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Fils filamentaires continus,procédé et appareil pour leur fabrication,
La présente invention se rapporte à des fils contenant un ou plusieurs filaments continus d matière polymère, et à un procédé et un appareil pour la fabrication de ces fils.
Les filaments de matière polymère sont fabriqués le plus avantageusement sous la forme de filements continus par des procédés de filature au mouillé, à sec ou à l'État fondu.'Ces filaments continus fabriqués de la façon classique sont essentiel- lement droits avec une régularité marquée, Dans les fils provenant de ces filaments continus, ces qualités facilitent le tasse- ment des filaments adjacents et le fil a une structure relati- vement dense et compacte.
Cette compacité a pour conséquence plusieurs propriétés indésirables de ces fils filamentaires conti- nus, par exemple un faible pouvoir couvrant, un faible pouvoir
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désolation thermique.un faible degré de volume et un toucher assez froid qui réduisent l'intérêt de leurs caractéristiques .avantageuses comme, par exemple, leur tenacité souvent excellen- te.
Par opposition, avec les fils filamentaires continus ceux qui proviennent de fibres coupées ont une résistance mécanique ' relativement réduite mais un pouvoir couvrant mieux développé, un meilleur pouvoir isolant thermique et un meilleur volume et un toucher plus doux, et on attribue généralement ces propriétés à la présence dans ces fils de fibres de longueur irrégulière et de nombreuses discontinuités.
Au cours de ces dernières dix années environ,de nom- breuses recherches ont donné lieu à un grand nombre de publications y compris des demandes de brevets, pour l'obtention de certaines des qualités désirables d'un fil de fibres coupées filé dans un fil filamentaire continu,et de nombreux procédés et dispositifs ont été proposés pour modifier un fil fila.nentaire continu et atteihdre ce but.
Ces fils filamentaires continus modifiés sont fabriqués de façon typique par des procédés suivant lesquels on traite un faisceau de filaments pour crêper ,boucler ou disperser d'une autre manière des filaments Individuels contenus dans ce faisceau et cette opération n'est pas normalement exécutée de façon entière-' ment intégrée avec le procédé d'extrusion et la fabrication de filaments continus constituant le fil.
Une raison qui peut être avancée pour justifier ce phé- nomène est la vitesse linéaire élevée des filaments extrudés qui est de l'ordre de 1200 mètres/minute dans le cas des filaments de polyamide ou de polyester. Cette vitesse élevée rend difficile de traiter les filaments en déplacement de façon appropriée. Une autre raison est en rapport avec la nature de nombreux filaments i fraîchement filés qui, du fait de leur faible orientation molé - culaire, ont généralement une faible'ténacité et ne convlennent par conséquent pas pour de nombreuses applications textiles.
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Dans le brevet du 10 juin 1965 de la Demanderesse intitulé "Fils en matière pulymère, procédés et appareils pour leur fabrication", on a décrit et revendiqué entre autres, un procédé pour fabriquer des fils filamentaires continus nouveaux à partir d'un ou plusieurs filaments continus, procédé entière- ment intégré à l'extrusion et à la formation du filament ou des filaments continus constitutifs.
Dans ce procédé, on fait passer un ou plusieurs fila- , ments continus fraîchement filés sur un corps rotatif s'amincis- sant de préférence vers une extrémité de telle manière qu'un manchon approximativement tubulaire comprenant une série de couches interconnectées se formé autour de la surface du corps, on retire continuellement le manches, du corps*dans le sens de son axe de rotation, de préférence à son extrémité amincie et on recueille le fil obtenu de façon régulière. La vitesse à la- quelle le manchon est retiré du corps rotatif doit non seulement être inférieure à la vitesse périphérique du corps mais aussi à sa vitesse de rotation pour permettre l'introduction d'une torsion dans le fil.
Chaque couche dans le manchon formé autour de la sur- face du corps rotatif comprend deux hélices de pas opposés reliées en série et lorsque le manchon est retiré de la surface du corps les deux hélices reliées d'une couche s'effondrent dans une direc- tion et sont simultanément allongées dans la direction d'enlève- ment en formant ainsi une longue boucle de structure complexe, Par conséquent, le fil qui provient du manchon comprend une mul- tiplicité de boucles s'étendant essentiellement axialement dont la majorité sont contenues sur au moins une partie de leur Ion- gueur dans une autre boucle, parce que le manchon est enlevé d'une manière régulière et progressive ,les couches s'écar-
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tant de la surfacé dans l'ordre suivant lequel elles y ont été assemblées.
Cette disposition des boucles s'étendant axialement est un facteur qui confère aux fils leurs excellentes caractéris- tiques de volume. Cependant, en plus de ce nid de boucles s'éten- dant axialement, le fil contient toujours un nombre variable de boucles généralement plus courtes qui émergent du nid de boucles alignées et qui en dépassent souvent vers l'extérieur dans des directions radiales. Ces boucles plus courtes qui dépassent radialement sont considérées Comme étant dérivées principalement de tours d'hélice enroulés de manière lâche lors-* . qu'ils sont présents dans le manchon et qui, sous l'influence de la force centrifuge provenant de la rotation du corps, sont projetés' vers l'extérieur en s'écantant de sa surface.
Ces boucles qui dépassent radialement sont souvent si nombreuses qu'elles confèrent au fil une zone périphérique distincte et un aspect chevelu ou duveteux.
La présence dans le fil de ces boucles faisant saillie radialement, en particulier lorsqu'elles sont présentes en nom- bre relativement important,, confère au fil certaines carac- téristiques indésirables. Par exemple, des fils contenant un nombre relativement important de ces boucles qui font saillie radialement ont une surface irréguliàre à contour frangé et un certain manque d'uniformité en section transversale. En outre, les tissus obtenus à partir de ces fils ont une certaine tendance à boulocher et peuvent avoir un toucher qui "accroche" qui peut être attribué aux boucles qui accrochent dans les doigts.
S'il était possible de réduire la mesure dans laquelle ces boucles qui font saillie radialement apparaissent,tout en conservant la dispositioh de boucles interconnectées s'éten-' dant axialement, ce qui confère un volume avantageusement élevé, l'utilité des fils filamentaires continus serait augmentée de maniéré correspondante.
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Un but de la présente invention est de fournir un fil filamentaire continu qui comprend une multiplicité de boucles interconnectées s'étendant essentiellement axialement qui, sans être soumis à un traitement après.sa formation,contient un nombre réduit de boucles qui font saillie radialement et possède en coupe transversale une uniformité supérieure à celle des fils filamentaires continus obtenus par le procédé décrit et revendiqué dans le brevet précité.
La réduction du nombre de boucles qui font saillie radialement dans les fils de l'invention apparaît généralement à l'oeil et au toucher et il est possibl.e de déterminer le nom- bre réel de boucles qui font saillie radialement dans les deux types de fil et dès lors d'exprimer la réduction en termes abso- lus. Cependant, on remarquera qu'à cause de la finesse des bou- cles et de leur nombre, en particulier dans un type de fil., la détermination directe du nombre réel de boucles qui font saillie radialement est une opération fastidieuse qui demande beaucoup de temps et qui n'est pas utilisable pour une mesure rapide et pratique de longs tronçons de fil. Une manière très simple et pratique de déterminer le nombre de boucles qui font saillie radialement dans un fil donné consiste à mesurer le freinage par l'air du fil.
Ainsi, bien qu'il soit connu que le freinage par l'air d'un fil est un phénomène complexe influencé par de nombreux facteurs variables, outre le nombre de boucles qui font saillie radialement, la Demanderesse a découvert que,du moment qu'une correction appropriée est apportée pour compenser l'effet du denier, le freinage par l'air d'un fil fournit une indication sûre du nombre de boucles qui font saillie radialement.
Dans la description et les revendications, le nombre de boucles qui font saillie radialement est exprimé au moyen du facteur de freinage par l'air du fil dans lequel elles sont présentes.
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Dès lors, la présente invention fournit un fil fila- mentaire continu qui comprend une multiplicité de boucles inter- connectées qui sont disposées essentiellement parallèlement à l'axe longitudinal du fil,caractérisé en ce que le fil possède un facteur de freinage par l'air tel que défini ici d'au moins 7,5.
Le fil est en outre caractérisé par le fait qu'il possède un facteur de volume qui n'est pas inférieur à 1,3 et un facteur de torsion d'au moins 3/4.
Le fil filamentaire continu de la présente invention peut être constitué presque entièrement par un réseau de boucles interconnectées qui sont alignées essentiellement parallèlement à l'axe longitudinal de la structure,avec une majorité de bou- cles contenues sur au moins une partie de leur longueur à l'in- térieur d'une autre boucle. En variante, le fil peut comprendre un,réseau relativement compact de boucles interconnectées s'éten- dant axialement dont la majorité sont contenues sur au moins une partie de leur longueur à l'intérieur d'une autre boucle et un certain nombre de boucles généralement plus cour- tes qui émergent du réseau relativement compact et qui sont enrou- lées autour de celui-ci pour former une gaine discontinue.
Bien que le nombre de boucles qui font saillie radia- lement soit très réduit dans le fil de la présente invention par rapport aux fils obtenus par le procédé décrit et revendiqué dans le brevet précité, ces boucles sont généralement encore présentes quoique leur nombre ne soit jamais suffisant pour con- férer àu fil un facteur de freinage par l'air de moins de 1,5.
Définitions
Le facteur de freinage par l'air est dérivé du freinage par l'air mesuré du'fil en lui appliquant une correction appro- priée pour l'augmentation observée du freinage par l'air avec l'augmentation du denier, et est calculé par la formule suivante: '
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Facteur de freinage par l'air = Freinage par l'air mesuré),4 x denier
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Le freinage par l'air d'un fil peut êre mesuré de manière pratique en introduisantun tronçon du fil dans un dispo- sitif à pendule et en déterminant le nombre d'oscillation qui se produisent entre deux amplitudes d'un côté tandis quele mouve- ment oscillant du pendule s'amortit.
Le pendule comprend un tron- çon de 2 mètres de fil fixé à une extrémité avec un poids de 4 g attaché à son extrémité opposée. Le pendule est alors mis en mou- vement avec approximativement la même 'impulsion dans chaque cas et le nombre de fois que le pendule se balance d'un côté entre une amplitude de 30 et 20 est déterminé. Plus l'amortissement du pendule est efficace, plus réduit sera le nombre d'oscillations entre les deux amplitudes. Le nombre d'oscillations entre les deux amplitudes représente Le freinage par l'air mesuré. facteur de volume .
Ce facteur est défini comme le pourcentage de modifi- cation dans le diamètre du fil lorsqu'on y applique une charge donnée et il peut être déterminé,de manière pratique au moyen d'une jauge d'épaisseur calibrée classique. Dans la description et les revendications, les facteurs de volume indiqués sont déter-' minés de la manière suivante :
Cinq tours du fil sont enroulés sous une tension de
0,01 g par,denier autour d'une plaque plate de 1 mm d'épaisseur et 10 cm de long, les boucles de l'enroulement étant écartées d'une distance de 2,5 mm. La plaque est supportée sur la platine (3/4 pouce, de diamètre) d'une jauge d'épaisseur calibrée clas- sique, les boucles du fil étant disposées symétriquement en tra- vers de la platine.
La plaque supérieure de 3/4'pouce (19 mm) de diamètre de la jauge est alors abaissée sur le fil sous une charge de 10 g et on effectue une lecture de la jauge à une valeur stable. Cette lecture indique l'épaisseur initiale appro-
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ximative du fil,le faible poids ayant peu d'effet sur le fil, sauf qu'il' aplatit toute i@régularité de surface mais étant néces- saire pdur obtenir une lecture.
La charge est alors augmentée jusqu'à 50 g et on effec- tue à nouveau une lecture de la jauge lorsqu'elle est stable. On détermine par les deux lectures sur la jauge d'épaisseur le pour- cent'age de diminution de diamètre qui résulte de l'application de la charge de 50 g. Ce pourcentage de diminution est en rapport , avec le volume de vides présents dans le fil et est dès lors une indication de son volume car plus il y a de vides présents dans le fil, plus grandesera la diminution du diamètre lors de l'appli- cation de la charge de 50 g.
Le pourcentage de diminution du diamètre est relativement élevé pour les fils volumineux de la présente invention qui ont une structure complexe'et il est de loin inférieur' pour des fils filamentaires continus, dans les- quels les filaments individuels sont étroitement serrés et dans lesquels il y a, par conséquent, peu de volume de vides.
Facteur de torsion
Ce facteur est défini (voir par exemple "Textile Terms and Definitions", 4ème édition,publié par le Textile Institute, Manchester) comme la torsion réelle divisée par la racine carrée du numéro coton. Le rapport entre le nunéro coton et le ,denier du fil est bien connu et une valeur de denier peut être facilement convertie en numéro coton correspondant.
La présente invention fournit en outre un procédé pour fabriquer un fil filamentaire continu suivant lequel on forme un filament .continu par l'extrusion d'une matière polymère, on fait passer le filament continu ainsi formé vers un corps rotatif autour de la surface duquel le filament s'enroule et dont la vitesse périphérique est suffisante pour appliquer une tension au filament, et pour amincir ce filament tandis qu'il passe vers le corps, on communique au filament au cours de son passage
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vers le corps un mouvement alternatif qui a pour effet d'enrouler le filament autour du corps sous la forme,d'un manchon, on retire continuellement le manchon de la surface du corps rotatif à une vitesse qui est inférieure à la vitesse périphérique du corps, on ,
retourne le manchon et on recueille le fil ainsi formé de façon régulière.
Le manchon peut être retourné simultanément avec son enlèvement de la surface du corps ou ultérieurement à cet enlè- vement. Cependant, il est très pratique de retourner le manchon plus ou moins simultanément avec son enlèvement du corps et ceci peut être effectué en déplaçant le manchon le long de la surface du corps de manière que sa direction de mouvement vers l'avant soit essentiellement parallèle à l'axe de rotation du corps et ensuite,lorsque le manchon quitte la surface du corps, de le tirer dans la direction ôpposée au travers d'un passage contenu à l'in- térieur du corps.
Les boucles généralement assez courtes qui font saillie normalement 'lors l'extérieur à partir de la masse princi- pale du manchon et qui sont.provoquées par la force centrifuge due à la rotation du corps, sont transférées par le retourne- ment de la périphérie à l'intérieur et, par conséquent, le fil obtenu possède une surface plus régulière et lisse, un toucher plus attrayant, une plus grande uniformité en section transversale et un freinage par l'air réduit comparativement au fil dérivé d'un manchon qui n'est pas retourné comme un gant.
La vitesse à laquelle le manchon est retiré du corps rotatif doit être inférieure à la vitesse périphérique du corps pour permettre au manchon de s'y accumuler. En outre, l'introduc- tion d'une torsion qui est nécessaire pour la stabilisation et ,le raffermissement du fil obtenu implique que la vitesse d'enlèvement doit toujours être inférieure à la vitesse de rotation du corps.
Normalement, dans la mise en pratique du procédé de l'invention,
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comme le corps rotatif a avantageusement des dimensions assez réduites la vitesse périphérique est inférieure à la vitesse de rotation et, dans ce cas, la vitesse périphérique fixe une limite supérieure pour la vitesse d'enlèvement. Lorsque la, vitesse périphérique dépasse la vitesse de rotation, c'est cette dernière qui fixe une limite supérieure pour la vitesse d'enlèvement. vemant.
Bien que la formation d'un fil filamentaire continu volumineux à partir d'un seul filament soit un point intéressant du procédé de l'invention, et que l'emploi d'un seul filament puisse être désirable du point de Vue économique ou pour fournir un fil qui a un denier final désiré, beaucoup plus d'un filament peuvent simultanément passer vers le corps rotatif et être assemblés di- rectement pour former un.fil filamentaire continu.
Comme le denier du fil filamentaire continu augmente avec le nombre de filaments qui le constituent.il existe une limite supérieure au nombre des filaments qui.peuvent être assem- blés pour formel un fil acceptable pour les applications textiles normales.
Pour la plupart des applications, le nombre de filaments passant simultanément vers le corps rotatif ne dépasse pas 50, bien que ce nombre puisse varier dans une certaine mesure suivant le denier réel des filaments.
L'invention procure également un appareil de fabrication d'un fil qui comprend un dispositif pour extruder une matière poly. mèret former un ou plusieurs filaments continus, un mécanisme à mouvement alternatif placé à une certaine distance à l'écart du dispositif d'extrusion et destiné à.communiquer un mouvement alter- natif au filament, un corps disposé de façon à tourner avec une vitesse périphérique suffisamment élevée pour appliquer une ten- sion au filament et assembler le filament autour de sa surface sous la forme d'un manchon,et un dispositif pour enlever le man-
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chon plus lentement que la vitesse périphérique du corps rotatif,
un dispositif pour retourner le mancho simultanément avec son en- lèvement de la surface ou après son enlèvement et un dispositif pour recueillir le fil ainsi obtenu.
Suivant.une forme pratique de l'appareil conforme à l'invention, le corps rotatif contient un passage s'étendant axialement et le manchon est retourné en le tirant au travers de ce passage dans une direction opposée à la direction du mouve- ment vers l'avant du manchon lorsqu'il se déplace le long de la surface du corps rotatif pendant son enlèvement.. Le même dispo- sitif qui agit sur le manchon pour le retirer de la surface du corps peut servir à le tirer au travers du passage s'étendant axialement et peut, en outre, servir à recueillir le fil qui est formé.
Le terme "filaments continus" utilisé dans le présent contexte et dans les revendications désigne des filaments qui ont une longueur indéfinie et qui, dans la pratique du procédé de l'invention,sont continuellement formés par extrusion à partir d'une source de matière polymère. Le terme ne comprend pas les fibres courtes couramment appelées "fibres coupées".
Dans un mode d'exécution de l'invention,les filaments continus sont extrudés par les orifices d'une filière à partir d'une source de matière polymère et un ou plusieurs des filaments continus passent le long d'un trajet.pratiquement défini,le plus souvent vers le bas, jusqu'à ce qu'ils soient presque entièrement solidifiés puissont dirigés par un mécanisme à mouvement alter- natif sur un corps rotatif autour duquel les filaments s'enroulent sous la forme 'd'un manchon comprenant un certain nombre d'hélices superposées et interconnectées.
Le manchon est continuellement déplacé le long de la surface du corps rotatif de manière que la direction de son mou- vement vers l'avant soit essentiellement parallèle à l'axe de
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rotation et plus ou moins simultanément avec son écartement de la surface du corps, sa direction de mouvement vers l'avant est in- versée et il est tiré au travers d'un passage s'étendant axiale... ment contenu dans le corps rotatif.
L'inversion de la direction de déplacement ainsi obtenue retourne le manchon et fait passer les boucles qui font saillie vers l'extérieur de la masse prin- cipale du manchon,lorsqu'il est assemblé autour du corps rotatif, à l'intérieur de la structure qui est tirée au travers du passage.. , sage. L'enlèvement du manchon de la surface du corps et sa traction au travers du passage sont effectués commodément par un dispositif d'envidage à vitesse constante qui fonctionne à une vitesse inférieure à la vitesse périphérique du corps et qui recueille le fil formé à partir du manchon qui est tiré au travers' de ce dispositif.
Le manchon qui se développe continuellement par apport des filaments passant vers le corps rotatir est également continuellement dévidé de la surface du corps de façon progressive et régulière de telle sorte qu'il peut être considéré comme un . assemblage momentané de filaments enroulés.
Le corps rotatif peut présenter différentes formes mais il est préférable que son profil soit tel qu'il s'amincisse dans le sens où le manchon est enlevé,ce qui facilite l'enlèvement du manchon sous la forme d'une structure cohérente intégrée, chose importante pour donner au fil certaines de ses caractéristiques essentielles,, Des corps rotatifs particulièrement appropriés sont . ceux qui ont une forme décrite par une génératrice rectiligne. Des exemples sont des corps coniques ou tronconiques ou essentiellement cylindriques, En ce qui concerne les corps de forme cylindrique on a obtenu des résultats particulièrement bons avec un corps cylindrique qui s'amincit légèrement (angle d'environ 5 ) vers l'extrémité où le manchon est enlevé.
Des corps de forme essentiellement hémisphérique ou para-
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bolique peuvent être également utilisés dans le procédé de l'in- vention.
Le corps peut être construit en métal, en matière plastique, en céramique ou en toute autre matière appropriée.
Avantageusement, le corps comprend un arbre d'une pièce avec lui, 'qui peut être creux,pour le relier à un dispositif d'entraînement approprié.
Le passage, lorsqu'il est prévu 'dans le corps pour faciliter le retournement essentiel au manchon, est de préférence disposé axialement à l'intérieur du corps, c'est-à-dire qu'il s'étend au travers du corps dans le plan de son axe. Le passage doit avoir un diamètre suffisamment grand pour recevoir le man- chon qui est tiré au travers du passage.
La vitesse périphérique, c'est-à-dire la vitesse de la surface du corps rotatif autour duquel s'enroule le filament sous la forme d'hélices superposées et interconnectées doit être d'un ordre de grandeur tel que le corps communique une tension au filament qui se dirige vers lui, L'application de la tension au , filament par le corps rotatif l'amincit sur la distance entre la face de la filière "et le point où le filament est pratiquement entièrement solidifié.
En outre, sous la force imposée par le corps rotatir, le filament est' accéléré tandis qu'il se rapproche du corps, Par conséquent, la vitesse de filature du filament qui est la vitesse du filament en un point où sa solidificationest prati- quement terminée et où son amincissement avec réduction du denier du filament a pratiquement cessé dépend directement de la vitesse périphérique du corps rotatif. Par conséquent, la vitesse de fila- ture du filament peut être réglée de façon directe et efficace.
Des filaments de certaines matières polymères, particulièrement des filaments dérivés de matières polymères organiques synthétiques telles que par exemple des polyamides, des polyesters, des poly- hydrocarbures, des polyuréthannes, des polycarbonates, etc, sont
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macromuléculairement orientés ainsi qu'amincis et accélérés par le corps rotatif. Le degré d'orientation développé dans les filaments fraîchement filés est en rapport avec la vitesse de , rotation périphérique en ce Sens que l'orientation est d'autant plus efficace que la vitesse est pius grande jusqu'à une cer- taine limite variable.
Par conséquent, lorsqu'on utilise des matières polymères organiques synthétiques dans l'invention, la filature et l'étirage peuvent être exécutés en une seule opération et le fil formé à partir du manchon retiré du corps rotatif contient des filaments continus étirés.
L'effet de différentes vitesses périphériques sur l'amin- . cissement, l'accélération et éventuellement l'orientation macromo- léculaire des filaments passant vers le corps sera décrit en détail dans un des passages du mémoire, mais on peut indiquer à ce stade que des vitesses périphériques intérieures à 2100 mètres par minute sont généralement associées à des fils dont les proprié- tés sont relativement inférieure$ par rapport à celles qu'on obtient en utilisant des corps tournant à une vitesse plus grande et la vitesse de filature des filaments est également faible, ce qui a pour conséquence une productivité laissant généralement à désirer.
Quant au mécanisme à mouvement alternatif, on peut uti- liser n'importe quel dispositif susceptible de communiquer au filament en déplacement un mouvement alternatif accélérant les filaments sur la longueur du corps rotatif en une série d'hélices superposées et interconnectées. Des mécanismes à mouvement alter- natifs convenant particulièrement sont ceux dans lesquels le fila- ment passe par un guide-fil contenu dans une barre à va-et-vient à laquelle un mouvement alternatif est communiqué par des moyens mécaniques, hydrauliques, électromagnétiques ou autres.
Les vitesses périphériques avantageusement élevées du corps rotatif imposent une limite inférieure à la vitesse du mou-
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vement alternatif pour obtenir des résultats satisfaisants du procédé et la formation d'un fil possédant de bonnes propriétés.
Cette limite inférieure du mouvement alternatif varie dans une large garnie suivant un certain nombre de facteurs variables compre- nant notamment la vitesse périphérique du corps rotatif. Il est préférable d'utiliser des vitesses de mouvement alternatif élevées par rapport aux vitesses normalement utilisées pour renvider des filaments continus en enroulements dans un métier de filature pour filaments continus. Dans ce dernier rôle, la vitesse du mouvement alternatif ne dépasse généralement guère 500 cycles par minute.
Par opposition, les vitesses de mouvement alternatif que l'invention amené à créer pour que le procédé fonctionne de façon régulière et qu'on obtienne un fil d'une utilité maximum, . sont généralement supérieures à 600 cycles par minute et de pré- férence à 1000 cycles par minute lorsque les mécanismes à va-et- vient sont utilisés en association avec les corps rotatifs ayant des vitesses périphériques comprises entre 2100 et 600 mètres par minute. '
Des vitesses de mouvement alternatif un peu moins éle- vées sont acceptables lorsque la vitesse périphérique du corps rotatif est inférieure à 2100 mètres par minute.
L'invention sera bien comprise en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
Les Fig, lA et B sont différentes représentations schématiques du même appareil utile pour ,la mise en pratique de l'invention;
Fig.2 à 4 sont des vues en perspective de corps de forme différente qui peuvent être utilisés comme corps rotatif dans l'appareil de la Fig.l; Fig.5 représente en plan un mécanisme à mouvement alter- natif qui peut être utilisé dans l'appareil de la Fig.l;
Fig. 6 est un autre mécanisme à mouvement alternatif qui
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peut être utilisé dans l'appareil de la Fig.1; .
Fig.? est une représentation schématique de la forme que prend un filament enroulé en une couche autour du corps rotatif;
Fig.8 est une vue développée de la forme de la Fig.7; ,
Fig. 9-10 sont des vues schématiques et idéalisées illus- trant la structure du manchon qui se forme autour du corps rota- tif et le rapport entre les différentes couches de celui-ci sur le corps et à mesure que le manchon est enlevé et est retourné en étant tiré au travers d'un passage s'étendant axialement dans le corps ;
Fig.11 est une vue schématique illustrant en détail et de façon plus ou moins idéalisée le rapport entre deux couches du manchon dans la région où le manchon se détache du corps rota- tif et est retourné ;
Fig. 12 est une vue schématique semblable à la Fig. 11 mais montrant comment les couches constituant le manchon peuvent être modifiées dans les conditions de travail et l'effet du retour- nement sur les couches lorsqu'elles sont enlevées. La vue repré- sentée se rapproche davantage de la structure qui est réellement celle existant dans le manchon ; Fig.13 est une vue schématique à beaucoup plus grande échelle d'une partie de la mèche de boucles provenant du manchon après qu'il a été détaché du corps rotatif et illustre le rapport entre les différentes boucles constituant Cette mèche et la struc- ture des boucles individuelles;
Fig. 14 est une vue schématique similaire à la Fig. 13 mais à une échelle réduite et montre comment les diverses boucles agissent entre elles pour produire une structure plus complexe et compacte que ceile indiquée dans la figure précédente;
Fig. 15 est une photographie d'un modèle d'une certaine longueur de fil fabriquée suivant l'invention observée au micro- scope ordinaire;
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Fig. 16 est une photographie d'un modèle d'une cer- taine longueur de fil obtenue suivant le procédé décrit et reven- diqué dans le brevet précité lorsqu'il est observé au microscope ordinaire et est incluse à titre de comparaison;
Fig. 17-19 sont des photomicrographies au grossissement de 10 fois de certaines longueurs de fil fabriquées suivant le procédé suivant le procédé indiqué dans les différents exemples qui suivent, et,
Fig. 20 est un graphique montrant comment le freinage par l'air mesuré de la manière décrite ici augmente avec le denier du fil et cette figure permet égalementune comparaison entre le freinage par l'air de fils conformes à l'invention, de fils de fibres coupées filés de manière correspondante et de fils obtenus par le procédé décrit et revendiqué dans le brevet précité.
Se référant aux Figs 1A et B ,un filament continu frai- che filé- désigne pa:.' le chiffre de référence 20 est extrudé par un orifice (non représenté) dans une filière 21, dans de l'air à la température ordinaire. Le filament extrudé après refroidissement et solidification au cours de son passage descendant à travers l'air est enroulé autour de la surface continue d'un corps 22 qui a la forme d'un cône tronqué . Le corps 22 contient un passage s'étendant axialement 23 qui est formé en forant un trou de 1/2 pouce (13 mm) de diamètre au travers du corps à partir du nez vers la partie la plus large dans le plan de son axe longitudinal.
Le corps contient également un arbre solidaire creux 24 qui est relié à un mécanisme d'entraînement approprié (non représenté) qui fait tourner le corps. La vitesse périphérique, c'est-à-dire la vitesse de la surface du corps rotatif, qui sera appelée dans la suite de la description,un rouet, est suffisamment élevée pour , appliquer une tension au filament et, par conséquent, pour l'amin- cir pendant son passage'entre la filière et le rouet.
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Le filament continu au cours de son mouvement descendant passe - par le guide-fil (non représenté) d'un mécanisme à va-et-vient généralement désigné par le chiffre de référence 25 placé à une faible distance au-dessus de la surface du rouet. Le mécanisme à va-et-Vient communique au filament en déplacement un mouvement alternatif dans un plan normal à la direction moyenne du dépla.: ement du filament et parallèle à l'axe longitudinal du rouet 22.
Par suite de de mouvement alternatif communiqué au filament, \ celui-ci est enroulé sur la surface du rouet depuis une extrémi- té jusqu'à l'autre sous la forme d'une série d'hélices inter- connectées qui s'accumulent en un manchon tubulaire aminci 26. Le manchon qui se développe par l'enroulement du filament avançant de façon continue est progressivement enlevé ,de la surface incli- née du rouet, et ensuite en travers du passage 23, sous l'effet de la force imposée par un dispositif d'enroulement classique.
L'inversion de la direction du mouvement vers l'avant qui se produit plus ou moins simultanément avec l'enlè- vement du manchon de la surface du rouet effectue le retournement du manchon. Grâce au retournement du manchon, les boucles de longueur relativement courte qui font saillie vers l'extérieur à partir de la masse principale du manchon lorsqu'il est sur le rouet et qui sont constituées principalement par l'action de la force centrifuge sur les tours enroulés de manière lâche des hélices sont transférées de la périphérie vers l'intérieur.
L'enlèvement du manchon de la surface du rouet et son mouvement vers le bas dans le passage est associé non seulement avec son retournement mais également avec son effondrement du fait qu'il cesse d'être supporté par la surface du rouet, et son allongement sous l'influence de la force de traction exercée par le dispositif d'envidage dans la direction axiale. La somme de ces effets four- nit une mèche 27 de boucles interconnectées qui comprend une masse de boucles relativement longues de structure complexe qui entou- rent une bande mince de boucles uniques généralement plus cour- tes qui sont situées le long du grand axe de la mèche ou
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parallèlement à cet axe et dont les éléments pénètrent dans les branches des boucles extérieures plus complexes.
Le mou. vement de rotation du rouet introduit une torsion dans la mèche entraînée suivant l'axe de rotation. L'introduction de la torsion. commence dans la région où la mèche s'écarte de la surface du roùet et descend le long de la mèche sur une distance variable souvent jusqu'à ce qu'une barrière de torsion soit rencontrée. L'anneau de guidage en céramique 28 par lequel passe la mèche 27 constitue une telle barrière et on observe que dans la plupart des cas la torsion est presque entièrement communiquée avant le passage de la ,mèche par cette barrière: Le fil 29 ainsi obtenu est enroulé sous la forme d'un bobinage à extrémités amincies sur un appareil de renvidage connu utilisant un .mécanisme à va-et-vient (non représenté).
Comme on l'a illustré, le fil est disposé sur une bobine 30 dont la surface est entraînée par un rouleau 31 pour former un enroulement . de fil 32.
La vitesse de la bobine d'envidage du fil qui règle pra- tiquement la vitesse à laquelle le manchon est entraide hors du rouet 22 est toujours bien inférieure à la vitesse de rotation du rouet. Cette vitesse est toujours maintenue constante au cours d'une opération déterminée et en rapport avec la vitesse de rota- , tion du rouet suivant les caractéristiques désirées pour le fil, . par exemple le degré de torsion.
Le rouet autour duquel, le filament est enroulé sous la forme d'un manchon et qui applique une tension au filament, l'allon- geant ainsi continuellement à une vitesse plus grande que la vitesse ,d'extrusion est généralement profilé de façon à s'amincir dans le . sens où le manchon est enlevé afin que celui-ci puisse être enlevé régulièrement sous la forme d'une structure cohérente et intégrale.
Les Fig. 2 à 4 sont des représentations en perspective .de rouets utilisés en pratique avec succès dans l'invention dans l'appareil de la Fig. 1.
Chacun dès rouets a.une construction creuse légère avec une surface continue et est exécuté en alliage d'aluminium à grande
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ténacité.
L'arbre creux d'une pièce avec le rouet sert-à le relier à .un dispositif d'entraîmement approprié; avantageusement un moteur électrique, qui le fait.tourner,
Le rouet tronconique de la Fig. 2 présente les dimen- sions suivantes:
EMI20.1
<tb> Diamètre <SEP> maximum: <SEP> 3 <SEP> 1/4 <SEP> pouces <SEP> (82,5 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> minimum <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 1/4 <SEP> pouce <SEP> (32 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Longueur <SEP> le <SEP> long <SEP> de <SEP> l'axe: <SEP> :.3 <SEP> 1/8 <SEP> pouces <SEP> (79,5 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Angle.de <SEP> déclinaison:
<SEP> ' <SEP> 19
<tb>
<tb>
<tb> Angle <SEP> de <SEP> déclinaiso <SEP> 19 <SEP> pouce <SEP> (13
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> interne <SEP> passage <SEP> 1/2 <SEP> pouce <SEP> (13 <SEP> mm)
<tb>
<tb> Le <SEP> rouet <SEP> en <SEP> forme <SEP> de <SEP> balle <SEP> de <SEP> fusil <SEP> de <SEP> la <SEP> Fig. <SEP> 3
<tb>
présente les dimensions suivantes:
EMI20.2
<tb> Diamètre <SEP> maximum: <SEP> 3 <SEP> pouces <SEP> (76 <SEP> mm)
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> minimum: <SEP> ' <SEP> 1 <SEP> 1/8 <SEP> pouce(28,5 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb> Longuéur <SEP> le <SEP> long <SEP> de <SEP> l'axe: <SEP> 2 <SEP> pouces <SEP> (51 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb> Angle <SEP> de <SEP> déclinaison:
<SEP> 3
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> interne <SEP> du <SEP> passage <SEP> 1/2 <SEP> pouce <SEP> (13 <SEP> mm)
<tb> Le <SEP> rouet <SEP> essentiellement <SEP> cylindrique <SEP> légèrement <SEP> coni-
<tb>
que de la Fig. 4 présente les dimensions suivantes :
EMI20.3
<tb> Diamètre <SEP> maximum: <SEP> 2..7/8 <SEP> pouces <SEP> (73 <SEP> mm)
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> minimum: <SEP> 2 <SEP> 5/8 <SEP> pouces <SEP> (66,5 <SEP> mm)
<tb>
<tb> Longueur <SEP> le <SEP> long <SEP> de <SEP> liaxe: <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> pouce <SEP> (38 <SEP> mm)
<tb>
<tb> Angle <SEP> de <SEP> déclinaison:
<SEP> 4
<tb> Diamètre <SEP> interne <SEP> du <SEP> passage, <SEP> 1/2 <SEP> pouce <SEP> (13 <SEP> mm)
<tb> L'emplacement <SEP> du <SEP> rouet <SEP> par <SEP> rapport <SEP> à <SEP> la <SEP> filière <SEP> n'est
<tb>
pas critique et le procédé peut fonctionner avec le rouet sur la même ligne verticale que la filière ou décalé par rapport à celle-ci
En termes de distance de la filière, le rouet doit être placé au delà du point où le filament descendant s'est pratique- ment solidifié, sans cela le filament peut se rompre en fibres discontinues lorsqu'il:
entre en contact avec le rouet et lorsque plusieurs filaments sont attirés sur le rouet, les'filaments. adjacents peuvent se souder parce que ladurée de refroidissement
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est insuffisante.'Dans le cas particulier des filaments provenant de polymères filés à l'état fondu, par exemple de polymères orga- niques synthétiques tels que les polyamides, les polyesters, les polyhydrocarbures, etc, le rouet doit être placé au delà de la .région de la longueur du filament extradé où le filament en voie de solidification est dans un état de transition entre l'état solide et l'état liquide.
L'amincissement du filament est effec- tué principalement dans cette région car l'effort imposé par le rouet remonte le long du filament et localise l'amincissement , dans cette région. Dans cette région de transition, on peut voir le filament accélérer et se tendre en se déplaçant dans le sens de sa longueur à grande vitesse. L'emplacement idéal pour le rouet est déterminé par des expériences simples au cours desquelles on'modifie sa position jusqu'à ce qu'il amincisse bien les filaments mais ne les sasse pas et ne les soude pas.
Dans le cas de filaments de polyhexaméthylène adipamide, de téré. phtalate de polyéthylène 'et de polypropylène, le rouet peut être placé à un endroit-quelconque entre 18 pouces (450 mm) et 10 pieds '(3m) en dessous de la face de la filière*
Lorsqu'on utilise des filaments provenant de poly- mères organiques synthétiques tels que les polymères énumérés ' plus haut, la vitesse périphérique du rouet est suffisamment élevée pour orienter macromoléculairement les filaments aussi bien que pour les amincir.
La vitesse périphérique nécessaire pour amincir et orienter les filaments dans la mesure voulue, vitesse en rapport avec les caractéristiques constructives du rouet, ses dimensions et sa vitesse de rotation, varie suivant le polymère filé et les conditions de traitement telles que la viscosité du poly- mère à la'sortie, en d'autres mots la viscosité à l'état fondu au moment de l'extrusion, la vitesse d'extrusion'et la distance linéaire entre la'face de la filière et le rouot.
En ce qui concerne les filaments de polyhexaméthylène
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adipamide, de, téréphtalate de polyéthylène et de polypropylène, un degré raisonnable d'orientation macromoléculaire,mis en évidence par des mesures de biréfringence et des propriétés telles que la té- nacité. et l'extensibilité pa@ent êtreobtenues des vitesses périphériques supé' rieures à 2100mmètres par minute. Les vitesses périphériques
Inférieures à 2100 mètres par minute donnent des filaments de faible ténacité et d'utilité limitée.
Là ténacité des filaments peut être améliorée en étirant les fils qui les contiennent mais comme ceci exige une opération supplémentaire, on préfère utiliser des vitesses périphériques plus élevées et recueillir les fila- . ments étirés sous forme de fil. A plus de 2100 mètres par minute, . la vitesse périphérique peut être augmentée jusqu'à ce que des casses excessives de filament se produisent. La vitesse périphérique maximum qui peut être utilisée sans.casse excessive de filaments : , est principalement déterminée par la vitesse d'extrusion. Lorsque des casses excessives de filaments à la filière se produisent pour une vitesse périphérique donnée, on peut les réduire et rendre possible cette vitesse périphérique en utilisant des vitesses d'extrusion plus élevées.
L'orientation macromoléculaire bien développée prove- 'nant des vitesses périphériques élevées est assooiée à une ré-., duction du denier des filaments et par conséquent on doit attein- dre un compromis entre l'orientation et le denier des filaments, Avec des polymères comme le polyhexaméthylène adipamide, le poly- ' éthylène téréphtalate et le polypropylènè, des vitesses périphé- riques de 2.700 à 6. 000 méfies par minute donnent des deniers de filament compris entre 1,2 et 6 principalement suivant la vitesse d'extrusion. Comme les filaments qui ont un denier infé- 'rieur à 1 ne sont pas très utiles, cette réduction du denier impose également une limite supérieure à la vitesse périphérique ! du rouet, ,' .
Des vitesses périphériques plus élevées .du rouet , essentielles pour un -fonctionnement satisfaisant du
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procédé lorsqu'on utilise comme source de filaments des poly- mères organiques synthétiques macromoléculairement orientables filés à l'état fondu, sunt également,avantageusement utilisées avec d'autres matières polymères. Et ce, en raison de l'équi- valence entre la vitesse périphérique et la vitesse de filature.
Dès lors,des vitesses périphériques élevées sont associées à une plus grande productivité et à des conditions de procédé 'économiquement favorables.
Comme la vitesse périphérique du rouet est déterminée par ses dimensions, en particulier son diamètre dans la région où. le filament est amené autour du rouet et sa vitesse de rota- tion, une vitesse périphérique peut être atteinte soit en faisant tourner un rouet relativement petit à une vitesse relativement grande ou en faisant tourner plus lentement un grand rouet.
Considérons par exemple le rouet représenté à la Fig. 4. A une vitesse de rotation de 20. 000 tours par minute ,sa vitesse périphérique au bord où son diamètre est 2 7/8 pouces (73 mm) est d'environ 4.500 mètres par minute. Une vitesse périphé- rique équivalente peut être obtenue en utilisant un rouet de .. .,forme cylindrique semblable mais ayant un diamètre de 6 pouces (150mm) en le faisant tourner à 9500 tours par .minute. L'emploi d'un ,rouet relativement grand pour atteindre une grande vitesse péri- phérique entraîne ---.-certaines difficultés.
Par exemple, comme la longueur des segments s'étendant dans le sens de l'axe,du fil est directement en rapport aveo la longueur des filaments enrou- lés autour du rouet en un seul mouvement alternatif, le fil qui provient du manchon dévidé d'un rouet de grande dimension (grande longueur et/ou grand diamètre) tend à contenir de longues boucles ce qui exerce un effet nuisible sur la structure du, fil et ses propriétés. En outre, des difficultés, peuvent être rencontrées lorsqu'on tente d'enlever le manchot du rouet de façon régulière ,et progressive. En outre, un corps de grandesdimensionsa une vitesse d'éclatement plus basse et occupe une plus grande partie
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de l'espace limité en dessous d'une cellule de filature qu'un , rouet plus petit.
Pour ces raisons et pour d'autres, il est préférable d'obtenir les vitesses périphériques élevées désirées en faisant tourner un rouet relativement petit à grande vitesse. L'emploi de' grandes vitesses de rotation pour le rouet est également avanta- geux d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite au point de vue de l'introduction nécessaire de la torsion dans , la mèche de boucles provenant du manchon enlevé du rouet.
Pour bien faire-comprendre l'expression !'rouet relati- vement petit" on trouvera ci-après les dimensions des rouets représentés aux Fig. 2 à 4..
La rotation de ces rouets à 18.000 tours par minute donne des vitesses de rotation périphériques au bord de 4.587 ,
4.239 et 4.071 mètres par minute respectivement, ce qui suffit lorsque des polymères organiques synthétiques filés à l'état fondu sont traités pour obtenir un degré utile d'orientation' macromoléculaire.
Ces rouets conviennent pour accumuler sous la forme d'un manchon jusqu'à 25 filaments ayant des deniers jusqu'à 6 et le manchon peut être facilement enlevé du rouet 'de façon régu- lière et progressive .
La limite supérieure des dimensions du rouet compati- ble avec l'enlèvement régulier et progressif du manchon et la formation du fil le plus satisfaisant dépend de facteurs tels que le profil du rouet, la vitesse de rotation et la vitesse du mouvement alternatif, mais dans le cas de rouets de grand diamètre on assiste à une plus forte tendance du fil à s'arra- cher dU manchon par à-coups au cours de son entraînement;
cet arrachement par à-ooups entraîne la formation d'un fil boutonné de denier irrégulier et par conséquent d'utilité limitée et également entraîne des casses fréquentes de filaments avec interruption du prooédé..
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comme on l'a déjà mentionné, le filament descendant est guidé à travers un mécanisme de va-et-vient qui anime le filament d'un mouvement alternatif de façon à l'étaler sur la surface du rouet sous la forme d'un manchon comprenant une ,série d'hélices superposées et interconnectées, un mécanisme à va-et-vient étant placé à une faible distance au-dessus du rouet.
S'il est placé trop loin du rouet, le dispositif à va-et-- vient perd un certain-degré de son efficacité et étale moins bien le filament sur la surface du rouet tandis que s'il est trop proche du rouet, on peut rencontrer des difficultés lors- qu'on désire enfiler le fil-dans l'appareil.
L'endroit optimum pour le mécanisme à va-et-vient est déterminé en l'écartant du rouet jusqu'à ce que l'enfilage puisse être effectué sans difficulté Lorsqu'on travaille aveo des mécanismes à va-et- ' vient du type dans lequel le filament passe par un guide-fil contenu dans une barre à va-et-vient commandée par un dispositif mécanique, hydraulique, électromagnétique ou autres et qu'on utilise le rouet représenté aux Fig. 2-4, la distance optimum est comprise entre 25 et 150 mm. au-dessus du rouet et . le plus souvent 37 à 100 mm.. au-dessus de lui.
Pour une mise en oeuvre particulièrement satisfaisante du prucédé de l'invention, il est désirable que la mécanisme à va-et-vient ait une vitesse de va-et-vient élevée par rapport aux vitesses de va-et-vient couramment utilisées pour le renvi- dage de filaments continus en enroulements sur un métier de filature de filaments continus. Un dispositif à va-et-vient qui peut déplacer le filament dans les deux sens le long du rouet à grande vitesse et qui convient pour l'appareil de la
Fig. 1 est représenté en plan à la Fig. 5, , .
Se référant à cette figure, le mécanisme à va-et-vient comprend une barre de métal mince 33, dont une extrémité 34 est . serrée sur l'extrémité d'un bloc de fer en forme.de U 35 et l'au- tre extrémité 36 porte un guide-filament léger à deux-branches 37
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exécuté en doigts de matière céramique de 1,6 mm de diamètre et 13 mm. de longueur. Le bloc de fer 35 sert de noyau pour un électro-aimant désigné d'une manière générale par le chiffre de référence 38 et sa partie 39 est entourée d'un fil métallique formant un bobinage 40 qui est relié par '' un transformateur variable à une source ('non représentés) four.... nissant 50 cycles de courant alternatif par seconde.
Un redresseur ! à diode au silicium 41 est monté en série avec le bobinage de
1'électro-aimant de façon à ne laisser passer qu'un demi-cycle de courant sur deux. Le flux induit dans le noyau de fer 35 com- munique un mouvement alternatif à la barre 33 qui est équilibrée de façon à se déplacer vers l'avant et vers l'arrière à la vitesse désirée de 50 cycles par seconde en réglant sa longueur libre.
Le mouvement alternatif est sinusoïdal avec une amplitude (sommet à sommet) d'environ 38 mm.
La Fig. 6 représente un autre mécanisme à va-et-vient à grande vitesse qui est mécanique plutôt qu'électrique et qui peut être utilisé dans l'appareil de la Fig. 1.
Dans sa forme essentielle, ce mécanisme à va-et-vient comprend un dispositif pour transformer le mouvement rotatif d'une bielle en un mouvement reotiligne, ce dernier étant appli- qué à une barre à va-et-vient par une articulation et utilisant . une fourchette' pour éliminer l'irrégularité du mouvement commune à tous les dispositifs ordinaires à embiellage. Se référant à cette figure, le filament passant vers le rouet traverse un guide- fil en céramique 42 attaché à une extrémité d'une barre de va-et- vient 43 en tube d'acier léger qui pivote à son autre extrémité , sur un support 44. La barre à va-et-vient est également fixée sur un barreau 45 par une goupille 46 qui peut se déplacer dans une fente longitudinale 47 de la barre à va-et-vient.
Il ressort de l'examen de la figure que si l'on anime d'un mouvement aller-. natif la barre 45, un mouvement semblable se communique à la barre à va-et-vient. Pour obtenir ce mouvement alternatif, la
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barre 45 est fixée sur une tête transversale 48 ,dans laquelle est ménagée une fente 49 où coulisse un bloc 50. Le bloc est relié par une goupille 51 à une bielle 52 attachée à une extré- mité d'un axe 53 qui tourne à une vitesse uniforme sous l'in- fluence d'un moteur électrique commandé par un transformateur variac (non représentés). Ainsi, grâce à cet embiellage rotatif, on transmet un mouvement alternatif continu par le barreau à la barre de va-et-vient qui se déplace d'avant en arrière en décri- vant un arc.
Du fait de sa simplicité, ce mécanisme de va-et- vient est d'un fonctionnement sûr et oapable d'atteindre des vitesses de va-et-vient pouvant atteindre 100 cycles par seconde.
Le mouvement est essentiellement sinusoïdal et sa vitesse peut être facilement modifiée et l'amplitude réglée, cette dernière suivant la longueur du rouet sur lequel s'enroule le filament.
En fonctionnement, la barre à va-et-vient dans les mécanismes représentés aux Fig. 5 et 6 est placée dans un plan horizontal essentiellement perpendiculaire au grand axe du rouet de façon que le filament passant par le guide-fil soit animé d'un mouvement alternatif sur la longueur du rouet.
Des mécanismes à va-et-vient autres que les deux méoa- nismes représentés peuvent être utilisés et il n'est pas nécessai- re que le mouvement alternatif soit communiqué au filament par son passage par un guide-fil contenu dans une barre mobile. Par exemple, le mécanisme à va-et-vient peut être pneumatique, le filament passant par un dispositif où il est soumis à un jet d'air transversal.dont le sens est rapidement et continuellement inversé.
Un effet semblable peut être obtenu éleotrostatiquement en faisant passer le filament entre deux plaques dont la polarité est rapidement et continuellement inversée.
Comme le mécanisme à va-et-vient communique au fila- ment un mouvement axial et du fait du mouvement rotatif du rouet, le filament s'enroule autour du rouet en une série d'hélices
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interconnectées et superposées qui forment un manchon approxi- mativement tubulaire autour du rouet,
La Fig. 7 est une représentation schématique de la configuration adoptée par un filament enroulé autour du rouet en un cycle de va-et-vient complet. Initialement, le filament avance le long du rouet dans un sens bous la forme d'une hélice à droite 54.
Au point X qui correspond à l'extrémité d'extrême droite du cycle à va-et-vient se présente une inversion du sens de déplacement du filament le long du,rouet et une seconde hélice
55, dans ce cas une.. hélice à gauche, qui recouvre la première se forme. Les deux hélices contiennent le même nombre de spires , et ont la même longueur qui correspond approximativement à l'am- plitude du mouvement alternatifs La structure résultant d'un seul mouvement de va-et-vient complet comprend les deux hélices inter- .
oonneotées et superposées 54 et 55 de.pas contraire bien qu'en- gendrées dans le même sens de rotation. Cette double structure en hélice constitue une couche du manchon qui s'accumule sur le rouet et pour la facilité de la description le terme "couche" sera utilisé pour désigner la double structure en hélice formée par un mouvement de va-et-vient complet.
Une couche projetée sur une surface plane comme dans le plan développé de la Fig. 8 décrit une série de courbes en- chaînées dont la configuration est semblable à certaine types de "figures de lissajou" connues en mathématique. La configu- ration du filament dans une couche se retrouve dans la structure de segments s'étendant dans le sens de l'axe du fil comme on l'expliquera en détail plus loin.
La structure caractéristique du fil de l'invention ' et les propriétés qu'il possède dépendent de la formation sur le rouet d'un assemblage transitoire boue la forme d'un manchon constitué d'un grand nombre de couches provenant chacune d'un , seul mouvement alternatif de l'enlèvement régulier et pro- , gressif du manchon du rouet, et de son retournement d'une manière contrôlée.
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Lorsqu'on utilise les grandes vitesses périphériques avantageuses pour le rouet, la formation de ce manchon en suppo- sant la vitesse d'enlèvement réduite habituelle,dépend d'une grande vitesse du mouvement de va-et-vient du mécanisme à mou- , vement alternatif.
En outre, l'angle d'hélice dans la couche est déterminé par la vitesse périphérique du rouet,par le profil du rouet et par la vitesse du mouvement alternatif du mécanisme à va-et-vient et une grande vitesse de va-et-vient se traduit par un angle d'hélice relativement grand. Lorsqu'on utilise le mécanisme à va-et-vient de la Fig. 6 avec une vitesse de va-et-vient de
80 cycles par seconde et le rouet de la Fig.
4 avec une vitesse périphérique de 4.500 mètres par minute les filaments au point -intermédiaire du va-et-vient se croisent sous un angle de 18 ,
Une valeur élevée pour l'angle d'hélice augmente l'inter- connexion par frottement entre les couches successives et entre les deux hélices de la même couche et aligne les termes de l'hé- lice dans des positions convenant mieux pour l'enlèvement.
La vitesse de va-et-vient minimum compatible avec la formation d'un fil satisfaisant et le fonctionnement régulier du procédé dépend des caractéristiques de construction du rouet, de ses dimensions, de sa vitesse périphérique, de la vitesse à la- quelle le manchon est enlevé du rouet et d'autres facteurs varia- bles semblables.
En ce qui concerne le mécanisme à va-et-vient des Fig. 5 et 6 lorsqu'on l'utilise avec les rouets représentés aux Fig. 2-4 et d'autres rouets de dimensions semblables fonction- nant à des vitesses périphériques comprises entre 1.500 et 6.000 mètres par minute ,le manchon ét'ant enlevé à une vitesse pouvant atteindre 500 pieds (150 m) par minute la vites- se de va-et-vient peut varier dans une large gamme supérieure à
600 cycles par minute et de préférence supérieure à 1000 cycles
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par minute.Des vitesses de va-et-vient inférieures à 600 cycles par 'minute sont associées à des casses fréquentes dans le procédé et fournissent un fil boutonné de denier irrégulier et, par conséquent, d'utilité limitée.
Avec des Vitesses périphériques inférieures à
7000 pieds (2100 m) par,minute la'vitesse de va-et-vient peut être inférieure à 600 cycles par minute dans une mesure correspondante et fournir encore un fil raisonnablement uniforme dont les propriétés sont bonnes.
Pour obtenir le fil désiré à partir du manchon approxi- mativement tubulaire qui se forme autour du rouet,il est nécessaire . tout d'abord d'enlever progressivement les couches de l'intérieur du manchon et ensuite de retourner les couches comme un gant de manière,' contrôlée,On y arrive en tirent à l'aide du dispositif d'envidage le bout étroit du manchon le long de la surface inclinée du rouet et ensuite le long du passage prévu dans le rouet,Les couches à l'inté- rieur du manchon sont généralement enlevées dans l'ordre où elles ont été assemblées autour du rouet.Toutefois,par suite de l'interaction due au frottement et par suite de la cohérence entre les couches .adjacentes attribuable aux grandes vitesses de va-et-vient uti- lisées ,
un effort de traction est exercé par une couche donnée à mesure qu'elle se déplace sur les couches successives de telle sorte que le manchon tout entier descende le long de'la surface inclinée du rouet et'se déplace le long du passage sous la forme d'une structure d'une seule pièce.
Pendant l'inversion de la direction du mouvement vers l'avant provoqué par cette suite d'opérations, les couches sont retour- nées et comme le manchon se déplace sous la forme d'une struc- ture d'une seule pièce, ce retournement est effectué d'une manière contrôlée. Le manchon est essentiellement ùn assemblage transitoire puisqu'il se développe continuellement par dépôt de couches sup- plémentaires à sa surface extérieure et est simultanément et continuellement réduit par enlèvement des couches de sa surface intérieure.
Lorsque l'enlèvement des Couches a commencé et à
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.condition de maintenir une vitesse de renvidage constante, on atteint un état d'équilibre entre l'accumulation des couches dans le manchon et leur enlèvement sous la forme d'une mèche de boucles.
Le manchon présent sur le rouet après le début de l'en. lèvement des couches comprend un certain nombre de couches disposées en superposition mais avec des couches successives décalées les unes par rapport aux autres,
Les fig. 9 et 10 représentent de façon schématique et idéalisée le rapport entre los couches enchaînées successives sur le rouet et illustrent les phénomènes qui se produisent au cours de l'enlèvement du manchon du rouet de son retournement et de son effondrement en une mèche de boucles lorsqu'il se déplace dans le passage.
Dans la coupe schématique 'le la fig. 9, une couche 56 qui vient d'être déposée recouvre la couche 57 déposée immédia- tement avant mais qui dans l'intervalle de temps depuis sa forma- tion est descendue le long de la surface inclinée du rouet sous l'effort de traction exercé par la couche 58 qui s'est complète- ment détachée de la surface du rouet.
L'extrémité antérieure de la couche 57 est attirée pour se déplacer le long du passage sous l'effort de traction exercé par la couche 59 qui s'est complètement écartée de la surface du rouet et,du fait de l'inversion au mouvement vers l'avant qui se produit plus ou moins simultanément avec le mouvement d'écarte- ment de la surface, a été retournée . Les boucles relativement cour- tes dont aucune n'est représentée mais qui sont toujours présentes dans n'importe quelle couche et qui en dépassent vers l'extérieur lorsque celle-ci se trouve a la surface du rouet sont ramenées, du fait du retournement, à l'intérieur de la mèche de boucles.
Dans la coupe transversale de la fig. 9, le manchon dans lequel on n'a représenté que deux couches est une structure tégulée avec les couches interconnectées disposées l'une sur
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-l'autre Nais avec un décalage entre les couches. Comme chaque couche comprend deux hélices interconnectées et superposées engen- drées autour du rouet servant de châssis, la structure réelle du manchon ressemble plus étroitement à celle qui est représentée en vue de côté à la fig. 10, chaque couche étant contenue sur une partie variable de sa longueur dans la couche assemblée immé- diatement après et à laquelle elle est enchainée.
Ainsi, la couche 27 est contenue sur une partie de sa longueur dans la couche 56, les deux couches étant entrainées par la continuation d'une hélice constituant la couche 57 sous la forme d'une des hélices de sens opposé de là couche 56.
De façon semblable, la coucha 59 est contenue sur une partie de sa longueur dans la couche 58.Un agencement du type représenté aux figs. 9 et 10 assure une bonne interaction de frottement entre les couches superposées qui facilite le détachement du manchon sous la forme d'une structure solidaire maintenant des rapports de décalage entre les couches successives et son retournement d'une manière contrôlée.
L'absence du support offert par le rouet chaque fois qu'une couche s'en écarte provoque l'effondrement des hélices reliées en série qui la constituent. Simultanément, les hélices dans la couche s'allongent dans le sens axial sous la force exer- cée par l'action de traction du dispositif de renvidage. La somme de cet allongement axial et de l'effondrement des hélices fournit . une structure comprenant deux branches, chacune dérivée d'une hélice constituant la couche; qui sont entrelacées et par consé- quent stabilisées parce que les branches se croisent en un nombre .variable de points de leur longueur.
Une structure de ce type général sera appelée dans la suite de la description des boucles complexes pour la distinguer des boucles généralement plus courtes, généralement moins com- plexes qui, par retournement du manchon, sont ramenées de la
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périphérie à l'intérieur du manchon,
Les figs. 11 et 12 représentent la structure des couche$ assemblées autour du rouet, le rapport entre deux couches et leretour- nement d'une d'entre elles qui se détache du rouet au travers du passage, son effondrement et son allongement simultané en une boucle qui constitue une boucle s'étendant dans le sens de l'axe du fil obtenu.
Se référant à la fig. 11, une couche 61 qui vient d'être déposée comprend deux hélices 62 et 63 étalées sur la longueur du rouet, l'hélice à gauche 63 recouvrant l'hélice à droite 62 et les hélices étant reliées en série à l'extrême gauche du rouet par la corde commune 64 qui constitue la dernière partie de la couche 61
Chacune des reliées @ontient 5 tours et 2 tours 65 et 66 à l'extrémité antérieure de la première hélice 62 qui se sont déta -chés du rouet sous l'influence de la force de traction exercée par la couche 68 déposée sur le rouet immédiatement avant la couche 61, '
La couche 61 est reliée par son extrémité 67 à la couche 68.
La couche 68 qui de même comprend deux hélices reliées en série à 5 tours, s'est entièrement détachée de la surface du rouet et est entrée dans le passage sauf pour le bout qui la termine.
En se détachant de la surface du rouet et en passant par le passage la couche 68 est retournée comme un 'gant et comme elle perd le support de la surface du rouet, elle s'effondra dans le ses verti- cal, Simultanément avec son effondrement, la couche s'allonge dans le sens longitudinal, formant ainsi un longue boucle avec des branches entrelacées du fait des crois res des branches qui se présentent aux cinq points nodaux (a - e) correspondant aux points de la couche initiale où une hélice a croisé l'autre.
La fig. 11 est une représentation très idéalisée du
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manchon et ne sert qu'à illustrer le rapport-entre les'couches successives et les phénomènes qui se produisent au cours de leur enlèvement. La Fig. 12 illustre plus précisément la forme des couchée à.la surface du rouet et l'influence du retournement sur la structure de la mèche de boucles formées à partir des couches enlevées. Se référant à cette figure, l'extrémité postérieure de la couche 68 dépasse vers l'extérieur de la surface du rouet sous , la forme d'une boucle relativement courte 69. Cette boucle rela- . tivement courte est obtenue par l'action de la force.centrifuge produite par la rotation du rouet sur une spire individuelle en.. roulée de façon lâche d'une hélice de la couche 68.
Lors du re- tournement de la couche, cette boucle 69 se place a l'intérieur ' et occupe une position approximativement centrale dans la mèche de boucles et alignée de façon essentiellement parallèle a son grand axe. Deux boucles alignées de ce type qui, précédemment dépassaient vers l'extérieur de la surface du rouet,' sont indi- quées par le chiffre de référence 70, cette boucle comprenant l'extrémité antérieure 67 de la couche 6i, et par le.chiffre de . référence 71, cette boucle prévenant d'une spire de l'hélice exté- - rieure de la couche 68.
Bien que la Fig. 12 soit probablement plus proche que la Fig. 11 de la structure réelle du manchon et des évènements qui se produisent au cours de son enlèvement, comme les'Fig, 9 à 11, elle est plus ou moins,idéalisée parce que, en fonctionnement réel, lé manchon qui s'accumule autotir du rouet contient normale- ment beaucoup plus de. couches et, du fait de leur nombre, de la finesse des filaments et des vitesses qui-entrent en jeu, il est impossible de déterminer avec une précision complète ou d'enre- gistrer la structure du manchon et la série complexe des phénomènes qui, se produisent.
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Toutefois, les photographies à grande vitesse et les expériences avec des modèles bien qu'elles mettent en lumière la complexité confirment la validité essentielle de l'analyse de la structure du manchon et l'explication des phénomènes qui se pro- duisent au cours de son enlèvement et de son retournement, En par- ticulier, elles confirment qu'un grand nombre de couches s'accu- mulent sur le rouet pour former un manchon, qu'il existe un avan- cement progressif et généralement régulier du manchon qui descend et tombe du rouet, les couches se déplaçant approximativement dans l'ordre où elles ont été déposées mais que l'ensemble tout entier se déplace comme une structure solidaire et cohérente.
Les photographies à grande vitesse et les expériences sur des modèles confirment'également que, au cours du retournement qui.se produit plus ou moins en même temps que la séparation entre les couches et la surface du rouet, les boucles qui dépassent vers l'extérieur sont amenées à l'intérieur de la structure et que les hélices qui forment les couches s'effondrent et s'allongent axia- lement en longues boucles de structure complexe.
L'enlèvement du manchon de façon régulière et progres- sive implique que les couches sont disposées dans ce manchon en superposition mais avec un décalage et que c'est le maintien de cet agencement pendant l'enlèvement et après l'enlèvement et le . retournement qui donne au fil sa structure caractéristique et cer- taines de ses propriétés avantageuses.
Vu la rapidité des événements, un certain , nombre de couches se détachent de la surface du rouet presque ,instantanément mais dans l'ensemble ce rapport de décalage est maintenu de telle sorte qu'on obtient une mèche de boucles inter- connectées plus ou moins axiales, un grand nombre des boucles étant contenues sur une partie variable de leur longueur dans une autre boucle.
La Fig. 12, est une vue schématique à beaucoup plus grande échelle d'une petite partie d'une mèche de boucles provenant
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d'un manchon contenant des couches semblables aux deux couches re- présentées avec'référence à la Fig. 12,
La structure représentée comprend une couche formée d'un enchevêtrement de boucles complexes interconnectées s'éten- dant essentiellement dans l'axe dé la mèche qui entoure une bande centrale composée de boucles qui sont alignées parallèlement au grand axe de la structure, les branches de ces boucles se fondant dans l'une ou l'autre des branches des boucles complexes,
Une boucle 72 dont l'extrémité fermée 73 se trouve à' l'extrême gauche ,
de la vue s'étend la long de celle-ci pour se terminer à l'extrémité 74. Une branche 75 de la boucle, parce qu'elle provient d'une hélice se trouant à la partie inférieure de la couche, s'étend un peu plus en avant que l'autre branche 76 de la boucle. Les deux branches de cette boucle complexe sont entrelacées du fait de la croisure des branches qui se prouuit aux cinq points nodaux.(a - e). Cet entrelacement enchevêtre les branches et stabilise ainsi les bbucles complexes et est attribué à la formation de la boucle à partir d'une couche qui comprend deux hélices superposées reliées en série et de sens opposés. Le nombre de points nodaux présents correspond au nombre de tours dans chaque hélice de la couche.
Le maintien au cours de l'enlèvement et du retournement et après l'enlèvement et le retournement du rapport de superposi- tion avec décalage entre les couches du manchon se retrouve dans la structure de la mèche de boucles. Ainsi, la boucle 72 est contenue dans une autre boucle complexe axiale 79 provenant de la couche immédiatement suivante dans le manchon et les deux bou- cles sont interconnectées à l'extrémité antérieure 80 de la boucle 72. Les branches de la boucle 79 sont entrelacées de façon sem- blable à celles de la boucle 68.
En outre) la boucle 72 elle-même enveloppe une autre boucle complexe 81 dont l'extrémité fermée
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se trouve approximativement à mi-distance de la boucle 72Gette boucle contient également une autre boucle complexe 82 dont une partie seulement est représentée. L'agencement général de cette couche extérieure est celui d'un nid de boucles interconnectées ; axiales à structure complexe.
Dans ce nid de boucles se trouvent deux boucles 77 et
83 disposées le long de l'axe de la mèche en position plus ou moins centrale. Initialement, c'est-à-dire lorsque les couches se trou- vent sur le rouet) ces boucles dépassent vers l'extérieur de la masse principale mais du fait du retournement ont été amenées à . l'intérieur et sont donc noyées dans la mèche. La boucle 77 dont l'extrémité 78 s'étend jusqu'à l'extrémité fermée 73 de la boucle complexe 72 provient du tour intermédiaire de l'hélice extérieure de la couche dans laquelle la boucle 72 a trouvé son origine. Les branchas de la boucle 77 se confondent en deux endroits avec la ' branche 74 de la boucle complexe.
La boucle 83 dont une partie vers son extrémité fermée 84 est contenue dans la boucle 77, est dérivée de la partie d'une couche constituant la corde commune entre les hélices constituantes et, par conséquent, les branches de la boucle se transforment en différentes branches de la boucle complexe 82.
Les deux boucles sont représentées avec la torsion qui y est introduite ainsi que dans les boucles complexes, bien que pour la clarté la torsion présente dans ces boucles ait été supprimée,à l'endroit où les couches quittent la surface du rouet,
La Fig. 14 est une représentation schématique à très grande échelle de la mèche-de boucles'représentée à la Fig. 13 lorsque la mèche est descendue plus bas dans le passage et a été raffermie en lui donnant le degré de torbion désiré . pour former un fil stable. Cette figure,dans laquelle les chiffres de référence désignent les mêmes parties que dans la figure précé- dente,fournit une indication de la complexité de la structure et du rapport entre les différents éléments.
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Les boucles dans la mèche sont rarement disposées de façon aussi uniforme que le montrent les Fig. 13 et 14 car ces boucles sont toujours déplacées et enchevêtrées dans une mesure variable. En particulier, après le. raffermissement de la mèche par l'introduction de la torsion, il est rarement possible du fait de ia complexité de la structure'de distinguer entre les deux types de boucles qui agissent les unes sur les autres pour former un ensemble de boucles axial relativement compact. Mal- gré cette cdmpacité, l'ensemble des boucles est volumineux du fait de sa structure complexe contenant de nombreux vides entre les branches des nombreuses boucles.
Malgré les complexités de la structure, les configura- tions adoptées par les- boucles représentées aux F'ig. 13 et 14 se présentent avec une régularité suffisante pour que des coupes pratiqùées au hasard sur la longueur du fil contiennent approxi- mativemerit le même nombre de filaments.
Le nombre de filaments dans la section transversale correspond au rapport entra la vitesse périphérique du rouet et la vitesse linéaire à laquelle le manchon en est enlevé, multiplié par le nombre de filaments passant sur le rouet. Par exemple, si la vitesse périphérique du rouet est de 10. 000 pieds : par!minute et que le manchon en est enlevé à une vitesse liné- air+ de 250 pieds par minute, (1 pied = 30cm) on aura en supposant qu'un seulfilament soit dirigé sur le rouet, 10.000/250 ou environ 40 filaments en un point quelconque de la mèche.
Un certain nombre de filaments de ia mèche peuvent ne pas être limités à la disposition distincte formée par les bou- cles axiales interconnectées mais peuvent s'en échapper sur une partie de leur longueur. Le nombre de ces boucles est toujours moindre que dans une boucle provenant d'un manchon qui est enlevé du rouet suivant son axe de rotation et qui n'est pas retourné.
Tandis que le manchon se détache du rouet et descend
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dans le passage, une torsion y est introduite et cette torsion condense la mèche de boucles formée à partir du manchon pour obtenir un fil volumineux.
L'introduction de la torsion est un résultat de la rotation du rouet par rapport au mouvement linéaire de la mèche de boucles et résulte du fait qu'à un certain stade de l'enlève- ment du rouet, les couches à l'intérieur du manchon se trouvent en partie sur le rouet et en partie dans la mèche de boucles qui s'en est écartée sous l'influence du dispositif de renvidage. Une extrémité étant ainsi retenue dans la mèche qui est elle-même main- tenue par le dispositif de renvidage, l'autre extrémité tourne avec le rouet et, par conséquent, une torsion est introduite dans la mèche. Cette torsion introduite descend dans la mécne jusqu'à ce qu'elle rencontre une barrière de torsion.
La Fig. 15, comme on l'a indiqué plus haut, est une photo- graphie d'un modèle qui reproduit en fait la structure d'une faible longueur de fil obtenue suivant l'invention et observée au micro- scope.
Le fil comprend une âme relativement compacte 91 autour de laquelle un certain nombre de boucles relativement courtes 92 sont enroulées sur un nombre variable de tours d'hélice, formant ainsi une gaine mince discontinue 93. Le fil ne contient que quel- ques boucles dépassant radialement.
L'âme 91 comprend un enchaînement de boucles interconnec- tées alignées de façon essentiellement parallèle au grand axe du. fil mais ces boucles sont tordues ensemble en hélices plus ou moins régulières avec un angle d'hélice d'environ 70 .
Des sections transversales pratiquées au hasard sur la lon- gueur du fil indiquent un nombre approximativement constant de fila-, ments dans l'âme. Le nombre de filaments trouvé est en rapport ,avec la vitesse linéaire (E) à laquelle les filaments arrivent sur le rouet, leur nombre (N) et la vitesse linéaire (W) à laquelle les
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boucles sont enlevées du rouet , Le nombre peut être trouvé en multipliant le rapport 1 x N. Les sections transversales révèlent souvent en plus des filaments parallèles qui représentent les branches de la boucle l'extrémité incurvée d'une ou plusieurs boucles.
De nombreuses boucles a l'intérieur de l'âme, du fait de l'enlèvement progressif et régulier du mahchon du rouet,sont disposées de telle sorte qu'elles sont contehues sur au moins une partie de leur longueur dans une autre boucle,formant ainsi un nid de boucles avançant de façon générale le long du fil. Les- boucles à l'intérieur du nid sont stabilisées par l'entrelacement des branches qui les constituent. En plus de ce nid de boucles, on relève également la présence d'un certain nombre de boucles qui sont placées plus ou moins au centre de l'âme et essentielle- ment parallèles à son grand axe. Cet boucles disposées au centre proviennent de boucles qui, lorsque le manchon se trouvait sur le rouet, dépassaient vers l'extérieur de celui-ci.
Il faut noter que, du fait de la complexité de la Structure de l'âme, il est rarement possible de distinguer entre les deux types de boucles qui la composent, bien que leur présence puisse être déduite par observation au moment de la formation du fil. En outre, la disposition axiale des boucles à l'intérieur de l'âme est plus complexé que la.description ci-dessu ne l'indique et, en parti- culier, il existe un enchevêtrement Considérable entre des boucles adjacentes qui peuvent déformer le nid de boucles interconnectées tout en conservant dans son ensemble l'agencement du nid.
La re- .présentation d'ensemble est celle d'une disposition de boucles interconnectées contenant chacune un segment aligné essentielle- ment parallèlement au grand axe mais tordu en hélice dans ce sens.
Les boucles 92 qui sont enroulées autour de l'âme pour former une gaine discontinue 93 proviennent probablement de bou- cles dépassant vers l'extérieur du manchon initial qui n'ont pas
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été ramenées de la périphérie a l'intérieur au cours du retourne- ment du manchon.
'Le fil représenté a la Fig.'15 a une structure caracté- ristique de nombreux fils obtenus suivant l'invention. Toutefois, bien que certaines boucles dépassent toujours de l'âme et s'enrou- lent autour d'elle, elles ne doivent pas nécessairement être aussi nombreuses que dans la structure représentée à la Fig. 15, et la gaine peut être aiscontinue au point de perdre en grande partie l'aspect d'une gaine.
La Fig. 16 fournie à titre de comparaison est une photo-- graphie d'un,segment d'un fil fabriqué suivant le procédé décrit et revendiqué dans la demande de brevet précitée où le manchon assemblé autour du rouet en est enlevé suivant l'axe de rotation et n'est pas retourné. Le fil comprend une âme relativement compac- te et une région périphérique importante comprenant un grand nom- bre de boucles faisant saillie radialement. Ces boucles radiales donnent au fil un aspect duveteux ou chevelu bien marqué. Dans les fils de la présente invention, la plupart de ces boucles ra- diales,du fait du retournement au manchon, sont noyées a l'inté.. rieur du fil.
Le nombre moins important de bouclas radiales dans les fils de l'invention se traduit pas une valeur plus élevée du facteur de freinage par l'air qui est toujours d'au moins 7,5.
Cette valeur élevée provient de l'amortissement réduit d'un pen- dule contenant le fil et, par conséquent, la valeur relativement élevée déterminée pour le nombre d'oscillations entre une ampli- tude de 30 et 20 , La réduction du nombre de ces boucles donne au fil un aspect plus régulier et plus uniforme et rend son utili- sation, par exemple, par les métiers à tisser ou a tricoter, plus facile parce que le fil a moins tendance à s'accrocher dans les organes des machines et que les tissus qui en sont formés ont moins de tendance au boulochage. , '
Une caractéristique essentielle du fil représenté à la
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Fig, 15, comme de tous les autres fils de l'invention, .est son volume, c'est-à-dire le volume relatif occupé par un poids déter- miné.
Ce volume est le résultat non seulement des boucles facile-'' ment visibles qui enveloppent l'âmè ou en dépassent vers l'exté- rieur mais également de la structure de l'âme dans laquelle des boucles de structure complexe et comparables aux fibres coupées d'un filé sont nichées l'une dans l'autre en s'enchevêtrant. Du fait de leur nature volumineuse, les fils ont un excellent pouvoir couvrant et les tissus qui en sont faits sont chauds. La surface des fils' bien que plus régulière que le fil représenté à la Fig.
16 est encore itrégulière et cette irrégularité leur donne un tou- cher semblable à celui des filés formés de fibres coupées compara-0 bles :
Comme la torsion introduite dans la mèche de boucles est une fonction du mouvement rotatif du rouet par rapport à la vitesse linéaire avec laquelle le faisceau est entraîné par le dispositif de renvidage, elle est déterminée par les conditions de fonctionnement de l'appareil.
Ainsi, par exemple si les fila- ments passent sur le rouet à une vitesse de 10.000 pieds (3.000 m) par minute et que le manchon formé sur celui-ci tourne ensuite à 15.000 Pieds(4-500 m) par minute par rotation du rouet à cette vitesse,avant d'en être enlevé et renvidé à une vitesse de 250 pieds(75 mètres) par minute, le taux de torsion intro- duite est 15.000 tours par pouce ou 5 tours par pouce (25 mm).
250x12
Par conséquent, le degré de torsion Introduit qui donne au fil la cohérence et la stabilité nécessaires peut être réglé .d'une aon simple et efficace. La torsion optimum pour obtenir les meilleures propriétés dans le fil dépend de son denier et la rapport entre ces deux paramètres est exprimé de façon concise par le facteur de torsion.
Les fils les plus satisfaisants de l'invention ont un facteur de torsion compris entre 3/4 et 10 et le plus souvent
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entre 1 et 4. Le sens de la torsion introduite dépend du 'sens de rotation du rouet..
A des taux de torsion très faibles, le fil peut être étiré à un denier plus réduit par des moyens classiques.
L'appareil décrit avec référence à la Fig. 1 est du point de vue technique un appareil à fausse torsion puisque ni la filière ni l'enroulement sur lequel le fil est bobiné ne tournent autour de l'axe du fil et cependant le fil enroulé doit être considéré comme possédant une torsion vraie, Il est certain qu'il est virtuellement impossible d'éliminer un degré apprécia- ble de torsion du fil par application d'une tension à celui-ci, et que le fil est un produit stable qui peut être enroulé pour former un bobinage classique et conservé indéfinement.
L'invention sera illustrée par les exemples spécifiques qui suivent qui ne peuvent en limite, la portée.
Dans ces exemples, l'expression "fil correspondant" désigne un fil obtenu par un procédé semblable au procédé de l'invention mais sans le retournement du manchon.
EXEMPLE 1.-
On extrude du polyhexaméthylène adipamide ayant une viscosité relative de 35 par des orifices d'un diamètre de 0,009 . pouce (0,225 mm) dans la filière 13 à une température de filature mesurée à la filière de 273 C et un débit de 0,05 livre heure et par orifice.
Un de ces filaments passe à travers le guide de filament dans le mécanisme à va-et vient sinusoïdal représenté à la Fig.5 qui fonctionne à la vitesse de 50 cycles par seconde et à une ' amplitude de 1,5 pouce (38 mm) puis est enroulé autour du rouet tronconique dont les dimensions sont les mêmes que celles du rouet de la Fig.'2. Le rouet qui est entraîné par un moteur électrique à une vitesse de 18.000 tours par minute, ce qui lui donne une vitesse périphérique de 9200 pieds (2750 m) par minute est placé
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à 26 pbuces (650 mm) en àessous de la face de la filière et à 2 pouces (50 min)
en dessous du mécanisme à va-et-vient.Le filament est enroulé autdur du rouet sous la forme d'une succession de couches dont chacune dans cet exemple particulier a la forme repré- sentée à la Fig, 7, c'est-à-dire deux hélices reliées en série en- roulées en sens opposés sur une longueur de 1,5 pouce (38 mm) de la surface du rouet, l'une'recouvrant l'autre. Chaque hélice contient
3'tours de filament de telle sorte que 6 tours sont disposés pour un mouvement de va-et-vient complet.
Le diamètre du manchon tubu- laire Conique obtenu est de 2,5 pouces (63 mm) dans sa partie la plus large et 1,9 pouce (48 mm) dans sa partie la plus étroite,
Bien que la vitesse périphérique du roet varie tandis que le filament parcourt les 38 mm de sa longueur d'un bord à l'autre, on a trouvé que le dernier et la biréfringence du fila- ment qui a parcouru'ce trajet restent pratiquement constants en tous points de sa longueur.
L'absence de variations cycliques de denier et de biré- fringence des filaments enroulés sur le rouet s'explique probable- ment par le fait que les fluctuations'de la vitesse périphérique maximum à minimum le long du rouet se produisent si rapidement qu'elles sont annulées par l'élasticité inhérente du filament utilisé et n'affectent ni l'amincissement ni l'orientation qui sont principalement localisées dans la région où le filament est à l'état plastique fortement transitoire. Les mesures de biré- . fringence montrent que le.filament enroulé sur le rouet est:rai-. sonnablement bien orienté.
On dispositif de renvidage à vitesse constante enlève continuellement le manchon de la surface du rouet et l'entraîne par le passage axial de 1/2 pouce (13 mm) de diamètre à l'inté- rieur du rouet. Plus ou moins simultanément avec cet enlèvement, ' ; le manchon,du ±dit de l'inversion,du sens d'avancement,est re- tourné et, n'étant plus soutenu par le rouet,s'effondre. La mèche
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de boucles ainsi obtenue est tordue en un fil et, sous cette forme, est renvidée à 130 pieds (39 m) par minute.
Le manchon est enlevé du rouet et descend dans le passage sans l'assistance de dispositifs mécaniques autres que le renvideur.
Le fil qui présente 11,5 tours de torsion par pouce possède les propriétés suivantes;
EMI45.1
<tb> Denier <SEP> . <SEP> 206 <SEP>
<tb>
<tb> Charge <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture <SEP> 300 <SEP> g
<tb>
<tb> Allongement <SEP> 30%
<tb>
Facteur de freinage dans l'air 12
Les filaments individuels dans le fil présents sous la forme de boucles ont une longueur variable jusqu'à 18 pouces' (450mm) et une biréfringence de 0,036 et un denier de 1,4.
L'importance du retournement du manchon comme un doigt de gant et son influence sur le fil obtenu est mise en évidence par l'aspect agréable régulier et fin et le toucher doux du fil.
Ces propriétés.sont mieux développées dans le fil que dans le fil obtenu sans retournement.
Le fil qui a l'aspect d'un fil de coton tordu possède un bon pouvoir couvrant et peut être facilement teint, et les tissus lui en sont formés ont un toucher doux et agréable et ne jaunissent pas sensiblement lorsqu'ils sont thermofixés. En
EMI45.2
outre, ils possèdent d'excellenteJcaractérist1queS de volume.
EXEMPLE 2.-
On extrude du polyhexaméthylène adipamide ayant une viscosité inhérente de 0,882 (mesurée dans un mélange phénol/eau à 90% à 25 C à une concentration de 0,5%) et contenant 0,03% d'oxydé de titane par des orifices de 0,009 pouce (0,225 mm) de diamètre d'une filière avec un débit de 0,05 livre (22,5g) par heure par orifice à une température de filière mesurée à la filière de 273 C dans de l'air ambiant a 20 C.
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Un des filaments de polyhexaméthylène adipamide passe suivant un trajet généralement descendant vers un rouet légère- ment décalé par rapport à la filière et à une distance de 38 pouces (950 mm) de sa face. Le rouet est profile de façon à res- sembler au rouet en forme de balle de fusil de la Fig. 3 et ses . dimensions sont les suivantes:
EMI46.1
<tb> Diamètre <SEP> maximum <SEP> 3,5 <SEP> pouces <SEP> (88 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> minimum <SEP> 3/4 <SEP> pouce <SEP> (19 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Longueur <SEP> axiale <SEP> 2,5 <SEP> pouces <SEP> (63 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Angle <SEP> de <SEP> déclinaison <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> passage <SEP> axial <SEP> 1/2 <SEP> pouce <SEP> (13 <SEP> mm)
<tb>
Le rouet est fixé par son arbre sur un moteur électrique qui l'entra!ne à 18.000 tours par minute, sa vitesse périphérique étant donc de 2820 mètres par minute.Avant de passer sur le rouet, le filament passe par le guide-fil de la barre à va-et-vient du , mécanisme alternatif représenté à la Fig.6 cette barre se trou,
vant dans un plan horizontal normal à un plan vertical passant par l'axe longitudinal du rouet. Le mécanisme à va-etivient est placé à 2 pouces (50 mm) au-dessus de la surface du rouet et fonctionne avec uno fréquence de 2000 cycles par minute et une amplitude de 1,5pouce (38 mm).
Benfilage est exécuté de la manière suivante.
Le filament après extrusion par la filière et après s'être presque entièrement solidifié est introduit dans une tuyère aspiratice de type classique et l'élan qui est communique* au fi- lament a pour effet de$le tendre. La tuyère est ensuite abaissée jusqu!à une position située en dessous du rouet tournant à sa vitesse normale et le filament entraîné par la tuyère est amené à travers le guide-fil, dans la barre de va-et-vient qui est au repos. 'Le filament est ensuite enroulé manulelement autour Le filament est ensuite enroulé manuellement autour de la surface du rouet, ce qui casse le filament au-dessus de la tuyère aspiratrice et le mécanisme à va-et-vient est simultané.. ment mis en mouvement.
Ensuite, le rouet enroule le filament
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sur lui-même et sous l'action du mécanisme à va-et-vient un man- chon approximativement tubulaire se fore autour du rouet, La périphérie du manchon à son extrémité étroite est entraînée à travers le passage axial, L'enlèvement du manchon de cette manie- re peut être obtenu en poussant un fil métallique dans et à tra- vers le passage, en laissant le manchon se condenser autour de lui, en écartant le fil de la mèche de boucles, et en dirigeant cette mèche vers un dispositif de renvidage.
Le dispositif de renvidage qui tourne à 80 pieds (24 m) par minute communique une tension pratiquement constante au manchon et, par conséquent, on atteint rapidement un équilibre entre la formation du manchon sur le rouet et son enlèvement sous la forme d'une mèche de bou- cles. Aucun dispositif mécanique autra que le dispositif de renvi- dage n'est nécessaire pour enlever le manchon du rouet. La tor- sion est introduite dans la mèche de boucles pour la'condenser en un fil et donner à ce fil la cohésion et la stabilité néces- saires. Le fil est ensuite enroulé sur une bobine.
Quelques-unes des propriétés du fil qui ont été déter- ' minées sont énumérées ci-dessous:
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<tb> Denier <SEP> 167 <SEP> ' <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Torsion(tours <SEP> par <SEP> pouce) <SEP> 18,75
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Facteur <SEP> de <SEP> torsion <SEP> 3,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ténacité <SEP> (g/denier) <SEP> 1,68 <SEP> ,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> (%) <SEP> 70,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Facteur <SEP> de <SEP> freinage <SEP> dans <SEP> l'air' <SEP> 10,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Facteur <SEP> de <SEP> volume <SEP> (%) <SEP> 3,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Densité <SEP> d'enroulement <SEP> (g/cm3) <SEP> 0,88
<tb>
Les filaments individuels du fil ont un denier moyen de .
1,5 et une biréfringence de 0,038.
Le fil dont une photomicrographie est représentée à la Fig, 17 rappelle, par son aspect et son toucher, un fil filé de
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fibres coupée$ de polyhexaméthyléne adipamide et son volume, exprimé par le fauteur de volume, est plus grand. La photomicro- graphie montre que le fil contient un certain nombre de boucles radiales mais que le nombre de ces boucles est beaucoup plus gran4 dans le fil correspondant. On peut s'en assurer à la vue et au toucher et par mesure du freinage dans 1$air. Le freinage dans l'air du fil correspondant est beaucoup plus grand que.celui du fil de l'exemple 6 et le facteur de freinage est de 1,63.
EXEMPLES 3 à 6. -
En utilisant l'appareil de l'exemple 2, fonctionnant à même vitesse, on prépare des fils à partir de plusieurs filaments dérivés dû même polyhexaméthylène adipamide utilisé dans cet exemple, Le nombre.de filaments passât sur le rouet dans chaque cas et cert aines des propriétés des fils obtenus sont indiqués au tableaul,
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EMI49.1
' TABLEAU "."
EMI49.2
<tb> Exem- <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> Deniers <SEP> Propriétés <SEP> du <SEP> fil <SEP> Propriétés <SEP> du <SEP> filament
<tb>
EMI49.3
ple filaments ... .¯ ' ¯ ¯¯ . ¯ .
EMI49.4
<tb>
Torsion <SEP> Facteur <SEP> Ténacité <SEP> Allongement <SEP> Facteur <SEP> Deniers <SEP> Biréfringence
<tb> tours <SEP> de <SEP> g/denier <SEP> de
<tb> par <SEP> torsion <SEP> volume <SEP> % <SEP>
<tb> pouce
<tb>
EMI49.5
bzz 3 2 296 18. 75 , . 4.4 ¯ 1.13 61. lu 5.4 1.3 0.039
EMI49.6
<tb> 642 <SEP> 18.75 <SEP> 6. <SEP> 5 <SEP> 1. <SEP> 19 <SEP> 84.2. <SEP> 3. <SEP> 1 <SEP> 1.1 <SEP> 0.037
<tb> 5 <SEP> 6 <SEP> 947 <SEP> 18.75 <SEP> 8.14 <SEP> 1.16 <SEP> 87. <SEP> 3 <SEP> 3.5' <SEP> 1.3 <SEP> ¯ <SEP> ¯ <SEP> 0.038
<tb>
EMI49.7
z - .. , 8 1223 18.75 8.92 0. 64 86.1 bzz.2 1.4 0.039
<Desc/Clms Page number 50>
Notes sur le Tableau I EXEMPLE 3. -
Le fil a le toucher d'un filé de fibres coupées de polyhexmaéthlène adipamide et peut .être tissé pour fournir un tissu chaud.
Le facteur de freinage dans l'air du fil correspon- dant est de 1,21.
EXEMPLE 4. -
La Fig. 18 est une microphotographie d'un morceau. de ce fil. Au microscope, le fil consiste en une âme relative- ment compacte et une gaine discontinue formée de nombreuses boucles généralement courtes enroulées autour de l'âme. On y .'trouve également un certain nombre de bouclesradiales dont certaines sont visibles sur la microphotographie mais le nombre de ces boucles est beaucoup moins important que dans le fil cor- respondant. Du fait du nombre moins élevé de boucles dépassant ' radialement, le fil a un aspect plus régulier, plus fin et un moindre freinage dans l'air (par conséquent, une valeur plus élevée du facteur de freinage. Le;facteur de freinage dans l'air pbur le fil correspondant est de 2.2,4 comparé à 67 pour le fil de l'invention.
EXEMPLE 5.-
Le fil de cet exemple a l'aspect d'un fil de coton .doux,¯possède un bon pouvoir couvrant et peut être transformé en tissus dont le toucher est dhaud et doux. Le facteur de freina- ge dans l'air pour le fil correspondant est de 1,33, EXEMPLE' 6.-
On a représentée une microphotographie d''un morceau de ce fil à la Fig, 19. A nouveau, le fil contient moins de boucles radiales.que le fil correspondant, ce qui se traduit par les valeurs obtenues pour le facteur de freinage dans l'air.
Le fil correspondant a un facteur de freinage dans l'air de le.35 tandis que le fil de l'exemple 6 a un facteur de freinage dans l'air de 34.
<Desc/Clms Page number 51>
La Fig. 20 montre sous forme d'un graphique la diffé- rence entre le freinage dans l'air des fils ae l'invention et le freinage dans l'air des fils correspondants et montre également l'effet de l'augmentation du denier sur le freinage dans l'air.
Le freinage dans l'air est mesuré de la façon décrite plus haut en montant une certaine longueur du fil dans un pen- dule et en mettant le pendule en mouvement, Le nombre ou la fraction d'oscillations qui se produit'entre une amplitude de 30 et de 20 est déterminé de façon appropriée, Le nombre représen- 'te le freinage dans.l'air mesuré. Ce nombre est ensuite porté sur un graphique pour le comparer au denier du fil,
Les trois points situés le long de la courbe A sont obtenus pour les fils des exemples 4, 5 et 6 respectivement, tandis que les trois points le long d@ la courbe B sont obtenus pour les fils corresponaants.
Le nombre moins important de boucles radiales dans les fils de l'exemple 4-6 (courbe A) comparé aux fils correspon-- dants (courbe B) leur donne un freinage dans l'air moins impor- tant et,.par conséquent, une valeur plus élevée pour le nombre d'oscillations entre les deux amplitudes. Les fils de la courbe A ont une valeur plus élevée pour le freinage dans.l'air mesuré parce que ce paramètre est exprimé ici par le nombre d'oscilla- tions mais ils ont en fait un freinage dans l'air réel moins élevé.
La ligne interrompue entre les courbes A et B indique la division en termes de freinage dans l'air mesuré entre les fils de l'invention et les fils correspondants obtenus dans les conditions de fabrication identiques mais en enlevant le manchon assemblé sur le rouet suivant-son axe de rotation,dans un sens, . sans le retourner. Les fils ayant un freinage,dans l'air mesuré se situant dans la région supérieure du graphique ont des fac- teurs de freinage dans l'air de 7,5 ou plus.
Le point C sur le graphique est le freinage dans l'air mesuré d'un fil de fibres coupées de téréphtalate de polyéthylène
<Desc/Clms Page number 52>
de 208 deniers. Lè facteur de freinage dans lair pour ce fil ainsi que pour de nombreux autres fils de fibres coupées est supérieur à la valeur de 7,5 et ces fils sont équivalents sous ce rapport aux fils de l'invention.
Les points D et E représen- tent le freinage dans l'air mesuré d'un filament continu de téréphtalate de polyéthylène de 159 deniers et d'un filament continu de polypropylène de 192 deniers,respectivement. Comme la surface de ces filaments est lisse avec très peu d'éléments qui font saillie, le freinage dans'l'air mesuré est élevé, c'est- à-dire que le freinage dans l'air réel est faible par suite de l'amortissement réduit.
EXEMPLE 7.-
L'appareil de l'exemple 2 est utilisé pour préparer des fils composés de filaments de téréphtalate de polyéthylène,
Les.dimensions importantes et la distance sont les mêmes que dans cet exemple.
On extrude en filaments à une températurede 280-
290 C, du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité in- hérente de 0,675 (mesurée dans l'orthochlorophénol à 25 C,à une concentration de 0,8%) et contenant 0,3% de dioxyde de titane comme délustrant.
Trois des filaments de téréphtalate de poly- éthylène sont dirigés par le mécanisme à va-et-vient fonction- nant à 2000 cycles par minute et qui aune amplitude de 1,5 pouce (38 mm) sur le rouet tournant à 24.000 tours/minute.Le manchon formé sur ie rouet qui est constitué d'un grand nombre d'hélices interconnectées disposées en oouches superposées est continuel- lement détaché du rouet par un dispositif de renvidage à vitesse constante le long de son axe et s'effondre et est simultanément allongé dans le sens de l'axe pour former une mèche de boucles,
Cette mèche'de boucles est tordue en un fil et sous cette forme est renvidée à la vitesse de 36 mètres/minuter
Le fil ainsi obtenu a les propriétés suivantes.
<Desc/Clms Page number 53>
EMI53.1
<tb>
Denier <SEP> 29,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Torsion <SEP> (tours/pouce) <SEP> 16
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Facteur <SEP> de <SEP> torsion <SEP> 1,28
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ténacité <SEP> (g/denier) <SEP> 1,01
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> (%) <SEP> 104 <SEP> '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Facteur <SEP> de <SEP> freinage <SEP> dans <SEP> l'air <SEP> 9,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Facteur <SEP> de <SEP> volume <SEP> (%) <SEP> 4,7
<tb>
Les filaments individuels du fil ont un denier de 1,22 et une biréfringence de 0,139.
EXEMPLES 8 à 11.-
En utilisant l'appareil de l' xemple 2, on prépare des fils à partir des différents polymè es filables à l'état fonaus indiqués au tableau II qui mentionne également les 'condi- tions importantes de la fabrication et certaines des.propriétés du fil. i
Tous les polymères contiennent 0,3% d'oxyde de titane comme délustrant, et les viscosités inhérentes des polymères .sont mesurées de la même manière que pour le polyhexaméthylène adipamide de l'exemple 2.
Notes sur le Tableau II EXEMPLE 8.-
Le fil est plus scintillant parce que les filaments qui le constituent sont trilobés, Le fil correspondant a un facteur de freinage dans l'air de 3,0.
EXEMPLES9 et 10.-
Les fils ont le toucher d'un filé formé de fibres coupées équivalentes et présentant un volume comparable. Les fils correspondants ont des facteurs de freinage dans l'air de 3,10 et de 1,88 respectivement.
EXEMPLE 11. -
Le filament composite de polyamide est composé de pro- portions égales en poids de polyhexaméthylène adipamide pour un des constituants et d'un copolymère aléatoire 80/20 de polyhexa-
<Desc/Clms Page number 54>
méthylène adipamide et de polyopsilon caprolactame pour l'autre .constituant;, Les deux constituants sont disposés cote à côte sur toute la longueur des filaments.
<Desc/Clms Page number 55>
TABLEAU 2.
EMI55.1
<tb>
Exem- <SEP> Polymère <SEP> Conditions <SEP> de <SEP> Forme <SEP> Nombre <SEP> Fréqun- <SEP> Vites- <SEP> Vites- <SEP> Propriétés <SEP> du <SEP> fil <SEP> Propriétés <SEP> du
<tb> ple <SEP> filature <SEP> du <SEP> de <SEP> ce <SEP> du <SEP> se <SEP> pé- <SEP> de <SEP> ren- <SEP> filament
<tb> fila- <SEP> fila- <SEP> mouve- <SEP> riphé- <SEP> vidage
<tb> ment <SEP> ment <SEP> ment <SEP> de <SEP> rique <SEP> pieds/
<tb> va-et- <SEP> du <SEP> minute
<tb> vient <SEP> rouet
<tb>
EMI55.2
V1sto2 Tem-' v3tes= cycles/ pieds/' Denier Fàc- Ténâ- Allon -' fac':
fac- ' Den:ter Biréi'ri1
EMI55.3
<tb> sité <SEP> péra- <SEP> se <SEP> minute- <SEP> minute <SEP> teur <SEP> cité <SEP> gement <SEP> teur <SEP> teur <SEP> gence.
<tb> intrin <SEP> ture <SEP> livre$/ <SEP> de <SEP> g/de- <SEP> de <SEP> ou
<tb> sèque <SEP> de <SEP> heure <SEP> tor- <SEP> nier <SEP> frei-volufila- <SEP> orifi- <SEP> sion <SEP> nage <SEP> me
<tb> @ <SEP> ture <SEP> ce <SEP> dans
<tb> C <SEP> .
<SEP> l'air
<tb> 8 <SEP> Polyhe- <SEP> 0,982 <SEP> 290 <SEP> 0,05 <SEP> Tri- <SEP> 4 <SEP> 2,000 <SEP> 9,200 <SEP> 80 <SEP> 590 <SEP> 6,0 <SEP> 0,64 <SEP> 64,5 <SEP> 29,8 <SEP> 4,6 <SEP> 3,5 <SEP> 0,036
<tb> xaméthy- <SEP> lobée
<tb> lène <SEP> adipamide
<tb> 9 <SEP> Polyepsi- <SEP> 0,810 <SEP> 270 <SEP> 0,06 <SEP> Circu- <SEP> 3 <SEP> 2,000 <SEP> 9,200 <SEP> 80 <SEP> 455 <SEP> 5,4 <SEP> 1,12 <SEP> 58,5 <SEP> 20 <SEP> 3,2 <SEP> 1,6 <SEP> 0,037
<tb> lon <SEP> capro- <SEP> lai-
<tb> ¯¯¯¯¯lactame <SEP> re
<tb> 10 <SEP> Polyhe- <SEP> 0,851 <SEP> 280 <SEP> 0,06 <SEP> Circu- <SEP> 5 <SEP> 2,000 <SEP> 9,200 <SEP> 80 <SEP> 718 <SEP> 7,1 <SEP> 1,2 <SEP> 92,7 <SEP> 20,5 <SEP> 4,4 <SEP> 1,4 <SEP> 0,036
<tb> xaméthy- <SEP> .
<SEP> laire
<tb> lène <SEP> subéramide <SEP> C
<tb>
EMI55.4
Vnfila- o'8i 290 o,06 ci¯ 3 2,000 9,200 80 '406 52 o,96' Ç,4 26,6 3,5 1,9 ' 0 03 11 Un fila- p88 290 OiO6 Circu- 3 2,000 9,200 80 406 5,2 0,96 4le4 26,6 3,5 1.9 0,03
EMI55.5
<tb> ment <SEP> de <SEP> ' <SEP> laire
<tb> polyes- <SEP> laire
<tb> téramide
<tb>
<tb>
<Desc/Clms Page number 56>
EXEMPLE 1?..-
EMI56.1
On filament de.polyheaméth1)ède adipamide fabriqué comme dans l'exemple 2 est transformé en un fil en utilisant l'appareil de cet exemple.
Le rouet tourne à une vitesse cons- tante de 18.000 tours par minute et le manchon formé sur celui-ci est retiré suivant l'axe de rotation e enroulé en un fil à une vitesse de 80 pieds (24 m) par minutât Au cours de l'opération, , la fréquence du mouvement de va-et-vient est réduite par stades successifs en modifiant la vitesse de rotation du moteur entra!,.
nant l'embiellage et l'effet des différences vitesses de va-et- vient sur le procédé et le fil obtenu est déterminé, Les conclu- sions sbnt résumées au tableau III ci-dessous, T A B L E A @ III
EMI56.2
<tb> Fréquence <SEP> du <SEP> Procédé <SEP> Nature <SEP> du <SEP> fil
<tb>
<tb>
<tb> mouvement <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> va-et-vient
<tb>
<tb>
<tb> .
<SEP> Cycles/
<tb>
EMI56.3
' minuter ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯- ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI56.4
<tb> 4500 <SEP> Fonctionnement <SEP> régulier <SEP> - <SEP> Bonne <SEP> régularité
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> enlèvement <SEP> satisfaisant <SEP> avec <SEP> peu <SEP> de <SEP> bou-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> du <SEP> manchon <SEP> de <SEP> façon <SEP> régu- <SEP> clés <SEP> dépassant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> libre <SEP> et <SEP> progressive <SEP> radialement
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3500 <SEP> idem <SEP> Encore <SEP> régulier <SEP> et
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> avec <SEP> peu <SEP> de <SEP> boucles
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> dépassant <SEP> radiale-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ment
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2500 <SEP> idem <SEP> idem
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1000 <SEP> Enlèvement <SEP> par <SEP> à-coups <SEP> Le <SEP> fil <SEP>
commence <SEP> à
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> et <SEP> enlèvement <SEP> moins <SEP> régulier <SEP> Prendre <SEP> un <SEP> aspect <SEP> d'
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> . <SEP> un <SEP> fil <SEP> a <SEP> boutons,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> beaucoupmoins
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> régulier-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 650 <SEP> A-coups <SEP> très <SEP> fréquents <SEP> et <SEP> Fil <SEP> presentant <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fonctionnement <SEP> continu <SEP> nombreux <SEP> boutons
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> difficile <SEP> . <SEP> et <SEP> (futilité <SEP> limitée
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> suite <SEP> de <SEP> son
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> irrégularité
<tb>
De nombreux types de filaments conviennent pour le fil de l'invention et le procédé décrit a été appliqué avec succès pour obtenir des fils filamentaires continus volumineux .
à partir de matières polymères très diverses, Par exemple, des filaments appropriés sont préparés à partir de polyamides formant
<Desc/Clms Page number 57>
des fibres tels que le polyhexaméthylène adipamide, le poly-
EMI57.1
epsilon caprolactbze et 1,'acide poly-oméga-aminoundécanoqust les polyesters tels que le téréphtalate de polyéthylène, les dérivés de cellulose comme 1'acétate ou le triacétate de cellu- lose, les composés polyacryliques, les polymères vinyliques, les polymères de vinylidène, les polyuréthannes, les polyhydrocar- bures, etc, Des filaments composites et des filaments provenant de mélanges de matières polymères peuvent être également utilisés.
On préfère utiliser parmi ces polymères ceux qui sont filables à l'état fondu et qui sont étirés lors de la filature et au cours de la même opération qui sert à les attirer vers le corps rotatif.
Bien que l'appareil et le procédé de l'invention con- viennent pour des filaments présentant une section transversale normale, tels que ceux obtenus lorsqu'une filière à orifices circulaires est utilisée pour la filature, aes filaments aYant une section transversale non circulaire conviennent également, par exemple les filaments de polyhexaméthylène à section trilobée de l'exemple 10, et peuvent communiquer des propriétés désira- bles aux tissus qui en sont formés.
Un fil acceptable possédant de bonnes caractéristiques de volume peut être dérivé d'un filament unique, bien que des filaments beaucoup plus nombreux, généralement ne dépassant pas 50, puissent être également utilisés. ,
Il résulte de ce qui précède que les avantages de l'in- vention sont nombreux. Les fils volumineux et les tissus qui en sont constitués ont tendance à posséder les propriétés, notamment le toucher, le pouvoir couvrant et la chaleur normalement associés aux structures formées de filés de fibres coupées. En outre, les propriétés inhérentes à la matière formant les filaments continus se retrouvent dans les produits obtenus, par exemple les caracté- ristiques de résistance à l'usure, de ténacité et d'imputrescibilité
<Desc/Clms Page number 58>
associées par exemple aux fils et tissus de polyamide.
Les fils peuvent être facilement manipulés dans les métiers textiles clas- siques et ont été tissés et tricotés pour fournir des tissus utiles. Les tissus, du fait du volume des fils qui les constituent, sont chauds et ont un bon pouvoir couvrant.
Le fil volumineux est fabriqué de façon simple et économique par un procédé qui n'exige que des appareils extrême- mentsimples et qui s'intègre entièrement à la filature des filaments continus à partir d'une source de matière première.
Le procédé utilise des filaments continus de denier extrêmement fin pour produire un fil volumineux de denier beaucoup plus important contenant de nombreux filaments dans sa section trans.. versale et dont le volume est inhérent à la structure et est stable au cours des traitements ultérieurs des fils pour les transformer en tissus sans qu'il soit nécessaire de les thermo- fixer.
Les termes acteur de freinage dans l'air", "facteur de volume et "facteur de torsion" utilises dans les revendica- tions ont été définis plus haut.
REVENDICATIONS 1.- Fil filamentaire continu comprenant un grand nombre de boucles interconnectées disposées de façon essentiellement parallèle à l'axe longitudinal du fil, caractérisé en ce que le -fil possède un facteur de freinage dans l'air d'au moins 7,5, un facteur de volume d'au moins 1,3 et un facteur de torsion d'au ' moins 3/4.