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P:CD:3 ET DISpJ31i'iF '¯,'"ï L'37J:{AGE DE FILù A BASE DOE 111..1J i.L.tijl,j,:J
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La présente invention qui est due aux recherches de
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Monsieur Roland VSRGJZ, concerne un procède de fabrication cie
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fils étirés en polymères linéaires synthétiques susceptibles de prendre une structure cristalline orientée.
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Les fils scu.n4-s 1# 1' étirage peuvent être des uonofi- la.:entS .LI des fils à brins multiples; ils peuvent être totale-rsnt amorphes, ou être partiellement cristallins, sans aucune Dricii-
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tation des cristallitcs, ou être déjà partiellement orientes au
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je leur fabrication.
L'opération d'étirage consiste a orienter totale ent les cristallltes dans le sens de la fibre et cette opération s' accJ1::1ai';ne d'un allongement considcrable du fil pouvant être cJ.npris entre 30- et 45J -: de sa longueur originelle.
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On réalise classiquement l'étirage en faisant passer
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le fil à étirer successivement autour (9 deux r<,tide?;¯;=,1, le se- cond tournant a une vitesse supérieure à celle du premier.
Ce procédé donnant souvent un fil de diamètre irrëgu- lier, 3n a proposé de fixer "le point d'étirage", c'est-à-dire
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le point du fil où la tension d'étirage déviant supérieure à la limite élastique du fil, dans une zone dont l'étendue ne dépasse pas 10 mm. C'est l'objet du brevet français 865.018.
Ce procédé ne donne de bons résultats que si le fil avec lequel la machine d'étirage est alimentée est tout à fait régulier. La plus souvent, cette condition n'est pas réalisée parce que, au cours de la fabrication, les monofilaments très fins ou les fils composés de brins multiples ent déjà subi,par endroits, une extension partielle et souvent irrégulière, soit pendant la filature, soit pendant un premier retordage avant étirage. En outre, pendant le magasinage dos fils non étirés, il peut se produire une cristallisation irrégulière des ploymères occasionnant, au cours de l'étirage, des ruptures répétées de tout le fil ou de quelques fils individuels.
On a imaginé cer- tains dispositifs pour pallier cet inconvénient. Le brevet fran- çais 880.37 propose, par exemple, de fixer le point d'étirage par enroulement du fil à étirer autour d'une baguette .montée sur un système oscillant réglé par un contrepoids. En fait, ce sys- tème ne donne pas les résultats annoncés à cause de l'inertie du dispositif oscillant dont la période est très supérieure au temps de passage des parties irrégulières du fil, ce qui ne lui permet pas de réaliser l'équilibre de tension qui empêche la rupture du fil:
En pratique, pour éviter les ruptures de fil, on est contraint de limiter l'étirage au-dessous de sa valeur maximum afin que la tension de rupture ne soit pas atteinte au passage des zones irrégulières à moindre coefficient d'étirage.
De ce fait, on ne peut obtenir un fil complètement étiré et possédant une résistance maximum.
La présente invention est basée sur un principe tout différent des précédents et permet un étirage complet du fil sans cause de rupture.
L'appareil ressemble à ceux qui sont décrits dans les brevets cités, mais on opère dans des conditions absolument différentes.
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Le fil sortant du système délivreur passe autour d'un doigt fixe constitué par une baguette en matériau dur et poli dont le diamètre est compris entre 3 et 20 mm, puis est repris par les rouleaux ''''tireurs et est enfin reçu par Une retordeuse à anneau normale, comme il est montré sur la figure 1.
On règle la tension du fil, entre les cylindres déli- vreurs et le doigt fixe, à une valeur telle qu'il subisse un commencement d'allongement entre ces deux points. Pour cela, on tient compte de la nature et du diantre de la baguette, du titre et du nombre de brins composant le fil, de son ensimage et, d'une manière générale, des caractéristiques faisant varier le c@effi- cient de frottement; on fait exécuter au fil, autour du doigt, un nombre de tours tel, que, lors de l'opération d'étirage, les portions régulières du fil subissent un allongement plastique d'au moins 10 % et pouvant, sans inconvénient, atteindre 100%.
En pratique, avec une baguette polie en alumine frittée de 5 mm de diamètre, et du fil de polyundécananmide, il suffit d'un déni tour de fil.
Une partie de l'étirage se produit doue avant le passage sur le doigt fixe; celui-ci freine le fil en dégageant de la chaleur.
Lorsqu'une portion irrégulière à moindre etirabilité passe -Les rouleaux délivreurs, la tension étirabilité du fil tend à ang@en- ter et, de ce fait, le pré-étirage, entre les cylindres déli- vreurs et le doigt, prend une valeur plus élevée Hais toujours inférieure à l'étirage maximum possible. En conséquence, la vitesse de passage du fil sur le doigt augmente et régularise automatiquement la tension imposée par le pascale de la partie Irrégulière.
Ces variations de coefficient de friction suivent instantanément les passages de zones irrégulières du fil, quel- le que soit la longueur de ces zones. Jn évite complète @ent la rupture du fil et ceci permet de pousser l'étirage à sa valeur maximum. Il en resulte une au#= mentation de la cristal- Unité et une orientation complète des cristallites qui
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composent la fibre. Ceci se traduit par une augmentation de la ténacité du fil et la disparition, sur machines à tisser ou tricoter le fil, des difficultés dues à un allongement plastique résiduaire dans le fil.
Le pré-étirage peut être contrôle soit en mesurant la vitesse de déroulement du fil à l'entrée des cylindres déliverurs et juste avant l'endroit où il s'enroula sur le doigt fixe, soit en mesurant les variations de tension. Des mesures de cristalli- nité du fil sur des échantillons prélevés avant étirage et au cours du pré-étirage et sur le fil définitif ont été faits et ont montré une orientation nette de la partie pré-étirée et une orien- tation complète du fil étiré.
Les exemples suivants sont donnés à titre indicatif et n'ont pas un caractère limitatif : EXEMPLE 1
On a étiré, suivant le procédé indiqué ci-dessus, des fils multibrins de polyamide 11 dont le titre est de : 29 deniers..
Les résultats de la mesure de la ténacité du fil étiré, en fonc- tion du taux d'étirage, sont les suivants :
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<tb> Taux <SEP> d'étirage <SEP> Ténacité <SEP> en <SEP> par <SEP> denier
<tb>
<tb> 280% <SEP> 6,7
<tb>
<tb> 290 <SEP> % <SEP> 7,08
<tb>
<tb> 300 <SEP> % <SEP> 7,58
<tb>
<tb> 308 <SEP> % <SEP> 7,76
<tb>
Ce n'est qu'à partir du taux d'étirage de 308 % qu'on commence à observer la casse de quelques brins de fil en cours d'étirage.
Par comparaison, le fil étiré directement entre les 2 rouleaux, sans passer sur Je doigt fixe, ne peut être allongé à plus de 280 sans casse; sa ténacité est, alors, de 6,5 g par denier.
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EXEMPLE 2 Des fils multibrins de Mylon 6, 6 et de Porlon ont été étirés selon le procédé qui fait l'objet de l'invention.
Le taux d'étirage maximum est plus grand avec ces fibresaula- vec les fils de polyundécanamide; on a pu les allonger jusqu'à un taux de 380 % et l'examen de ces fibres a montré qu'elles étaient complètement orientées. Par contre, en faisant exécuter au fil 2 tours autour du doigt fixe afin d'éviter complètement le phénomène de pré-étirage, on ne peut dépasser un taux de 360 % à cause des casses fréquentes de fil qui se produisent à partir de ce taux d'étirage.
EXEMPLE 3 - On a examiné les diagrammes de Rayons X de fil en polytéréphta- late de glycol qui titre 60 deniers après un étirage, selon l'invention, de 380 %. A l'état initial, non étiré, le fil pes- sède une structure non orientée.
Les échantillons prélevés dans la zone de pré-étirage montrent un début d'orientation très net ; les échantillons prélevés sur le bobineau de la retordeuse présentent une structure fibreuse très développée. Si l'on essaye d'étirer au sème taux ce même fil, suivant un procédé d'étirage habituel, la marche de la :.la- chine est, pratiquement, impossible; on est obligé de limiter l'é- tirage au taux de 350 % et l'on constate que, dans ce cas, l'o- rientation de la fibre est beaucoup moins poussée.
EXEMPLE 4 On a exécuté l'étirage de fils de polyéthylène obtenus par poly- mérisation à haute pression et par polymérisation à basse pression.
Le procédé, selon l'invention, est particulièrement intéressant pour ce type de fibres synthétiques parce qu'il cristallise ra- pidement à l'état non étiré, ce qui rend très difficile l'appli- cation des méthodes usuelles d'étirage à froid.
L'utilisation du pré-ëtirage permet d'égaliser les différences importantes d'étirabilité dues à das cristallisations irrégu- liàres de fil à l'état non étiré, et permet une marche satis- faisante de l'étirage après laquelle on observe une orien- @ tation de la fibre.