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Structure de fil fascie obtenue par filage sous vide
La demanderesse a mis au point un appareil et un procédé pour chercher ä produire des fils ayant des propriétés s t approchant de celles du fil obtenu sur un métier ä anneaux, mais avec des vitesses nettement plus élevées et d'autres avantages d'exploitation, y compris J'élimination de duvet de charpie ou de dechet huileux, et une reduction du nombre des etappes de processus par comparaison avec un fil
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de metier ä anneaux. De tels procédés et appareils sont illustras dans plusieurs demandes de brevets et brevets dans le monde entier.
Les procédées utilises dans les demandes précitées et dans le brevet aux Etats-Unis d'Amerique 4. 507. 913. accordé le 2 avril 1985. sont devenus connus sous le nom de "filage sous vide". On s'est rendu compte que le fil produit par des techniques de filage sous vide perfeetlonnees possede une construction et un aspect spécifiques. La construction du fil peut etre decrites de plusieurs façons différentes, à la fois Independantes et relatives (vis-à-vis du fil file produit par d'autres techniques).
Le fil suivant la présente invention comprend des fibres de noyau et des fibres d'enveloppe ou couverture. Les fibres d'enveloppe sont de manière predominante des fibres individuelles, bien qu'il existe quelques groupes de fibres d'enveloppe. Les groupes de fibres d'enveloppe se presentent comme des groupements de fibres non uniformes et non constants, et offrent une surface relativement lisse. Les fibres de noyau,
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d'un autre coté, sont essentiellement paralleles avec les fibres d'enveloppe reparties uniformement autour d'elles.
Le fil fascise suivant l'invention ressemble ainsi particulièrement au fil de metier ä anneaux parmi les fils généralement connus. bien qu'il se distingue aussi dans son aspect du fil de metier à anneaux.
Par exemple, le fil suivant l'invention ressemble plus ä du fil de metier a. anneaux que des fils de la technique antérieure files ä noyau, ä bout ouvert, MJS. Toray ou DREF II (MJS signi- fie fil fild ä la tuyère Murata).
Le fil fascié suivant I'invention possède, comme exposé ci-avant, des fibres en brins de noyau essentiellement paralleles. 11 existe une rdpartition uniforme des fibres d'enveloppe en brins autour des fibres de noyau, les fibres d'enveloppe étant posees sous un angle d'hélice d'environ 30*, et avec environ 20 à 30% de la masse de fibres constituant des fibres d'enveloppe.
Le fi 1 faselé sul vant l'invention peut aussi être décrit comme un fil possédant un noyau de fibres en brins essentiellement paralleles avec les fibres d'enveloppe en brins disposees autour du noyau formant un angle d'hélice dans la plage d'environ 30-50 , et les fibres d'enveloppe sont depourvues de fibres 1nsêrées ou inversées. et elles sont essentiellement depourvues de fibres d'enveloppe d'aspect en vis ou tire-bouchon.
Au contraire, les fibres d'enveloppe ont une apparence uniforme.
Le fil fascié suivant l'invention peut être produit avec la proportion predominante des fibres en brins du noyau et de la couverture en tant que fibres en brins non thermoplastiques. Bien que la proportion prédominante des fibres de noyau et d'enveloppe puisse être choisle dans le groupe constitué par le coton. la laine, la rayonne, le mohair, le lin, la ramie. la soie et leurs melanges, le fil suivant l'invention peut aussi etre construit en utilisant certaines ou toutes des fibres thermoplastiques, telles qu'acryliques. de polyester, et d'autres fibres
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thermoplastiques ou leurs mélanges.
Le fil produit suivant la présente invention possède une solidité suprenante et desirable. Par exemple, du fil produit suivant l'invention ä partir d'un degré de finesse 1/18 de 45% de polyester et 55% de laine aura une résistance a la rupture en grammes minimum d'environ 500, tandis qu'un fil suivant la présente invention avec le même degré de finesse fait de 100% de laine aura une resistance a Ja rupture en grammes minimum d'au moins environ 175.
Ainsi. même quand il est fait de 100% de laine, le fil suivant la présente invention convient pour fabriquer des tissus pour vêtements,
Le but principal de la présente invention est d'offrir un fil fascie unique et desirable possedant un aspect et des propretés comparables ä ceux du fil de metier a anneaux, mais pouvant ê t1"e produit à des vitesses plus élevées.
D'autres details et buts de l'invention ressortiront de la description ci-après. donnée ä titre d'exemple non limi- tatif et en se référant aux dessins annexés. dans lesquels :
La figure 1 est une microphotographie à un grossissement d'approximativement 70x. d'un fil filé sous vide suivant la presente invention.
La figure 2 est une microphotographie du meme
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fil qu'a la figure l, mais avec un grossissement de 35x seulement.
Les figures 3 à 8 sont des microphotographies d'autres fils files classiques, obtenus respectivement par des techniques de filage ä noyau, ä bout ouvert, filage Åa anneaux, MJS. Toray et DREF II.
Les figures 9 a 11 sont des vues schématiques en coupe transversale d'exemples de "tuyères" de filage sous vide qui peuvent etre utilisées pour la production du fil filé sous vide des figures 1 et 2.
Les tuyères des figures 9 a 11 sont utilisées
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dans un appareil tel que décrit dans le brevet aux Etats-Unis d'Amrique 4. 507. 913,. pour la productiond'un fil fil6 sous vide.-Dansdesessais-effectusss-avec-.les tuy & res... des figures 9-.ä 11,-respectivement,-avec diff6rents n) 61anges et indices de peigné du fil, les résultats suivants ont 6t6 obtenus (tous les résultats plus ou moins E, et'SS"signifie"brin court").
Dans le tableau ci-aprés, les en-tête de colonnes ont la signification suivante: A : Fil de la figure 1
B : Autre fil filé sous vide
C : Fil6 sous vide avec un agencement d'étirage à brin court.
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TABLEAU
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<tb>
<tb> A <SEP> B <SEP> B <SEP> C
<tb> Indice <SEP> peigné <SEP> 1/18,30 <SEP> ¯ <SEP> 0,48 <SEP> 1/18,23 <SEP> ¯ <SEP> 0,15 <SEP> 1/17,52 <SEP> ¯ <SEP> 0,12
<tb> Simple <SEP> torsion <SEP> Filé <SEP> à <SEP> nir <SEP> Filé <SEP> à <SEP> air <SEP> Filé <SEP> à <SEP> air <SEP> Filé <SEP> à <SEP> air
<tb> Uniformi <SEP> %CV <SEP> 15.44% <SEP> 14.73% <SEP> 15.09% <SEP> 16.59%
<tb> End.minces/1000 <SEP> Yd. <SEP> 35.0 <SEP> 4.0 <SEP> 6.0 <SEP> 34.0
<tb> End. <SEP> épais/1000 <SEP> Yd. <SEP> 19, <SEP> 0 <SEP> 0. <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 89. <SEP> 0
<tb> Noeuds/1000 <SEP> Yd. <SEP> 5.0 <SEP> 4.0 <SEP> 4.0 <SEP> 62.0
<tb> %allongement <SEP> 15.40% <SEP> ¯ <SEP> 0.55 <SEP> 18.1% <SEP> ¯ <SEP> 0,54 <SEP> 12,2% <SEP> ¯ <SEP> 0.52 <SEP> 9.7% <SEP> ¯ <SEP> 0.48
<tb> %CV <SEP> d'allong. <SEP> 12.5% <SEP> 10.5% <SEP> 13.0% <SEP> 17.2%
<tb> %intér.
<SEP> è <SEP> 10% <SEP> 0.0% <SEP> 0.0% <SEP> 21.0% <SEP> 40.0%
<tb> mu <SEP> de <SEP> rupture <SEP> 8.4% <SEP> 11.0% <SEP> 9.6% <SEP> 8.0%
<tb> S <SEP> infer. <SEP> Åa <SEP> 125 <SEP> 9 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Melange
<tb> : <SEP> polymère <SEP> 45.74% <SEP> 57,37% <SEP> 0 <SEP> 59.07%
<tb> % <SEP> leine <SEP> 54.26% <SEP> 42.63% <SEP> 100% <SEP> 0
<tb> % <SEP> coton <SEP> 40. <SEP> 931
<tb> Rétrécissement
<tb> Ebullition <SEP> 2,75% <SEP> ¯ <SEP> 0,31 <SEP> 6.22% <SEP> ¯ <SEP> 0,31 <SEP> 3.0% <SEP> ¯ <SEP> 0.30 <SEP> 3.34% <SEP> ¯ <SEP> 0.32
<tb> Chaleur <SEP> sèche <SEP> 2.31% <SEP> ¯ <SEP> 0.82 <SEP> 6.29% <SEP> ¯ <SEP> 0.93 <SEP> 1.5%2 <SEP> ¯ <SEP> 0.20 <SEP> 3.76% <SEP> ¯ <SEP> 0.30
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> huile <SEP> 0.56% <SEP> 0.6% <SEP> 0.58% <SEP> 0.12%
<tb> Nivesu <SEP> boucles/18" <SEP> 14.7 <SEP> 18.7 <SEP> 20.0 <SEP> 19.3
<tb> Long.
<SEP> brin <SEP> moyenne <SEP> 3.5" <SEP> 3.5" <SEP> 3.5" <SEP> 1.5"
<tb> Tuyère <SEP> utilisée <SEP> Fig. <SEP> 9 <SEP> Fig. <SEP> 11 <SEP> Fig. <SEP> 10 <SEP> Fig. <SEP> 9
<tb> Fil6 <SEP> de <SEP> Ruban <SEP> Mèche <SEP> Mocha <SEP> Mèche
<tb> Dimension <SEP> ruban <SEP> ou
<tb> mèche <SEP> d'entrée <SEP> 55 <SEP> g/yd. <SEP> 2 <SEP> bouts <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> HR <SEP> 2 <SEP> bouts <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> HR <SEP> 2 <SEP> bouts <SEP> 2.5 <SEP> HR
<tb>
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Comme on peut s'en rendre compte d'après les résultats d'essai. le fil produit suivant la présente invention =possèdeunerésistanceàlarupturecomparableàcelled'au moins 500 grammes pour un fil produit ä partir de fibres d'indice de finesse 1/18 faites de 55% de polyester et 45% de laine.
Des essais ont aussi été effectués en utilisant une tuyère comme celle de la figure 10, mais ayant la structure de chambre effec- tive semblable ä celle de la chambre 46 ä la figure 11. Dans de tels essais, quand un fil avec un melange de 45% de polyester et 55% de laine etait fil6 d partir d'un ruban avec un indice de finesse de 1/18. la résistance à la rupture en grammes entait de 518 et l'allongement 8. 4%. Lors du filage a partir d'un ruban de 100% de laine, avec le meme Indice de finesse, la resistance A la rupture en grammes était 248 et l'allongement 14, 1%.
Ainsi, en mettant en oeuvre l'invention. 11 est également possible de produire du fil ayant une resistance suffisante pour etre utillsé comme tissu pour vêtements. à partir de fibres en brins non thermoplastiques.
On remarquera que la tuybre 20 ä la figure 9 possède une partie de passage 24 communiquant avec sa seconde
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extremite, et une partie de passage 21 communiquant avec sa première extrémité. Entre les parties de passage 21. 24. un reservoir à vide sphérique 22 d'un diametre de 6, 35 mm de diamétre est prevu avec quatre perforations 23 inclindes de
1, 6 mm de diamètre. s'étendant vers l'extérieur à partir du réservoir 22.
A la figure 10, la tuyère 30 posséde une première section de passage 31 qui a la forme d'un tronc de c6ne, et une seconde section de passage 34 qui est comparable au passage
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24 dans la forme de reallsation de la figure 9. Elle possède aussi une partie de passage intermediaire 32 qui peut etre consideree comme un reservoir ä vide, qui possede une forme conique, avec quatre perforations inclinées 33 de 1, 6 mm en commu-
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nication avec lui.
La tuyère 40 de la figure 11 comprend la première partie de passage conique 41. une seconde partie 44 comparable
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ä la partie de passage 24 da la forme de réalisation de la figure 9, et une paire de parties de passage 42, 46, qui ont chacune une forme généralement conique et possedent quatre perforations inclinées 43,47 de 1, 6 mm, respectivement, s'en
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étendant vers l'exterieur.
En considerant le fil file sous vide suivant la presente invention illustre aux figures 1 et 2, on remarquera qu'un fil fasciä est offert, constitué par des fibres en brins et comportant des fibres de noyau et des fibres d'enveloppe ou couverture. Les fibres d'enveloppe sont de manière predomi- nante des fibres individuelles, bien qu'il existe quelques groupes de fibres d'enveloppe. Les groupes de fibres d'enveloppe apparaissent comme des groupements de fibres non uniformes et non constants et offrent une surface relativement lisse. Les fibres de noyau sont essentiellement paralleles, avec les fibres d'enveloppes reparties uniformement autour d'elles. Les fibres de noyau ont la meme capacité de teinture que les fibres d'en- veloppe.
Une autre façon dont le fil des figures 1 et 2 peut ê tre décrlt, est un fil fascé possédant des fibres en brins de noyau essentiellement paralleles et possedant une repair- tition uniforme de fibres d'enveloppe en brins autour des fibres de noyau. Les fibres d'enveloppe sont posees sous un angle
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d'helice d'environ 30 (par exemple dans la plage d'environ 30-50 ), et environ 20 ä 30% de la masse de fibres constituent des fibres d'enveloppe. Les fibres d'enveloppe posees sont dépourvues de fibres d'enveloppe inserees ou inversées et elles sont essentiellement exemptes de fibres d'enveloppe d'aspect en vis ou en tire-bouchon, en offrant plutôt un aspect lisse.
En comparant le fil file sous vide des figures
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1 et 2 au fil de metier ä anneaux classique de la figure 5, et aux autres fils fi-les classiques des figures 3 et 5 . 8,-on se. rendra-compte que le fil fllé sous. vide-des figures-l. et 2 possede un aspect. tres. proche de celui du fil de métier ä anneaux de la figure 5.
On remarquera que le fil filmé à noyau de Ja figure 3 possede des fibres de noyau qui sont paralleles a un fil de filament tordu (une torsion vraie) autour de la masse du fil pour la solidité. Ceci n'est pas un fil fascise.
Le fil à bout ouvert de la figure 4 possède aussi une torsion vraie, avec une surface parsemée de fibres d'enveloppe de manière lâche autour de la masse. Ceci n'est
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pas non plus un fil fascie.
Le fil filé ä l'air MJS de la figure 6 est celui le plus proche ä un pres du fil de metier ä anneaux (c'est-ä- dire le plus proche sauf un avec le fil file sous vide étant le plus proche) parmi les fils files connus. Le fil MJS possède des fibres d'enveloppe posées sous un angle d'approximativement 55 , offrant un leger degré de torsion dans les fibres de noyau. Le pourcentage de fibres posées en enveloppe est d'approximativement 10%. Les fibres d'enveloppe ont plus ou moins la forme de fibres individuelles.
Le fil Toray de la figure 7 possède des fibres d'enveloppe qui sont disposées sous un angle d'approximativement 45 et semblent être noyees plus profondément dans les les fibres de noyau que pour les autres fils, en provoquant
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un aspect en tire-bouchon ;. Les fibres en surface tendent ä être emmelees dans la masse de fibres, d'une maniere semblable ä. des. fils Taslan... Approximativement 20% des fibres sont des fibres d'enveloppe en surface. L'aspect en forme de vis ou de tire-bouchon du fil Toray est tres different de l'aspect lisse du fil file sous vide.
Le fil DR. EF II de la figure 8 est un fil file
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sous friction avec une torsion vraie et sans aucunes fibres d'enveloppe en surface. Ce fil n'est pas non plus un fil fascie.
11 est ä remarquer que le fil fascié suivant l'invention peut être fait ä 100% de fibres en brins non thermoplastiques, ou la partie predominante des fibres an brins du noyau et de la couverture peut être des fibres en brins non thermoplastiques. Ceci revient ä dire qu'au moins la partie prédominante des fibres en brins formant le fil fascié suivant I'invention peut etre choisie dans le groupe constitué par le coton. le mohair, le lin, la ramie, la soie, la laine, la rayonne et leurs melanges. Toutefois, le fil fascié suivant l'invention n'est pas limité à des fibres non thermoplastiques, mais peut aussi etre produit A partir de fibres acryliques, de polyester et autres, ou de melanges de celles-ci avec des fibres non thermoplastiques.
On remarquera que du fil file sous vide offre de nombreuses différences par comparaison avec d'autres fils fasciés connus. Certaines proprietes des fils files sous vide
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qui ne se verifient pas pour tous les autres fils fascies sont les suivantes ; un fil fi1é sous vide n'exige pas des fibres thermoplastiques, il possede un enveloppement commandé de fibres superficielles, les fibres posées en enveloppe peuvent être identiques à celles du noyau (sans fusion thermique), les fils seront teintes de même parce que leur structure moleculaire n'est pas modifiee (les fibres de noyau et de surface possèdent la meme capacité de teinture), et les fibres d'enveloppe sont posees parallelem'en et ne forment pas de boucles les unes sur les autres avec un dessin non uniforme.
On se rendra donc compte que la presente invention. offre un fil convenant pour fabriquer du tissu pour vêtements, constitue par un fil fascié qui possede de bonnes propriétés de resistance et d'aspect, et ressemble tres étroitement à un fil filé sur un metier ä anneaux. Cependant, le fil-suivant la
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présente invention peut être produit à des vitesses bien plus élevées que du fil de métier à anneaux et avec moins d'etapes. Par exemple, pour le filage sur métier à anneaux de fils à longs brins, les fibres en brins sont d'abord mélangées, peignées, cardees, peignées quatre fois, utilisees pour produire une mèche, filées. bobinees et ensuite soumises à l'usage final.
Du fil fild sous vide suivant l'invention, d'un autre citez fait de fibres en longs brins, est produit comme suit : les fibres sont mélangées, peignées, cardées, peignées trois fois, filées sous vide et soumises & l'usage final. Ainsi, trols étapes de moins sont employees pour filer sous vide des fibres en longs brins par comparaison avec le filage sur métier Åa anneaux de fibres en longs brins. Pour filer sous vide des fibres en brins courts,
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on met en oeuvre le meme nombre d'etapes que pour filer au jet d'air des flbres en brins courts, ä savoir on les melange, carde, etire deux fois, file et soumet à un usage final.
Il doit etre entendu que la presente invention
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n'est en aucune façon limitee aux formes de realisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du present brevet.