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"Procédé et dispositif de frisage de fils synthétiques". i
Le présente Invention a pour objet un procédé de fri- sage de fils synthétiques et, plus particulièrement un procédé pour friser simultanément un faisceau de fila parallèles. La présente invention e également pour objet un dispositif pour mettre en oeuvre ledit procédé de frisage d'un faisceau de fila synthétiques parallèles.
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On effectue souvent le friaage de fila synthétiques par toraion, fixation thermique et détorsion d'un mono-fila- ment ou d'un multifilament. Ce procédé connu est Illustré sur la figure 1. Le fil 1 passe d'une bobine 2, à travers un guide- fil 3 et un frein de fil 4, puis dans un canal pour fixation thermique 5. Pour produire la torsion on conduit le fil ensuite à travers un petit tibe rotatif 6 dans lequel le fil tourne ,autour de deux chevillée fixées à l'intérieur du tube, trans- versalement à l'axe de rotation de aorte qu'il participe au mouvement de rotation du tube 6. La torsion remonte ainsi jus- qu'au frein de fil 4.
Le fil traverse donc le canal de fixation 5 à l'état tordu de aorte que lea capillaires individuels sont fixés nous la forme d'he@ice. La torsion n'ouvre après le passage du tube rotatif 6 mais la forme hélicoïdale des capillaires indivi- duels demeure. Finalement le fil est enrouleur un diapoaitif de bobinage 8.
Au lieu du tube 6 on peut utiliser suivent des pro- cédée connus un anneau rotatif conforme à la figure 2. Le fil touche la surface intérieure de cet anneau et est ainsi rapi- dement tordu.
Ce procédé connu nous le nom de "Procédé à fausse torsion" et les dispositifs de torsion utilisés pour se réali- nation ne conviennent qu'eu traitement de fils individuels*
Il est très difficile de maintenir des conditions de fixation constantes pour tous les fils provenant d'une large production.
Il est beaucoup plus avantageux de fixer simultanément tout un faisceau de fils proches l'un de l'autre dans un dispositif de fixation commun. Un tel mode opératoire n'était pas possible jusqu'à présent parce que les dispositifs à torsion connus sont de construction et de manipulation si compliquées qu'il est impossible de les disposer assez près l'un de l'autre.
La demanderesse a trouvé un procédé et un dispositif de frisage de monofilaments ou de multifilaments synthétiques,
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de préférence de polymères linéaires à haut poids moléculaire, par torsion, fixation et détorsion, en un seul stade opératoire, et dans lequel on tord les fils en les faisant passer sur ou autour d'un ou plusieurs cylindres rotatifs disposés en oblique par rapport à la direction d'avancement des fils.
La description qui va suivre en regard des figures 3 à @ des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non li- mitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisme, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention,,
Dans le dispositif de la figure 3 un faisceau de fils passe des bobines 2, à travers les guides-fils 3 et des freins de fils 4 dans un canal pour fixation thermique. Pour communiquer aux fils une torsion on les conduit sur un cylindre commandé 9 disposé en oblique sous un angle [alpha] par rapport eu sens de marche des fils de sorte que ceux-ci sont tordus par friction. Finalement on envide les fils à l'état frisé mais non tordu sur le dispositif de bobinage 8.
Entre les freine de fils 4 et le cylindre 9 les fils sont à l'état tordu.
La figure 4 est une vue de côté du cylindre 9.
Paariation de l'angle a ou de la vitesse circonfé- rentielle du cylindre on peut régler le degré de torsion et le nombre d'ondulation dans le fil par centimètre. L'angle a doit être d'au moins 10 et lorsqu'on veut produire une torsion plue forte il peut aller jusqu'à 70 . Il est particulièrement recom- mandé d'opérer aveo un angle compris entre 30 et 60 . Plus le' torsion du fil est grande, plus la résistance dos fils eu mou- vement de rotation est élevée, d'où une plus grande tendance des fils à glisser sur la surface du cylindre.
On peut remédier à cotte difficulté en utilisant deux ou plu- sieurs cylindres commandé s.
La figure 5 montre, par exemple une paire de cylin- dree 9 et 10 prrallèles ayant Interne sens de rotation et le même
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vitesse circonférentielle. Les fils touchent la surface supé- rieure du cylindre 9 et la surface inférieure du cylindre 10 de sorte que les moments de torsion s'additionnent. En utilisant deux cylindres 9 et 10 on obtient une marche relativement calme .des fils.
Il n'est pas difficile de traiter tout un faisceau de fils disposés très près l'un de l'autre. Il est possible aussi de tordre les fils avec une grande vitesse. La vitesse circonférentielle des cylindres obliques peut être de 0,7 à
20 fois la vitesse d'avancement des fils.
Si l'on veut produire des fils avec un frisage très uniforme il faut veiller à ce que la vitesse de torsion des fils soit absolument co@stante au cours du frisage. Pour atteindre ce but il est recommandé comme dans les figures 6 et 7 de faire passer les fils sous tension le long d'une ligne hélicoïdale autour du cylindre 9. Suivant la grandeur de la friction par adhésion entre les fils 1 et la surface du cylindre on travaille avec un are embrassé de 45 - 900' (= 2 x 360 + 180 ), de pré- férence 180 à 720 (- 2 x 360 ). Sur la figure 6 l'arc embrassé est de 180 tandis que sur la figure 7 il est de 360 .
Pour obtenir un bon frisage la vitesse oiroontéren- tielle du cylindre 9 dans l'arrangement des figures 3 et 4, ou celle des cylindres 9 et 10 dans la fleure 5 doit être avan- tageusement comprise entre 5 et 15 fois la vitesse d'avancement des fils; par/vitesse circonférentielle du cylindre 9 dans l'ar- rangement des figures 6 et 7 ne doit être que de 0,7 à 3 fois et de préférence 1 à 2 fois plus grande que la vitesse de marche des fils à l'état non tordu.
(Sur les cylindres 9 et 10 les fils sont à l'état tordu, par conséquent leur vitesse de marche est réduite en proportion du facteur de torsion) Lorsqu'on travaille avec la disposition des figures 6 et 7 on peut renoncer à com- mander le cylindre 9, il veut être entraîna pur les fils 1.
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De cette manière les fils ne glissent pas sur le cylindre et on peut ainsi produire une torsion et un frisage constante. On peut faire varier la vitesse de/torsion ou le nombre d'ondula. tions par centimètre, en changeant l'angle de torsion à de l'hé- lice, le long de laquelle les fils 1 passent sur le cylindre 9.
Il est particulièrement recommandé de travailler aveo un angle d'inclinaison d'hélice compris entre 10 et 70 , de préférence 30 et 60 . On peut régler cette inclinaison au moyen des guider fila 11, 12 et 13.
Lorsque les fila sortent du cylindre 9 Ils se dé- tordent. Sous l'influence de leur tension, la détorsion a ten- danoe à se produire déjà sur le cylindre 9. Par conséquent, avant de quitter le cylindre 9 les fils ont déjà une marche un peu irrégulière. Pour l'éviter on peut utiliser d'autres cylindre$ 14 disposés parallèlement, ou avec un certain angle par rapport au cylindre 9, comme le montre, par exemnle la figure 8.
Il va de soi que l'on peut également utiliser une combinaison de cylindres suivent les figures 4 et 6 ou 7. Etant donné que les fils se trouvent sur le cylindre 9 à l'état tordu on peut effectuer le fixation thermique non pas avant le cylin- dre 9 mais sur le cylindre en le chauffant. Ce mode opératoire a l'avantage que le fil est chauffé très uniformément sur tous les cotés. Il est également possible de friser des fils non éti- rés en les tordent pendant le procédé d'étirage à l'aide des cylindres obliques et en les détordant ensuite. Les fils qu'on cent étirer sans cha@ffage, par exemple les fils en polycapro- laotame, n'oncpes besoin de subir un traitement thermique.
Il est recommendé d'utiliser des cylindres en une matière ayant pour les fils une haute friction par adhésion telle que le bois, les matières plastiques, les matières céra- miques et en particulier les caoutchoucs nAturels et synthétiques.
Lorsqu'on utilise des cylindres dont le fil fait le tour suivant les figures 6 et 7 il est utile de munir la surface des cylindres
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de fines cannelures perpendiculairea à l'axe dU cylindre* La largeur et la profondeur des cannelures ainsi que leur écarte-
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ment doivent correnondre avantageusement . peu près eu diamè- tre des oebilloires individuels dois fila à traiter.
La température de la fixation thermique dépend de la matière des fila, du temps d'aotion de la chaleur et dea propriétés recherchées pour les fila. En règle générale, on effectue la fixation thermique des fils à une température oom- prise entre 70 et 200 #.
Suivant le procédé conforme à l'invention on peut
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friser des fils en n'imnorte quel haut polymère linéaire syn- thétique, en particulier en polyesters linéaires, comme le poll- téréphtalete d'éthylêne-glycol, les volyesters dérivant de 1 'acide téréphtalique et du 1;4-diméthylol-cyolohexane et lea oopolyestera à base d'acide téréphtalique et d'acide iaophtalique, en polyamides, comme le polyoaproleoteme, le polyamide dérivant de l'hexamêthylène-diamine et de l'acide adipique, ainsi qu'en polyoléfines linéaires et en polysorylouitrile.
Les exemples suivants Illustrent la présente inven- tion sans toutefois la limiter.
EXEMPLE 1
Sur un dispositif tel que celui de la figure 8 on
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traite des multifilamenta étirés en polyamide dérivent de l'hexa- méthylène-diamine et de l'acide adiDique d'un titre de 45 de- niera. La vitesse de bobinage est de 100 m/min., le cylindre 9
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tourne à une vitesse circontérentlelle de 150 m/min, tandis que l'angle d'inclinaison P de la licne hélicoïdale des fils sur le cylindre 9 est de 45 . Les fils ainsi traités ont une ondu- lation hélicoïdale avec 8 courbes par centimètre de longueur étendue.
EXEMPLE 2
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Sur un diedoaïtit tel que représenté sur la figure 3 utilisant le cylindre 9 conforme a la figure 7, on traite un faisceau de 15 multitilaments étirés de polycaprolecteme
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ayant un titre de 400 deniers. La vitesse de bobinage des fila est de 150 m/min et la vitesse circonférentielle du cylindre
9 9 également 150 m/min. Les fils passent sur le cylindre/à une distance de 10 mm l'un de l'autre. L'inclinais 0 l'hélice des fils sur le cylindre est de 45 . On communique ainsi aux fila une ondulation hélicoïdale aveo 3 courbes par centimètre de longueur étendue.
EXEMPLE 3
Sur un dispositif tel que celui de la figure 9 on 6tire et frise simultanément des multifilaments non étirés en polycaprolactame. Les fila 1 passent de la bobine 2, entre des cylindres livreurs 14, puis autour du cylindre commandé 9 puis autour d'une galette 15 avec cylindre de détour 16 pour aller finalement sur le dispositif d'enroulement 8. Les fils arrivent à une vitesse de 100 m/min et on les bobine à une vitesse de 400 m/min de sorte qu'ils sont étirés dans le rapport de 1 4. Le cylindre 9 est entraîné à la vitesse circonféren- tielle de 400 m/min et l'angle d'inclinaison des fils sur le cylindre 9 est de 45 . Il n'est pas nécessaire de chauffer les fils pendant le frisage.
On obtient des fils étirés de 45 de- niers, ayant une ondulation aveo 6 courbes par centimètre de longueur étendue. Le frisage des fils résiste bien aux efforts de traotion et il se distingue par une stabilité thermique absolue.
Avec le procédé conforme à l'invention on peut commu- niquer un frisage hélicoïdal à des monofilements et multifila- ments aveo une vitesse opératoire élevée*- Etant donné que les fila ne glissent pus sur les dispositifs suivant les figures 6, 7 ut 8 le frisage est très uniforme. De plus, il n'est pas diffi- oile d'effectuer une fixation thermique uniforme des fils car on peut traiter un grand nombre de fils parallèles.
De fait est très important pour la teinture ultérieure, car de petites différences de température dans le traitement thermique in-
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fluent sur le pouvoir tinctorial des fils ce qui peut donner des tissus et tricota vergée*
Des fils qui, pendant le procédé d'étirage ont été triode sans traitement thermique présentent des propriétés par- ticulièrement favorables. Des monofilements traités selon le procédé conforme à l'invention doivent leur élasticité eu frisa- ge. Ils conviennent bien à la fabrication des bas élastiques pour dames.
Lorsqu'on produit des tapis à partir de fils continus ayant une ondulation hélicoïdale suivant l'invention on obtient un crêpage très dense et bien stable. Pour produire une ondule- tion avec de très petites courbas il est avantageux d'utiliser des fils ayant un bas titre, par exemple 400 deniers, et de combi- ner ces fils derrière le cylindre pour avoir des fils d'un titre plus élevé, par exemple 3.200 deniers*
On peut amener un faisceau de fils, frisés conformé- ment à l'invention, directement dans une machine de coupage pour fibres discontinues.
Les fibres ainsi obtenues ont un frisage hélicoïdale. On peut les utiliser pour fabriquer des tapis, et pour rembourrer des courtepointes, des couvre-pieds, des vestes ouatées ou analogues.
Dans maints domaines d'applications il est avantageux d'utiliser des fila ou fibres discontinues à frisage latent. On les travaille à l'état non frisé. Le frisage est ensuite relâché sous l'action de la chaleur. On peut facilement préparer de tels fils et fibres suivant le procédé conforme à l'invention si$ par exemple dans un arrangement suivant la figure 9 on prévoit un traitement thermique entre la galette 15 et le dispositif de bobinage 8, de sorte que les fils sont fixés à l'état étendu.
Lorsqu'on chauffe de tels fils plus tard, à des températures su- périeures à la temnérature de fixation, l'ondulation hélicoïdale est relâchée.
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"Method and device for crimping synthetic threads". i
The present invention relates to a process for crimping synthetic threads and, more particularly, to a process for simultaneously crimping a bundle of parallel fila. Another subject of the present invention is a device for implementing said method of crimping a bundle of parallel synthetic fila.
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Synthetic fila friaage is often carried out by torsion, thermal fixation and untwisting of a monofilament or multifilament. This known process is illustrated in FIG. 1. The wire 1 passes from a spool 2, through a wire guide 3 and a wire brake 4, then into a channel for thermal fixing 5. To produce the twist, the wire is driven. wire then through a small rotating tibe 6 in which the wire turns, around two pegs fixed inside the tube, transversely to the axis of rotation of the aorta that it participates in the rotational movement of the tube 6. The torsion thus rises up to the thread brake 4.
The wire therefore passes through the attachment channel 5 in the twisted aortic state that the individual capillaries are attached to us in the form of a heel. The twist does not open after the rotating tube 6 has passed, but the helical shape of the individual capillaries remains. Finally the wire is rewound a winding slide 8.
Instead of the tube 6, following known methods, a rotating ring according to Figure 2 can be used. The wire touches the inner surface of this ring and is thus quickly twisted.
This process is known to us as the "False Twist Process" and the twisting devices used to achieve this are only suitable for processing individual yarns *
It is very difficult to maintain constant fixing conditions for all yarns coming from a large production.
It is much more advantageous to simultaneously fix a whole bundle of wires close to each other in a common fixing device. Such a procedure was not possible heretofore because the known torsion devices are of such complicated construction and handling that it is impossible to arrange them close enough to each other.
The Applicant has found a method and a device for crimping synthetic monofilaments or multifilaments,
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preferably linear polymers of high molecular weight, by twisting, fixing and untwisting, in a single operating stage, and in which the threads are twisted by passing them on or around one or more rotating cylinders arranged obliquely with respect to the direction of advance of the threads.
The description which will follow with reference to Figures 3 to @ of the accompanying drawings, given by way of non-limiting examples, will make it clear how the invention can be realism, the particularities which emerge both from the drawings and from the text making, of course, part of said invention,
In the device of FIG. 3, a bundle of wires passes from the coils 2, through the wire guides 3 and from the wire brakes 4 in a channel for thermal fixing. To impart a twist to the son, they are driven on a controlled cylinder 9 arranged obliquely at an angle [alpha] relative to the direction of travel of the son so that they are twisted by friction. Finally, the threads in the crimped but not twisted state are sent onto the winding device 8.
Between the wire brakes 4 and the cylinder 9 the wires are in the twisted state.
Figure 4 is a side view of cylinder 9.
By varying the angle α or the circumferential speed of the cylinder, the degree of twist and the number of corrugations in the wire per centimeter can be adjusted. The angle a must be at least 10 and when you want to produce a stronger twist it can go up to 70. It is particularly recommended to operate at an angle between 30 and 60. The greater the twist of the yarn, the greater the resistance of the yarns to the rotational movement, hence a greater tendency for the yarns to slip on the surface of the cylinder.
This difficulty can be remedied by using two or more controlled cylinders.
Figure 5 shows, for example a pair of cylinders 9 and 10 prralleles having Internal direction of rotation and the same
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circumferential speed. The threads touch the upper surface of cylinder 9 and the lower surface of cylinder 10 so that the torsional moments add up. By using two cylinders 9 and 10 a relatively quiet running of the wires is obtained.
It is not difficult to process a whole bundle of wires arranged very close to each other. It is also possible to twist the threads with high speed. The circumferential speed of the oblique cylinders can be from 0.7 to
20 times the wire feed speed.
If you want to produce yarns with a very uniform crimp, it must be ensured that the twist speed of the yarns is absolutely constant during crimping. To achieve this goal, it is recommended, as in figures 6 and 7, to pass the wires under tension along a helical line around the cylinder 9. Depending on the magnitude of the friction by adhesion between the wires 1 and the surface of the cylinder. we work with an embraced are of 45 - 900 '(= 2 x 360 + 180), preferably 180 to 720 (- 2 x 360). In figure 6 the arc embraced is 180 while in figure 7 it is 360.
To obtain good crimping, the oroonterential speed of cylinder 9 in the arrangement of FIGS. 3 and 4, or that of rolls 9 and 10 in screen 5, should advantageously be between 5 and 15 times the forward speed. sons; per / circumferential speed of the cylinder 9 in the arrangement of figures 6 and 7 should be only 0.7 to 3 times and preferably 1 to 2 times greater than the running speed of the wires in the non twisted.
(On cylinders 9 and 10 the wires are in the twisted state, therefore their running speed is reduced in proportion to the twist factor) When working with the arrangement of figures 6 and 7 it is possible to dispense with ordering cylinder 9, he wants to be trained for son 1.
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In this way the threads do not slip on the cylinder and a constant twisting and crimping can thus be produced. We can vary the speed of / twist or the number of ondula. tions per centimeter, changing the angle of twist at the helix, along which the threads 1 pass over the cylinder 9.
It is particularly recommended to work with a propeller inclination angle between 10 and 70, preferably 30 and 60. This inclination can be adjusted by means of the fila guides 11, 12 and 13.
When the fila come out of cylinder 9 they twist. Under the influence of their tension, the untwisting tends to occur already on the cylinder 9. Therefore, before leaving the cylinder 9 the threads already have a somewhat irregular course. To avoid this we can use other cylinders $ 14 arranged parallel, or with a certain angle with respect to cylinder 9, as shown, for example in figure 8.
It goes without saying that one can also use a combination of cylinders according to Figures 4 and 6 or 7. Since the wires are on the cylinder 9 in the twisted state, the thermal fixing can be carried out not before the cylinder 9 but on the cylinder while heating it. This procedure has the advantage that the wire is heated very evenly on all sides. It is also possible to crimp unstretched threads by twisting them during the drawing process with the aid of the oblique rollers and then untwisting them. Yarns which are drawn without chafing, for example polycaprolaotam yarns, do not need to be heat treated.
It is recommended to use cylinders made of a material having a high adhesion friction for the threads such as wood, plastics, ceramics and in particular natural and synthetic rubbers.
When using cylinders whose wire goes around according to Figures 6 and 7 it is useful to provide the surface of the cylinders
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fine grooves perpendicular to the axis of the cylinder * The width and depth of the grooves and their spacing
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ment must correspond advantageously. roughly the diameter of the individual eyelets must be processed.
The temperature of the thermal fixation depends on the material of the yarns, the heat-up time and the properties desired for the yarns. As a rule, thermal fixing of the wires is carried out at a temperature of between 70 and 200 #.
According to the process according to the invention, it is possible
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crimping yarns of any high linear synthetic polymer, in particular linear polyesters, such as ethylene glycol pollterphthalete, volyesters derived from terephthalic acid and 1; 4-dimethylol-cyolohexane and the oopolyestera based on terephthalic acid and iaophthalic acid, in polyamides, such as polyoaproleoteme, polyamide derived from hexamethylenediamine and from adipic acid, as well as in linear polyolefins and in polysorylouitrile.
The following examples illustrate the present invention without, however, limiting it.
EXAMPLE 1
On a device such as that of figure 8 we
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deals with stretched polyamide multifilamenta derived from hexamethylenediamine and adidic acid with a titer of 45 denier. The winding speed is 100 m / min., Cylinder 9
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rotates at a circular speed of 150 m / min, while the angle of inclination P of the helical wire icon on cylinder 9 is 45. The yarns thus treated have a helical corrugation with 8 curves per centimeter of extended length.
EXAMPLE 2
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On a diedoaitit as shown in Figure 3 using the cylinder 9 in accordance with Figure 7, a bundle of 15 stretched multitilaments of polycaprolectem is treated.
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having a title of 400 deniers. The winding speed of the fila is 150 m / min and the circumferential speed of the cylinder
9 9 also 150 m / min. The wires pass over the cylinder / at a distance of 10 mm from each other. The inclination 0 the helix of the wires on the cylinder is 45. This gives the fila a helical undulation with 3 curves per centimeter of extended length.
EXAMPLE 3
On a device such as that of FIG. 9, unstretched multifilaments made of polycaprolactam are simultaneously drawn and crimped. The fila 1 pass from the reel 2, between the delivery cylinders 14, then around the controlled cylinder 9 then around a wafer 15 with detour cylinder 16 to finally go to the winding device 8. The wires arrive at a speed speed of 100 m / min and they are wound at a speed of 400 m / min so that they are stretched in the ratio of 1 4. The cylinder 9 is driven at the circumferential speed of 400 m / min and the cylinder 9 is driven at the circumferential speed of 400 m / min. angle of inclination of the wires on cylinder 9 is 45. It is not necessary to heat the threads during crimping.
Stretched 45 yarns were obtained having a corrugation with 6 curves per centimeter of extended length. The crimping of the threads withstands trauma well and is characterized by absolute thermal stability.
With the process according to the invention it is possible to communicate helical crimping to single and multi-threads with a high operating speed * - Since the threads no longer slide on the devices according to figures 6, 7 and 8 le crimping is very uniform. In addition, it is not difficult to achieve uniform thermal fixing of the yarns because a large number of parallel yarns can be processed.
In fact is very important for the subsequent dyeing, since small temperature differences in the heat treatment induce
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fluent on the dyeing power of the yarns which can give tissue and knitted vergée *
Yarns which during the drawing process have been trioded without heat treatment exhibit particularly favorable properties. Monofilaments treated according to the process according to the invention owe their elasticity to crimping. They are well suited for making elastic stockings for women.
When carpets are produced from continuous yarns having a helical corrugation according to the invention, a very dense and very stable creping is obtained. To produce a corrugation with very small bends it is advantageous to use yarns having a low count, for example 400 denier, and to combine these yarns behind the cylinder to have yarns of a higher count. for example 3,200 denier *
A bundle of yarns, crimped according to the invention, can be fed directly to a staple fiber cutting machine.
The fibers thus obtained have a helical crimp. They can be used for making rugs, and for stuffing quilts, foot covers, hoodies or the like.
In many fields of application it is advantageous to use latent crimped fila or staple fibers. They are worked in the non-crimped state. The crimp is then released under the action of heat. Such yarns and fibers can easily be prepared according to the process according to the invention if, for example, in an arrangement according to FIG. 9 a heat treatment is provided between the plate 15 and the winding device 8, so that the yarns are fixed in the extended state.
When such yarns are subsequently heated to temperatures above the fixing temperature, the helical corrugation is released.