de gauche et la branche de droite. Cette caractéristique est importante et très avantageuse.
La fig. 4 montre la façon dont les rouleaux coniques peuvent pivoter pour se rapprocher ou s'éloigner l'un de l'autre en vue d'une régulation de la tension globale des fils tordus dans la zone de torsion T. Sur la fig. 4 on peut voir que les rouleaux coniques pivotent assez loin l'un vers l'autre, en établissant une situation de tension grandement réduite des fils tordus.
La fig. 8 représente une modification de l'invention selon laquelle les deux fils de gauche sont tordus ensem ble dans le sens sinistrofsumlde torsion (cette torsion est appelée torsion en S), tandis que les deux fils de droite
sont tordus ensemble avec une torsion dans le sens dextrorsum (appelée torsion en Z). Après passage sur la plaque chauffante 37 et refroidissement par soumission aux conditions ambiantes de la zone C. les fils sont sépa
rés en retirant un des fils tordus en S vers la gauche et un des fils tordus en Z vers la gauche, c'est-à-dire en doublant un fil de torsion en S et de torsion en Z, ce qui donne un fil appelé dans l'industrie spécialisée < ( fil équilibré . De même un fil en Z et un fil en S sont tirés vers la droite pour donner un second fil équilibré.
Ainsi l'invention peut être utilisée très efficacement pour l'obtention de fils équilibrés.
Compte tenu des fig. 5 à 7 et des explications précédentes y relatives, il est bien évident que la vitesse de reprise, son mode, ou sens et tendance, de modification,
son taux de variation dans le temps, le taux de variation
dans le temps de ce dernier taux, etc., sont, pour chacun des fils, fonctions bien définies de l'écart d'orientation respectif et de ses modes et taux homologues, ces derniers étant, à leur tour, fonctions bien définies de l'écart du point de séparation S de sa position d'équilibre et de ses modes et taux homologues. I1 est de plus à remarquer que lorsque l'appareil fonctionne de manière uniforme, à un écart d'orientation constant donné, le taux momentané de variation de la vitesse de reprise dans le temps est déterminé par le nombre de tours du rouleau respectif et est directement proportionnel à ce nombre de tours,
c'est-à-dire à la vitesse de reprise moyenne du fil. En d'autres termes, la vitesse de reprise momentanée se modifie donc d'autant plus rapidement, pour un écart d'orientation donné, que la vitesse d'enlèvement moyenne du fil en question est plus élevée. Du fait, d'autre part, que le point de séparation S est à l'origine même des portions de fil aboutissant aux rouleaux de reprise, les écarts du point S sont couplés, on s'en rend finalement compte, le plus étroitement et directement possible aux écarts d'orientation de ces portions, ces derniers écarts provoquant à leur tour, de façon tout à fait directe et immédiate, les modifications régulatrices des vitesses de reprise.
La vitesse de reprise et ses modes et taux précités sont ainsi modifiés avec un maximum de fidélité de transposition, sans défaut ou retard et exclusivement en fonction des écarts du point S et de ses modes et taux homologues, ceci d'autant plus rapidement que la vitesse moyenne de reprise est plus élevée et jusqu'aux plus hautes vitesses, la seule perturbation de couplage n'étant due qu'à l'inertie extrêmement faible des fils. Ce couplage immédiat entre les écarts du point S et ceux, d'orientation, des portions de fil repris, conséquence directe du fait de modifier la vitesse de reprise à partir du point de séparation S, est une caractéristique d'une importance capitale de l'appareil décrit et du procédé mis en oeuvre par ce dernier.
Un tel procédé permet de réaliser un réglage automatique d'un maximum de promptitude de la position du fil à son point d'enlèvement, ce qui est extrêmement important, surtout aux vitesses élevées de l'ordre de 1000 mètres à la minute.
On réussit ainsi à réaliser des vitesses qui sont énormément supérieures à celles qu'on obtient en utilisant des broches de retordage provisoire. vitesses qui sont habituellement de l'ordre de 20 mètres à la minute. Bien entendu, cette productivité extrêmement élevée, surtout quand elle est combinée avec une plus grande uniformité, permet d'obtenir du fil à beaucoup moins de frais et présentant néanmoins une qualité améliorée. Par la même occasion, on supprime évidemment tous les autres inconvénients propres à l'utilisation des broches, notamment les problèmes d'entretien.
Il est d'un intérêt tout particulier que les variations de la tension dans la zone d'enlèvement sont immédiatement compensées, non par l'accélération d'un fil ou le ralentissement de l'autre fil, mais par la combinaison simultanée de ces deux mesures. On obtient ainsi une rectification efficace et immédiate des différences entre les tensions.
Cette manière de procéder a une importance particulière vu les fréquents écarts du point S qui
se produisent dans des directions voisines de l'orientation
de référence précitée de l'une ou l'autre des portions de fil situées entre ledit point S et les rouleaux respectifs,
écarts dont seule la faible composante perpendiculaire, dans le plan des fils, à ladite orientation de référence provoque un écart d'orientation régulateur desdites por tions de fil, dans le cadre d'un réglage < ( monofil > y en
fonction du fil en question. L'efficacité de ce dernier genre de réglage et avec elle, les vitesses maxima de production sont, par conséquent, quelque peu limitées, bien qu'encore très supérieures à celles atteintes dans le cadre des procédés connus.
Le réglage impliquant les deux fils permet, par contre, la modification régulatrice pleinement efficace de la vitesse d'enlèvement d'un des deux fils au moins, lors de tout écart vectoriel des forces de tension dans les fils d'un 'état d'équilibre de référence, c'est-à-dire lors de tous les écarts opérationnellement influents du point S.
Il n'est pas sans intérêt de relever, d'autre part, que la tension d'enroulement, sur bobine réceptrice, des brins ou des fils qui les constituent peut être déterminée, dans le cadre du présent procédé, en dehors des lieux de modification de vitesse des brins, ce qui permet d'obtenir, à volonté, des bobines plus ou moins serrées indépendamment des tensions d'enlèvement des brins. Or, le degré de serrage, ou fermeté, des bobines est important pour une bonne conservation du produit crêpé final.
Il est également de grande importance de faire remarquer que les enseignements de l'invention restent valables même lors d'un retordage de deux fils différents. L'un d'eux peut être par exemple un fil de polyester et l'autre un fil de nylon, ou encore les fils peuvent titrer des deniers différents, sans pêner le fonc .bonnement tel qu'il est préconisé par l'invention.
Comme on peut voir aux fig. 9 et 10, un des fils peut être un fil fictif ) > D qu'on fait simplement cir- culer en une boucle fermée autour des poulies 50, et qu'on n'enlève jamais à titre de produit. Ce fil peut être beauco L':p pius épais et beaucoup plus résistant de sorte qu'on petit le considérer comme un noyau pratiquement rectiligne autour duquel l'autre fil est enroulé en hélice (fig. 10). On obtient ainsi une structure filamentaire présentant une résistance de torsion particulièrement élevée et ayant une grande valeur pour certaines applications.
On comprendra que la présente invention s'applique à toutes les variantes possibles des fils textiles, qu'il s'agisse de fils formés de filaments continus, de fils filés, qu'il s'agisse d'un produit continu d'un poids permettant son utilisation directe dans l'industrie textile ou d'un poids beaucoup plus élevé, c'est-à-dire sous forme d'une mèche qu'on se propose ultérieurement de couper ou de hacher pour former des brins ou des fibres discontinus pour transformation en un fil utilisable. Cependant on obtient toujours un bon crêpage, puisque les fils sont tordus pendant qu'ils se trouvent dans la zone de stabilisation de la déformation par la chaleur, contrairement aux procédés comportant un chauffage avant torsion.
On comprendra également que l'invention s'applique au retordage d'un nombre de fils plus grand que deux, ainsi qu'à l'utilisation des fils doublés ou en multiple a. tordus en une seule structure avec un autre fil doublé ou tin autre fil multiple.
Il est d'importance capitale que les filaments soient du type thermoplastique et puissent ainsi être stabilisés de facon permanente par la chaleur, après déformation, le chauffage étant toujours du type capable de conférer une déformation permanente à de tels filaments. Divers filaments thermoplastiques conviennent dans ce but et se prêtent de façon idéale au traitement par l'invention.
On citera notamment: le nylon (adipamide de polyhexaméthylène), l'acide polyaminocaproïque, et le téréphtalate de polyétliylène ( dacron i > ), entre autres. On mentionnera également les copolymères de chlorure de vinylidène et de chlorure de vinyle ( safran ) et des substances telles que des polypropylènes, qui prennent une déformation permanente à la chaleur. De nombreux autres produits remplissant ces conditions conviennent également pour l'invention.
Bien qu'on ait représenté une plaque chauffante, le dispositif de chauffage pourrait être d'un autre modèle, par exemple, comporter des tubes allongés, etc. On peut enfin prévoir des moyens spéciaux pour le refroidissement tels que des tubes de refroidissement, en combinaison avec le dispositif de chauffage d'un modèle ou d'un autre.
On va maintenant se pencher sur une autre forme d'exécution de l'invention en se référant pour cela aux fig. 11 et 12. Sur la fig. 11 est représentée une filière classique 110 alimentée en matière à partir d'un seul dispositif doseur (non représenté), cette filière ayant une tête 112. Au-dessous de la filière, une barre transversale (non représentée) porte deux anneaux 114. Au-dessous de la barre est installée une bobine 116 et immédiatement au-dessous de cette dernière, un cylindre d'entraînement 118. Sur la fig. 12 on voit la bobine 116 insérée entre deux rouleaux d'entraînement 120 latéralement espacés. En avant de la bobine et des rouleaux d'entraînement sont montés deux guideFfil 122 et 124, devant lesquels sont montées deux plaques chauffantes 126 et 128.
Devant les plaques chauffantes 126 et 128 est monté l'appareil qui a été décrit à propos des fig. 1 à 7, comprenant deux oeillets de guidage 13-13, deux rouleaux de traction 11-11, deux doigts de guidage 14-14, une plaque chauffante 37, un ajutage d'air froid 43, deux paires de rouleaux coniques 15 et 16 et une paire d'oeillets de guidage 13a.
Devant les deux paires de rouleaux coniques 15-16 sont prévues une première paire de doigts de guidage 130, 132 et une seconde paire de doigts de guidage 134, 136.
En se référant à la fig. 11, tous les filaments qui doivent former le fil sont extrudés de la tête 112 de la filière 110, se séparent en deux mèches sensiblement égales 138 et 140, sont réunis pour réaliser des mèches serrées 142 et 144, passent à travers les guides 114 et sont enfin enroulés séparément sur la bobine 116 à l'état non étiré. Bien entendu la bobine est entraînée en rotation par le cylindre 118.
Sur la fig. 12, on peut voir que la bobine entièrement chargée 116 est transférée aux rouleaux entraînés 120. La mèche 142 passe à plusieurs reprises autour de son rouleau d'étirage associé 11, après avoir passé dans le guide 122, sur la plaque chauffante 126 et enfin dans le guide associé 13; et la mèche 144 passe plusieurs fois autour du rouleau associé 11, après avoir traevrsé le guide 124, avoir passé sur la plaque chauffante 128 et enfin à travers le guide associé 13. Les mèches 142 et 144 passent alors par la zone des doigts respectifs 14, en contact avec eux et ensuite dans une zone de torsion préalable où elles sont tordues ensemble, en passant ensuite sur la plaque chauffante 37 et enfin par l'ajutage à air froid 43.
Après cette torsion, les mèches 142 et 144 se séparent à nouveau. La mèche 142 passe entre la paire associée de rouleaux coniques 15 et 16 dans le guide correspondant 1 3a et enfin autour des doigts 130 et 134. La mèche 144 passe entre les rouleaux coniques associés 15 et 16, à travers le guide correspondant 1 3a et enfin autour des doigts 132 et 136.
En quittant les doigts 134 et 136, les mèches 142
et 144 sont doublées comme on voit en 146 pour for
mer un seul fil.
Sur la fig. 11, on peut se rendre compte qu'entre la
filière 110 et la bobine 116, les filaments sont non étirés
et non tordus (voir la zone indiquée par l'accolade A
à la fig. 11).
En revenant à la fig. 12, les rouleaux d'étirage 11
tirent les mèches 142 et 144 de la bobine 116, l'agen
cement étant tel que les filaments sont étirés entre les
rouleaux et la bobine avec un taux d'étirage de par
exemple 4: 1. Pendant le passage de la bobine 116 aux
rouleaux 11, les filaments sont étirés mais toujours non tordus (voir zone B à la fig. 12).
Bien entendu, si l'étirage peut se faire à froid, les
plaques 126 et 128 peuvent ne pas être chauffées. Dans
le cas contraire on les porte à la température appropriée.
La température de la plaque chauffante 37 est déterminée pour que les mèches prétordues qui passent sur cette plaque subissent une stabilisation préalable de la déformation. Avant d'être séparées à nouveau, les mèches sont soumises à un courant d'air froid prove zonant de l'ajutage 43 qui frappe les mèches étirées. tordues et préalablement stabilisées (voir C à la fig. 12), ces mèches étant tendues sous l'action des rouleaux coniques 15 et 16. En quittant les doigts 134 et 136, les mèches 142 et 144 sont doublées en 146 pour former un seul fil constituant le produit final.
On comprend que les filaments peuvent être séparés en autant de mèches qu'on le désire, mais on préfère que le nombre des mèches soit toujours pair. On pourrait ainsi former quatre mèches dont deux reçoivent une torsion en S et les deux autres en Z. Après les quatre mèches sont réunies par doublage pour donner un fil équilibré.
La mise en oeuvre du présent procédé est spécialement utile pour le traitement des fibres synthétiques sta- bilisables par la chaleur, qui sont continues; bien qu'on ait représenté une interruption dans le déroulement du processus, celui-ci pourrait être continu du moment de l'extrusion du filament à la filière 110 jusqu'au doublage final des mèches en 146.
Le procédé décrit permet d'obtenir une torsion efficace, un rétrécissement convenable et une texture avantageuse avec un faible prix de revient.
On peut produire un fil d'un denier quelconque en combinant une série de fils ayant chacun un denier inférieur à celui du produit final. Par exemple, un fil titrant 70 deniers peut être obtenu en combinant deux fils étirés titrant chacun 35 deniers exactement. Un denier aussi faible et aussi précis ne peut être obtenu par le simple procédé de filage séparé, et c'est pour cette raison qu'un tel fil est actuellement assez coûteux. On remarquera cependant que la forme d'exécution décrite utilise un procédé simple de filage séparé, qui est dans ce cas réalisable du fait que même si le denier d'une mèche est supérieur à celui de l'autre, le denier combiné des deux mèches est de 70, si tel est le chiffre final désiré.
On remarquera également que le présent procédé n'implique pas nécessairement de retordage avec étirage.
En effet cette façon de procéder n'est guère avantageuse car elle implique un filament bobiné sur une époule et la quantité de fils pouvant être bobinée sur une roule est limitée.
Process for perfecting threadlike thermoplastic textile material
The object of the present invention is a process for improving, in particular creping, textile material.
filiform thermoplastic, comprising the core steps
ner, continuously, at least two fili strands
forms, at least one of which consists of said material,
a junction point, twist these strands on top of each other and
pass them in the twisted state through a heated zone
a thermoplastic fixing temperature, cool
the strands in a twisted and taut state, separate them into a
point of separation and tend to maintain this last point
in a balanced position.
A known method of producing shaped yarn consists of continuously twisting a single multifilament yarn, in motion, using a twist spindle.
provisional age. Another known method consists in reu
Continuously pulling into a strand, twisting together and then separating, a series of multifilament yarns. An industrially satisfactory yarn can be obtained by either of these methods, but both have the same disadvantage of high cost. As regards the process mentioned in the first place, the high cost price is mainly due to the relatively low yield while in the second case one is obliged, in order to obtain yarn grading a particular denier, to start from yarns of one denier. lower and relatively expensive.
Neither method has the drawback inherent in the other. Thus with regard to the first process, despite the low production rate, there is no need to resort to threads of a lower denier than that desired for the final product; conversely, for the second process, the need to use lower denier yarns does not in any way reduce the importance of the production rate or yield, which remains relatively high.
A known method of the same type as that forming the subject of the present invention comprises modifying the speed of supply of the strands upstream from their junction point in order to compensate for the effects of the differences in the shrinkage of the strands in the heated zone. . This process has the disadvantage of total inefficiency at high production speeds and therefore of very limited yield.
The aim of the present invention is to establish a process for improving, in particular creping, thread-like thermoplastic textile material, making it possible to avoid the drawbacks of the known processes and to obtain maximum yield and improved quality at a cost price. lower and with simplified means.
The method according to the invention is characterized in that the speed of removal of at least one strand is modified, from the aforementioned point of separation, to adjust the deviation of said point of separation from the equilibrium position. mentioned.
The following description sets forth, by way of nonlimiting examples, special preferred embodiments of the object of the invention, according to the appended drawing. On the latter:
Fig. 1 is a top view of an apparatus for carrying out an embodiment of the method according to the invention, equipped for crimping a textile thread.
Fig. 2 is a section along the lines and arrows II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a partial side view showing certain parts of the apparatus of FIG. 1.
Fig. 4 is a top view of part of the apparatus of FIG. 1, the device for removing the wire from the apparatus of FIG. 1 being shown in a modified position.
Figs. 5, 6 and 7 are partial top views showing the operation of the thread removal device.
Fig. 8 is a partial top view showing a variant of the method according to the invention.
Fig. 9 is a schematic top view showing an apparatus of modified form and illustrating a variant of the process with the use of a dummy yarn.
Fig. 10 is a view on a larger scale of a portion of the twisted ends which appear in FIG. 9.
Fig. 11 is a schematic elevation showing the filaments of a single yarn being extruded through a die and separated to be joined into two groups or rovings for separate winding on a spool, and
fig. 12 is a schematic plan view showing a convenient apparatus for carrying out another embodiment of the method according to the invention.
Referring first to Figs. 1 to 3, a frame 10 carries pairs of spaced feed rollers 11 to advance separate ends of a yarn Y from shoulders 12 in the direction indicated by arrows. Each thread passes through a guide 13 and winds several times around the upper roller 11 to emerge from the clamping area between the upper and lower rollers 11.
Reference 14 designates the son of separation fingers, which converge and which are pre-twisted to form a torsion zone T extending along a predetermined longitudinal axis. The threads, which diverge from each other at a separation point S, are shown in fig. 1 as directed towards the opposite sides of the longitudinal axis of the torsion zone, each of them passing in the clamping zone between an upper conical roller 15 and a lower conical roller 16, and finally in a guide 1 3a ( see especially Fig. 2). Preferably, but not necessarily, the upper roller 15 is rubber and the lower roller 16 is metallic.
As shown, the large diameter of each tapered roller is twice its small diameter, but this ratio can be changed to meet special requirements. The upper roller 15 is mounted on a shaft 17 articulated at 20 to a support 21 which is on its side articulated at 22 to the frame 10. A spring 23 pushes the upper roller 15 downwards against the lower roller 16.
Suitable mechanisms are provided for driving the feed rollers 11 and the taper rollers 16. This mechanism comprises a motor 24, a belt 25 and a pinion 26 wedged on the shaft 27 of the lower drive roller. At the opposite end of the shaft 27 is wedged a conical toothed wheel 30 engaging with a toothed wheel 31 fixed on a shaft 32, the opposite end of which drives a belt 33, connected by toothed wheels 34 and 35 to flexible drive shafts 36 in drive connection with the lower tapered rollers 16. Thus the tapered take-off rollers 15 and 16 are driven in time synchronism with the feed rollers 1 1 so as to keep the wire suspended between the sets of the rollers under a limited and adjustable tension in advance.
Preferably, the peripheral speeds, measured approximately at the longitudinal centers of the tapered rollers, are equal to the peripheral speeds of the drive rollers.
Means are provided for heating the wire in the twisted state. In the drawing, these means appear in the form of a heating plate 37 supplied with electric current by conductors 40 and provided with a temperature indicator 41. As shown in FIG. 3, the heating plate 37 curves upwards at its upstream end, so that the twisted wires come into contact with its upper surface in a substantially tangential fashion. The upstream part of the twisted yarns is in pressure contact with the upper surface of the heating plate 37. Thus the twisted yarns are subjected to heat, with a temperature sufficient to give a permanent character to the printed twist.
Optional means are provided for cooling the yarn. These means comprise an air duct 42 comprising a nozzle 43 for sending a stream of cold air over the twisted threads after the latter leave the heating plate 37. Since the ambient temperature in the workshop is frequently sufficiently cold a tap of stop 44 is provided for air.
To prepare the apparatus for operation, we begin by ensuring a separate advance for each wire, with the formation of clamping zones to maintain the desired separation; after that the threads are passed to the outside by removing them from the fingers 14, they are subjected to a manual pre-twist with the desired number of turns in one or the other direction, that is to say in the dextrorsum sense or in the sinistrorsum sense. The threads are placed in a haphazard fashion in the clamping area between the taper rollers 15 and 16 and a slight tension is applied.
The heating plate being brought to the temperature for thermal stabilization of the deformation, it is advisable to keep the twisted wires away from this plate as long as the wires are not in motion; but as soon as the machine is started by the excitation of the motor 24, one can immediately allow the twisted wires to come against the top of the heating plate 37.
It is well known that many yarns shrink on heating, and the shrinkage of twisted yarns during the start-up period can be easily compensated for by automatic adjustments of the yarn removal speed, as will be seen later. .
It is understood that when the apparatus operates at an extremely high speed, slight variations in friction, small vibrations and other phenomena of the same order tend to displace the point of separation S, since the wire is almost entirely suspended under tension between the feed rollers and the take-off rollers. Despite all efforts to counter this state of affairs, the normal tendency is for one of the threads to be temporarily withdrawn a little faster than the other, thus shifting the point of separation S to one side or the other. on the other of the normal twisted yarn axis, so that the two removed yarns risk eventually being engaged in the clamping area between the same rollers, which necessitates stopping the machine, an operation always long and expensive , and also causes damage to significant amounts of yarns.
The invention makes it possible to automatically eliminate this drawback, as will be explained with reference to FIGS. 5, 6 and 7.
According to fig. 5 to 7, it can be seen that the yarn drawn from point S is normally drawn in a substantially straight fashion with a minimum of crimp.
However, the wavy appearance has been greatly exaggerated in the figures in order to make it possible to clearly show the relative differences in tension which control the automatic operation of the means for removing the thread.
Fig. 5 schematically represents a theoretical regular state in which the point S is exactly centered between the two tapered take-up rollers, the portions of wire leading to the tapered rollers 15, 16 are situated practically in the middle of the latter so as to take each one a particular reference orientation in planes perpendicular to the axes of rotation of the respective rollers, the roll part of a smaller diameter and the wire feed being on the same side of said planes, and in which the relative positions, with respect to the rollers respective conicals, moving son and their removal speeds remain constant, the latter being, all conditions being equal, determined by said positions.
However, if the removal speeds become unbalanced or if some other factor causes a deviation of point S to the left, according to fig. 6, the orientation of the wires deviates from their respective aforementioned reference orientation and the left wire is automatically displaced in the axial direction along the left tapered roller to thereby come into contact with a peripheral part of smaller diameter, hence slowing down the linear speed of removal of this particular wire. At the same time the right iii progresses to a larger diameter part of its taper roller, thus increasing the linear speed of its removal.
This double action automatically and immediately moves the point S to the right, first straightening and then reversing the orientation deviation of the threads, the arrangement of the latter and of the respective rollers being obviously such that a direction of said deviation d The orientation corresponds to a need for increase, and the opposite direction to a need for a decrease in the removal speed in order to re-establish said reference orientation of the yarns and to stabilize them there. Fig. 7 represents the opposite case, that is to say a deviation from point S to the right; the right thread slows down automatically and the left thread speeds up just as automatically.
Here again the point of separation S oscillates in both directions, seeking and quickly finding its centering point, which is that of FIG. 5, with automatic compensation for any difference in thread tension between the left branch and the right branch. This characteristic is important and very advantageous.
Fig. 4 shows how the tapered rollers can pivot to move closer or further away from each other for the purpose of regulating the overall tension of the twisted threads in the torsion zone T. In FIG. 4 it can be seen that the taper rollers pivot far enough towards each other, establishing a situation of greatly reduced tension of the twisted threads.
Fig. 8 shows a modification of the invention according to which the two son on the left are twisted together in the sinistrofsumlde direction of torsion (this twist is called S-twist), while the two son on the right
are twisted together with a dextrorsal twist (called Z-twist). After passing over the heating plate 37 and cooling by subjecting to the ambient conditions of zone C. the wires are separated.
res by removing one of the S-twisted yarns to the left and one of the Z-twisted yarns to the left, i.e. doubling an S-twist and Z-twist yarn, resulting in a yarn called in specialized industry <(balanced wire. Likewise a Z-wire and an S-wire are pulled to the right to give a second balanced wire.
Thus the invention can be used very effectively for obtaining balanced yarns.
Taking into account fig. 5 to 7 and the preceding explanations relating thereto, it is quite obvious that the speed of recovery, its mode, or direction and tendency, of modification,
its rate of change over time, the rate of change
in time of the latter rate, etc., are, for each of the sons, well-defined functions of the respective orientation deviation and of its homologous modes and rates, the latter being, in turn, well-defined functions of the deviation of the point of separation S from its equilibrium position and from its homologous modes and rates. It is further noted that when the apparatus operates in a uniform manner, at a given constant orientation deviation, the momentary rate of change of the pick-up speed over time is determined by the number of revolutions of the respective roller and is directly proportional to this number of turns,
that is to say at the average pick-up speed of the thread. In other words, the momentary pick-up speed therefore changes all the more rapidly, for a given orientation deviation, the higher the average removal speed of the yarn in question. Because, on the other hand, the point of separation S is at the very origin of the portions of yarn ending in the take-up rolls, the gaps of point S are coupled, it is finally realized, most closely and directly possible to the orientation deviations of these portions, these latter deviations in turn causing, in a completely direct and immediate manner, the regulatory modifications of the recovery speeds.
The recovery speed and its aforementioned modes and rates are thus modified with a maximum of fidelity of transposition, without defect or delay and exclusively according to the deviations of the point S and its homologous modes and rates, this all the more quickly than the The average recovery speed is higher and up to the highest speeds, the only coupling disturbance being due only to the extremely low inertia of the wires. This immediate coupling between the deviations from point S and those, in orientation, of the portions of the yarn picked up, a direct consequence of the fact of modifying the pick up speed from the point of separation S, is a characteristic of capital importance of the apparatus described and the method implemented by the latter.
Such a method makes it possible to achieve automatic adjustment of the position of the yarn at its point of removal with a maximum speed, which is extremely important, especially at high speeds of the order of 1000 meters per minute.
It is thus possible to achieve speeds which are enormously higher than those obtained by using temporary twisting pins. speeds which are usually of the order of 20 meters per minute. Of course, this extremely high productivity, especially when combined with greater uniformity, makes it possible to obtain yarn at much less cost and nevertheless of improved quality. At the same time, all the other drawbacks specific to the use of pins are obviously eliminated, in particular maintenance problems.
It is of particular interest that variations in tension in the removal zone are immediately compensated, not by the acceleration of one yarn or the deceleration of the other yarn, but by the simultaneous combination of these two. measures. An efficient and immediate rectification of the differences between the voltages is thus obtained.
This way of proceeding is of particular importance given the frequent deviations of the point S which
occur in directions close to the orientation
of the aforementioned reference of one or the other of the wire portions located between said point S and the respective rollers,
deviations of which only the small component perpendicular, in the plane of the threads, to said reference orientation causes a regulatory deviation of orientation of said portions of thread, within the framework of an adjustment <(monofilament> y in
depending on the wire in question. The efficiency of this latter type of adjustment and with it the maximum production speeds are, therefore, somewhat limited, although still much higher than those achieved in the context of the known processes.
The adjustment involving the two wires, on the other hand, allows the fully effective regulating modification of the rate of removal of one of the two wires at least, during any vector deviation of the tension forces in the wires of a state of. reference equilibrium, i.e. during all operationally influential deviations from the point S.
It is not without interest to note, on the other hand, that the winding tension, on the receiving reel, of the strands or the son which constitute them can be determined, within the framework of the present process, outside the places of modification of the speed of the strands, which makes it possible to obtain, at will, more or less tight coils independently of the tensions of removal of the strands. Now, the degree of tightening, or firmness, of the coils is important for good preservation of the final crimped product.
It is also of great importance to point out that the teachings of the invention remain valid even when twisting two different threads. One of them may for example be a polyester thread and the other a nylon thread, or else the threads may have different deniers without hampering the func .bonnement as recommended by the invention.
As can be seen in fig. 9 and 10, one of the threads may be a dummy thread)> D which is simply circulated in a closed loop around the pulleys 50, and which is never removed as a product. This wire can be much thicker and much more resistant so that it can be considered as a practically straight core around which the other wire is wound in a helix (fig. 10). A filamentary structure is thus obtained having a particularly high torsional resistance and having a great value for certain applications.
It will be understood that the present invention applies to all possible variants of textile yarns, whether they are yarns formed from continuous filaments, spun yarns, whether it is a continuous product of a weight allowing its direct use in the textile industry or of a much higher weight, that is to say in the form of a wick which is subsequently proposed to be cut or chopped to form strands or staple fibers for transformation into a usable wire. However, a good creping is still obtained, since the yarns are twisted while they are in the zone of stabilization of the deformation by the heat, unlike the processes involving heating before twisting.
It will also be understood that the invention applies to the twisting of a number of yarns greater than two, as well as to the use of yarns doubled or in multiple a. twisted into a single structure with another doubled yarn or another multiple yarn.
It is of capital importance that the filaments are of the thermoplastic type and can thus be stabilized permanently by heat, after deformation, the heating always being of the type capable of imparting permanent deformation to such filaments. Various thermoplastic filaments are suitable for this purpose and ideally lend themselves to treatment by the invention.
Mention will in particular be made of: nylon (polyhexamethylene adipamide), polyaminocaproic acid, and polyethylene terephthalate (dacron i>), among others. Mention will also be made of the copolymers of vinylidene chloride and of vinyl chloride (saffron) and substances such as polypropylenes, which take a permanent set in heat. Many other products fulfilling these conditions are also suitable for the invention.
Although a hotplate has been shown, the heating device could be of another model, for example, have elongated tubes, etc. Finally, special means for cooling can be provided, such as cooling tubes, in combination with the heating device of one model or another.
We will now examine another embodiment of the invention with reference for this to FIGS. 11 and 12. In fig. 11 is shown a conventional die 110 supplied with material from a single metering device (not shown), this die having a head 112. Below the die, a transverse bar (not shown) carries two rings 114. Au below the bar is installed a reel 116 and immediately below the latter, a drive cylinder 118. In FIG. 12 shows the spool 116 inserted between two drive rollers 120 laterally spaced apart. In front of the spool and the drive rollers are mounted two thread guides 122 and 124, in front of which are mounted two heating plates 126 and 128.
In front of the heating plates 126 and 128 is mounted the apparatus which has been described with reference to FIGS. 1 to 7, comprising two guide eyelets 13-13, two traction rollers 11-11, two guide fingers 14-14, a heating plate 37, a cold air nozzle 43, two pairs of taper rollers 15 and 16 and a pair of guide eyelets 13a.
In front of the two pairs of tapered rollers 15-16 are provided a first pair of guide fingers 130, 132 and a second pair of guide fingers 134, 136.
Referring to fig. 11, all the filaments which are to form the thread are extruded from the head 112 of the die 110, separate into two substantially equal strands 138 and 140, are brought together to make tight strands 142 and 144, pass through the guides 114 and are finally wound separately on the spool 116 in the unstretched state. Of course, the coil is driven in rotation by the cylinder 118.
In fig. 12, it can be seen that the fully loaded spool 116 is transferred to the driven rollers 120. The wick 142 passes several times around its associated draw roll 11, after passing through the guide 122, over the heating plate 126 and finally in the associated guide 13; and the wick 144 passes several times around the associated roller 11, after having traversed the guide 124, having passed over the heating plate 128 and finally through the associated guide 13. The wicks 142 and 144 then pass through the area of the respective fingers 14 , in contact with them and then in a pre-twist zone where they are twisted together, then passing over the heating plate 37 and finally through the cold air nozzle 43.
After this twist, the wicks 142 and 144 separate again. The wick 142 passes between the associated pair of tapered rollers 15 and 16 in the corresponding guide 1 3a and finally around the fingers 130 and 134. The wick 144 passes between the associated taper rollers 15 and 16, through the corresponding guide 1 3a and finally around the fingers 132 and 136.
Leaving fingers 134 and 136, wicks 142
and 144 are doubled as we see in 146 for for
sea a single thread.
In fig. 11, we can see that between
spinneret 110 and spool 116, the filaments are unstretched
and not twisted (see the area indicated by the brace A
in fig. 11).
Returning to fig. 12, the stretching rollers 11
pull wicks 142 and 144 from coil 116, the agen
cement being such that the filaments are stretched between the
rolls and spool with a draw ratio of par
example 4: 1. During the passage of the coil 116 to the
rolls 11, the filaments are stretched but still not twisted (see area B in fig. 12).
Of course, if the stretching can be done cold, the
plates 126 and 128 may not be heated. In
otherwise they are brought to the appropriate temperature.
The temperature of the heating plate 37 is determined so that the pre-twisted wicks which pass over this plate undergo prior stabilization of the deformation. Before being separated again, the locks are subjected to a stream of cold air coming from the nozzle 43 which strikes the stretched locks. twisted and previously stabilized (see C in fig. 12), these bits being tensioned under the action of the conical rollers 15 and 16. Leaving the fingers 134 and 136, the bits 142 and 144 are doubled at 146 to form a single yarn constituting the final product.
It is understood that the filaments can be separated into as many strands as desired, but it is preferred that the number of strands is always even. We could thus form four wicks, two of which receive an S-twist and the other two in Z. After the four wicks are joined by doubling to give a balanced wire.
The practice of the present process is especially useful for the treatment of heat stabilizable synthetic fibers which are continuous; although an interruption in the flow of the process has been shown, it could be continuous from the moment of extrusion of the filament at the die 110 until the final lining of the wicks at 146.
The method described enables efficient twisting, suitable shrinkage and an advantageous texture to be obtained at a low cost.
Any denier yarn can be produced by combining a series of yarns each having a denier lower than that of the final product. For example, a 70 denier yarn can be obtained by combining two drawn yarns each measuring exactly 35 denier. Such a low and precise denier cannot be obtained by the simple separate spinning process, and it is for this reason that such a yarn is currently quite expensive. Note, however, that the embodiment described uses a simple separate spinning process, which is in this case feasible because even if the denier of one strand is greater than that of the other, the combined denier of the two strands is 70, if that is the desired final number.
It will also be appreciated that the present process does not necessarily involve twisting with stretching.
In fact, this way of proceeding is hardly advantageous since it involves a filament wound on a spool and the quantity of threads which can be wound on a roll is limited.