EP0217345A2

EP0217345A2 - Procédé et dispositif pour le filage des filés de fibres

Info

Publication number: EP0217345A2
Application number: EP86113383A
Authority: EP
Inventors: Michel Eugène Albert Vanhelle
Original assignee: Spindelfabrik Sussen Schurr Stahlecker and Grill GmbH; Sarl Baulip Fil
Current assignee: Spindelfabrik Sussen Schurr Stahlecker and Grill GmbH
Priority date: 1983-04-14
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1987-04-08
Anticipated expiration: 2004-04-12
Also published as: EP0217345A3; DE3472423D1; EP0217345B1; ATE35430T1; FR2544346A1; US4903472A; FR2544346B1; JPS6028528A; DE3482659D1; US5115630A; EP0126659B1; EP0126659A1; ATE54344T1

Abstract

Procédé de filage d'un filé de fibres selon lequel on étire au moins deux mèches entre des points d'amenée de cette mèche et des paires de cylindres étireurs ; on tord les brins formés par chaque mèche de fibres par un organe de torsion notamment à friction; on les rassemble en un même point de convergence et on les bobine; lors du retordage du fil formé des brins assemblés, on donne une fausse-torsion aux brins entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion, par exemple au moyen de la tige (15) fixée sur l'axe (22) d'une broche de retordage à double torsion.

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour le filage des filés de fibres.
La production des fils peut être effectuée sur de nombreux systèmes de filage. On connaît, en particulier, les systèmes anneau-curseur, les systèmes d'auto-torsion, ceux à bout libre, de guipage etc ...
Un cas particulier de fil se trouve dans les fils à âmes, dans lequels un fil d'âme est enveloppé d'une gaine de fibres discontinues. Des procédés d'obtention de fils à âme sont décrits notamment dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 1373880, 2024156, 2210884, 2313058, 2504523, 2526523, 3017740 et 3038295.
La production de fils à âmes peut être effectuée sur de nombreux systèmes de filage communément utilisés pour la fabrication de fils à partir de fibres discontinues. Toutefois, et en particulier avec le système anneau-curseur, les fils à âmes filés présentent généralement l'inconvénient d'être limités dans la vitesse de production à celle des machines employées et donc au système de tordage utilisé.
Les fils à âme auto-tordus sont connus par le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4033102. Un mode de réalisation originale de fils à âmes auto-tordus est décrit dans les brevets français N° 7918173 et 7913995. L'avantage de ce procédé est de ne nécessiter que des mouvements unidirectionnels à vitesse constante. Par contre, son grand inconvénient est d'imposer au fil de brusques et importantes variations de torsion et donc de tension qui en limitent l'efficacité au niveau de la vitesse de production, et accroissent les risques de glissement des fibres de couverture par rapport à l'âme.
Le brevet français N° 8111642 évite ces inconvénients et permet une vitesse de production élévée sans glissement des fibres de couverture par rapport à l'âme et réalise après retordage une torsion unidirectionnelle du retors. Son grand inconvénient est de nécessiter l'emploi d'un ou plusieurs filaments continus servant de vecteur aux fibres de couverture, ce qui peut être un inconvénient dans le produit final.
La présente invention a pour but de permettre l'obtention de filés de fibres avec ou sans âme avec une vitesse de production extrêmement élévée, obtenue par la consolidation de la résistance du filé de fibres, de préférence au moment où il a à supporter des efforts.
Ce but est atteint par un procédé de filage d'un filé de fibres selon lequel on étire au moins deux mêches de fibres entre des points d'amenée de cette mêche et des paires de cylindres étireurs; on tord les brins formés par chaque mêche de fibres par un organe de torsion notamment à friction; on les rassemble en un même point de convergence; on retord le fil formé des brins assemblés sur un métier à retordre, on bobine les brins caractérisé par le fait que l'on donne de la fausse torsion aux brins entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion.
Ce procédé est tel que l'on donne au fil en un point déterminé précis, une cohésion suffisante pour permettre le retordage. Ainsi, on n'a pas de rupture du filé de fibres.
Le fil est retordu sur un métier à retordre classique, par exemple à anneau-curseur ou à double torsion ou à double étape pour donner la torsion définitive.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention on étire séparément au moins deux mêches de fibres entre des points d'amenée et des paires de cylindres étireurs; on fait converger les brins formés en un même point d'un organe de torsion; on fait passer les brins formés au travers d'une paire de cylindres délivreurs; on bobine. Ensuite, on met le fil sur un métier à retordre et on assure une résistance du fil entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion, grâce à une fausse torsion.
Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprenant :
. des moyens de réalisation d'au moins deux brins constitués chacun d'au moins une mêche de fibres;
. des moyens de fausse torsion des brins;
. des moyens de bobinage;
. des moyens de retordage du fil formé par les brins;
est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de fausse torsion entre le dévidage depuis la bobine et le retordage.
Le fil bobiné est formé d'au moins deux brins placés côte à côte présentant une faible torsion résiduelle, éventuellement alternée, très faible, suffisante pour assurer une cohésion des fibres de couverture sur le filament et insuffisante pour provoquer l'assemblage des deux brins par auto-torsion de façon régulière et constante.
Le fil après retordage est tel que les fibres sont toutes sensiblement parallèles les unes aux autres dans l'axe de chaque brin avec une variation égale à la très faible torsion résiduelle existant dans le fil avant retordage, mais telle que l'on sache dissocier les deux brins par détorsion.
L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de mise en oeuvre, donnés ci-après à titre illustratif, mais non limitatif et qui sont illustrés par les figures annexées dans lesquelles :

. la figure 1 est une vue schématique, en perspective d'un dispositif de filage avant l'arrêt du filament continu dans le cas où le point de convergence est en amont du tordeur.
. la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif permettant d'obtenir un fil double avant la montée en torsion et après la coupe du filament, dans le cas où le point de convergence est en aval du tordeur.
. la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif, permettant d'obtenir une résistance du filé entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion d'un métier à retordre.
. la figure 4 est une vue en coupe dudit dispositif de la figure 3, monté sur la coronelle de dévidage d'une retordeuse double torsion.
. la figure 5 est une vue en perspective d'une variante du dispositif de la figure 3.
. la figure 6 est une vue en perspective d'une autre variante du dispositif de la figure 3.
. la figure 7 est une vue schématique du dispositif de la figure 5, monté sur un métier à retordre à anneau-curseur.

Selon l'invention, on effectue un procédé de filage en étirant une mêche de fibres 5a entre un point d'amenée 2a et une paire de cylindres étireurs 4a. Le système d'étirage comporte en outre une paire de manchons d'étirage 3a. Parallèlement, on étire séparément une mêche de fibres 5b par un système d'étirage comportant un point d'amenée, à savoir une paire de cylindres alimentaires 2b, une paire de manchons d'étirage 3b et une paire de cylindres étireurs 4b.
En amont des cylindres étireurs 4a, 4b, on introduit un filament continu 6a, 6b. On forme donc deux brins constitués chacun d'une mêche de fibres et d'un filament. Les brins ainsi formés sont tordus ensemble par un tordeur 7 et sont guidés par deux guides 8 et 9. Les deux brins passent ensuite par une paire de cylindres 10 avant d'être aspirés par un aspirateur 13 avant d'éliminer les filaments continus par exemple par coupage, au moyen d'une paire de ciseaux manuels, en amont des cylindres étireurs.
Les filaments continus ainsi coupés sont donc amenés par l'aspirateur 13 aux déchets.
La figure 2 représente le dispositif de filage après la coupe des filaments, quand le filé de fibres est bobiné sur un cylindre 11.
Il est important d'avoir un nombre de fibres en section suffisant, en relation avec la cohésion des fibres, la propreté de la mêche et la tension entre les étireurs 4 et les cylindres délivreurs 10. A propos de la cohésion entre les fibres, il peut être intéressant d'adjoindre aux fibres, au moment de la préparation des mêches, un ensimage augmentant cette cohésion entre les fibres. Par exemple, un ensimage paraffinique ou un ensimage contenant de la silice colloidale. Cela ayant aussi pour effet de faciliter le retordage.
Dans le cas où le point de convergence est en amont de l'organe de torsion, Il est aussi important de régler la tension entre les étireurs 4 et les cylindres délivreurs 10, de façon à avoir une distance h convenable entre les étireurs 4 et le point de convergence 12 des fils, en relation avec la torsion donnée et la vitesse de défilement. En effet, une torsion existe dans chacun des brins simples, entre le point de convergence 12 des brins et le point où le brin est saisi en dernier lieu par les étireurs 4, mais cette torsion n'est pas incorporée dans le fil résultant. Cette torsion existe dans les brins préalablement à la convergence en une quantité d'équilibre qui dépend de la géométrie du système et des paramètres de filage. Cet état de fait décrit ci-dessus peut être en pratique modifié. En effet, les irrégularités survenant au hasard dans les brins, une partie de la torsion est incorporée dans des brins de manière variant au hasard. Une telle torsion est toutefois de faible intensité.
Si la tension est trop faible, trop peu de torsion se trouve dans le brin entre les cylindres étireurs 4 et le point de convergence 12, ce qui se traduit par des pertes de fibres à la sortie des cylindres étireurs 4, suite à un mauvais accrochage des fibres. Par exemple, on a obtenu d'excellents résultats à la vitesse de 215 mètres par minute avec un étirage, entre les étireurs 4 et les délivreurs 10, égal à 1,53 % et un fil 2 x 25 tex composé de 45 % de laine de 27 microns et de 55 % de polyester de 3 deniers. Ainsi, on règle la différence de vitesse entre les cylindres étireurs 4 et les cylindres délivreurs 10 en fonction des paramètres de filage et de la vitesse de déplacement. Si la tension est par contre trop forte, le fil est trop tendu, ce qui entraîne un risque de casse.
Dans le cas où l'on utilise des organes de torsion à friction assurant à la fois une composante de torsion et une composante d'avancée du fil il peut être intéressant de règler la tension du fil par variation de cette composante d'avancée, indépendamment du réglage de tension entre les cylindres délivreurs et étireurs. Par exemple, lorsque l'on utilise deux courroies croisées sans fin, ce réglage se fait par variation de l'angle des deux courroies.
Lorsque le filé de fibres est au stade de la retorsion, sa résistance est en général trop faible pour permettre une marche sans problèmes et le fil casse souvent entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion.
Or, on a trouvé qu'une très légére cohésion supplémentaire suffisait pour assurer le dévidage du fil. En fonction de la cohésion initiale des fibres, un simple ensimage cohésif peut suffire. On peut adjoindre ce produit cohésif aux fibres, soit au niveau de la préparation des mêches soit au niveau de la machine à filer, entre l'organe de torsion des brins et l'organe de bobinage.
Dans les cas où cela n'est pas suffisant ou lorsque l'emploi d'ensimage est à proscrire, on a trouvé que l'adjonction de quelques tours de torsion, à l'aide d'un dispositif de fausse torsion suffisait pour assurer un bon dévidage.
Les dispositifs de fausse torsion sont connus. Ils peuvent être rotatifs ou opérer par friction. Ils peuvent être statiques et un simple enroulement sur une tige peut assurer une torsion par roulage en amont de la tige lorsque l'on tire sur le fil, pour autant que l'angle du fil par rapport à la tige, le diamètre de la tige en fonction de celui du fil ainsi que le pas du fil sur la tige et le coefficient de frottement du matériau de la tige, soient judicieusement choisis.
L'exemple de la figure 3 est un dispositif qui réalise ces impératifs. Il est constitué d'un corps 14 en matière légère qui supporte une tige 15 en forme de demi cercle sur la partie supérieure du corps 14.
L'utilisation du dispositif de la figure 3 sera cependant mieux comprise grâce à la figure 4 qui représente une coupe d'une broche de retordage double torsion dans laquelle la bobine de fil 16 est placée sur le pot 17 où elle est centrée grâce au centreur 18. Le fil 19 se dévidant à la défilée, en quittant la bobine passe à travers l'oeillet 20 de la coronelle de dévidage 21. le fil s'enroule ensuite sur la tige 15 qui est supportée par le corps 14, lui-même fixé par un moyen quelconque non représenté, sur la coronelle 21. Après avoir fait un certain nombre de tours le fil rentre dans le corps du prolongateur 22 où il va recevoir le premier tour de torsion donné par le disque de torsion (non représenté) pour ensuite passer entre le pot 17 et l'anti-ballon 23 où il reçoit le deuxième tour de torsion avant d'être bobiné sur une bobine non représentée.
En général, dans une machine à retordre double torsion, la tension du fil et donc le nombre de tours d'enroulement sur le disque de torsion est réglée par un piston à ressort, bloqueur de torsion, non représenté, qui se trouve dans le prolongateur 22.
Dans le cas de l'utilisation du dispositif, selon l'invention il faut, soit enlever ce piston et ainsi la torsion remonte jusqu'à la tige 15, soit avoir une distance entre ce piston et la tige 15, inférieure à la longueur des fibres.
En utilisant le dispositif, on règle la tension du fil, en jouant sur les paramètres suivants :
. nombre de tours d'enroulement du fil 19 sur la tige 15,
. diamètre de la tige 15,
. coefficient de frottement du matériau de la tige 15,
. angle α formé par le fil 19 et la tige 15 au moment où le fil arrive sur la tige.
On peut faire varier la rotation de la coronelle de dévidage 21 par des moyens classiques, par exemple, son poids, son coefficient de frottement, etc ... On peut, comme avec une machine à retordre double torsion classique jouer sur la force du ressort du bloqueur de torsion, dans le cas où on l'utilise.
Par exemple, on a obtenu de bons résultats avec le fil 2 x 25 tex, décrit précédemment sur un métier à retordre double torsion avec une vitesse de broche de 11000 tours par minute et une torsion de 371 tours par mètre, soit un développement de 59,2 mètres par minute, en utilisant le dispositif décrit dans la figure 4 où le fil faisait un tour sur une tige d'acier à ressort de 0,5 millimètre de diamètre, sans utiliser de bloqueur de torsion.
On a obtenu des bons résultats avec un fil 2 x 33 tex dont l'un des brins est constitué d'un filament de 300 deniers en triacétate brillant, sans couverture de fibres et l'autre brin, constitué de fibres 100 % acrylique mat 3 deniers, sans filament. Le tout étant retordu à 260 tours de broches à une vitesse de broche de double torsion de 10 000 tours par minute en utilisant le dispositif décrit sur la figure 4 où le fil 19 faisait 2 tours d'enroulement sur la tige 15 qui avait un diamètre de 0,25 millimètre, et sans utiliser de bloqueur de torsion.
Une variante du dispositif est représentée sur la figure 5 où le fil s'enroule sur une tige droite.
En fonction des fils à retordre, on pourra avoir des angles différents de la tige par rapport à la verticale, de façon à changer l'angle du fil par rapport à la tige afin de varier l'intensité de fausse torsion.
Les exemples de forme de dispositif décrits sont donnés à titre non limitatif. Le seul impératif est d'avoir un enroulement du fil sur la tige avec un angle approprié du fil par rapport à la tige. De façon plus générale, on utilise tout dispositif qui permet une fausse torsion entre le dévidage et la prise de torsion, qui permet le dévidage du fil lors du retordage sans qu'il casse du fait de sa faible résistance.
Une autre variante du dispositif est représentée par la figure 6 où la tige est spiralée en forme de cône.
Dans le cas où l'on retord par une autre technique de retordage, par exemple avec un continu à retordre à anneau, comme le représente la figure 7, il suffira de placer une tige 24 entre la bobine 25 est les délivreurs 26 pour avoir un certain angle du fil par rapport à la tige de façon à donner une fausse torsion suffisante pour le dévidage, dans le but d'obtenir une distance entre la tige et les délivreurs inférieure à la longueur des fibres. la tension est dans ce cas donnée par le poids de curseur 27.
Dans le cas où l'on retord par la technique de retordage double étape, il suffira d'adapter le dispositif de la figure 7 à la première étape d'assemblage retordage.

Claims

1) Procédé de filage d'un filé de fibres selon lequel on étire au moins deux mêches de fibres entre des points d'amenée de cette mêche et des paires de cylindres étireurs; on tord les brins formés par chaque mêche de fibres par un organe de torsion notamment à friction (7); on les rassemble en un même point de convergence (12); on retord le fil formé des brins assemblés sur un métier à retordre, on bobine les brins, caractérisé par le fait que l'on donne de la fausse torsion aux brins entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion.

2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on retord le fil après bobinage sur un métier à retordre en donnant de la fausse torsion aux brins entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion par enroulement du fil sur une tige faisant un certain angle avec le fil, en un endroit situé à une distance, du point de prise de torsion, inférieure à la longueur des fibres.

3) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, comprenant :
. des moyens de réalisation d'au moins deux brins constitués chacun d'au moins une mêche de fibres (5a)
. des moyens de fausse torsion (7) des brins;
. des moyens de bobinage (11);
. des moyens de retordage du fil formé par les brins;
caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de fausse torsion entre le dévidage depuis la bobine et le retordage.

4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de fausse torsion sont par enroulement du fil autour d'une tige faisant un certain angle avec le fil et placé entre le point de dévidage du fil sur la bobine et le point de prise de torsion à une distance du point de prise de torsion inférieure à la longueur des fibres.