FR1449729A - Fils en matière polymère et leur procédé et appareil de fabrication - Google Patents

Description

Fils en matière polymère et leur procédé et appareil de fabrication La présente invention concerne des fils contenant un ou plusieurs filaments continus d'une matière polymère artificielle, et un procédé et un appareil utilisés pour fabriquer de tels fils.
Des filaments d'une matière polymère artificielle sont fabriqués le plus commodément sous forme de filaments continus par des procédés de filage au mouillé, à sec ou à l'état fondu. Ces filaments continus, tels qu'ils sont fabriqués d'une façon classique, sont essentiellement droits avec une régularité marquée. Dans des fils provenant de tels filaments continus, ces qualités facilitent le serrage des filaments adjacents, de sorte que le fil est une structure relativement dense et compacte. Cet état compact se traduit par plusieurs propriétés défavorables que présentent de tels fils à filaments continus, par exemple un pouvoir de couverture médiocre, un calorifugeage médiocre, un faible degré d'état bouffant et une main légèrement froide et elles nuisent à l'excellente résistance mécanique connue.Contrairement aux fils à filaments continus, ceux provenant de fibres discontinues présentent une résistance mécanique relativement faible, mais un meilleur pouvoir de couverture, un meilleur calorifugeage et un meilleur état bouffant et une main plus douce et il est admis d'une façon générale que les propriétés sont dues à la présence de fibres de longueur irrégulière et à de nombreuses discontinuités.
Pendant la dernière décade, de nombreuses recherches, comme le prouvent les nombreuses publications comprenant de nombreux brevets, ont été faites pour conférer certaines des qualités avantageuses d'un fil filé à fibres discontinues à un fil à filament continu, et de nombreuses méthodes et de nombreux dispositifs ont été mis au point pour modifier un fil à filaments continus pour atteindre ce. but.
Ces fils à filaments continus modifiés sont fahri-

sistent à traiter un faisceau filamenteux pour traiter, boucler ou autrement disperser ces filaments individuels et ils ne sont habituellement pas préparés en une opération qui est entièrement solidaire de l'extrusion et de la fabrication des filaments continus qui constituent le fil.
Une raison qui peut être donnée pour le justifier concerne la grande vitesse linéaire des filaments extrudés qui est de l'ordre de 1200 mètres par minute dans le cas des filaments de polyamide ou de polyester. Cette grande vitesse rend difficile le traitement des filaments mobiles d'une façon appropriée. Une autre raison concerne la nature de nombreux filaments qui viennent d'être filés et qui, en raison de leur faible orientation moléculaire ont en général une résistance mécanique médiocre, et par conséquent, ne conviennent pas pour de nombreuses applications dans les textiles.
La présente invention se propose notamment de fournir :
Un nouveau fil à filaments continus qui simule sous certains rapports, notamment en ce qui concerne son état bouffant et son pouvoir de couverture, un fil à fibres discontinues filé à partir de fibres comparables et contenant un nombre sensiblement équivalent de fibres dans sa section droite; Un procédé de fabrication d'un nouveau fil à filaments continus en rassemblant des filaments continus qui viennent d'être formés et en les réunissant directement sous forme d'un fil; Un appareil approprié pour la mise en u̇vre du procédé ci-dessus.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexes.
Suivant l'invention, la demanderesse fournit un fil à filaments continus qui comprend une âme relativement compacte et une région périphérique moins compacte, l'âme étant formée par des boucles alignées dans un sens généralement axial et agen- cées de façon qu'il se produise une avance progressive des boucles le long de l'âme, les boucles alignées présentant un retors et la région périphérique étant formée par un grand nombre de boucles sortant de l'âme et s'étendant vers l'extérieur à partir de celle-ci.
La présente invention fournit en outre un procédé pour fabriquer un fil qui consiste à extruder une matière polymère sous forme de filaments continus, à soumettre un ou plusieurs des filaments continus à l'action d'un jet de fluide qui applique une tension aux filaments et qui les fait avancer vers un corps creux tournant, à y rassembler les filaments sous forme d'un ensemble de boucles reliées en séries, à retirer continuellement les boucles du corps creux et à rassembler le fil d'une façon ordonnée.
A mesure que les boucles sont retirées du corps creux sous la forme d'un faisceau de boucles, le mouvement rotatif du corps se traduit par un retors qui est appliqué au faisceau des boucles. Par suite, le corps creux tournant sert à la fois à former des boucles à partir des filaments continus et à appliquer un retour au faisceau des boucles.
La présente invention fournit également un appareil de fabrication d'un fil qui comprend un moyen pour extruder une matière polymère sous forme de filaments continus à partir d'une source de ladite matière, un jet de fluide qui est agencé pour appliquer une tension aux filaments et pour les faire avancer vers un corps creux agencé pour tourner et pour servir de dispositif de formation de boucle et d'application d'un retors et un moyen pour rassembler le fil d'une façon ordonnée après avoir retiré les boucles du corps creux.
Définitions :
Le terme boucle tel qu'on l'utilise dans la présente demande désigne les configurations qui résultent du pliage d'un filament continu sur luimême suivi par un changement de direction du filament et les deux branches définissant une seule boucle peuvent se croiser ou non. La partie des liaisons de la branche qui, dans certains passages de la présente demande est appelée extrémité fermée, peut être aussi bien pointue et effilée qu'incurvée. L'expression boucles reliées en séries désigne les configurations qui résultent d'une répétition du pliage du filament continu sur lui-même de façon qu'il se produise de. fréquents changements de direction. Dans de telles structures, une branche d'une boucle sert également de branche de la boucle suivante et les boucles ont leurs extrémités fermées aux extrémités opposées de la branche commune.
L'expression filament continu telle qu'on l'utilise dans la présente demande désigne des filaments qui ont une longueur indéfinie et qui, dans la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, sont obtenus continuellement par extrusion à partir d'une source de la matière polymère. L'expression n'englobe pas les fibres de courtes longueurs couramment appelées fibres discontinues.
Suivant un mode préféré de mise en u̇vre de la présente invention. les filaments continus sont extrudés à travers une filière à partir d'une source d'une matière polymère et un ou plusieurs des filaments passent alors à travers un jet qui est alimenté en fluide sous pression. L'écoulement du fluide dans le jet peut être agencé pour accélérer les filaments continus et pour les faire avancer vers et dans le corps creux tournant.Les filaments provenant de certaines matières polymères, en particulier des filaments de matières organiques synthétiques telles que par exemple des polyamides, des polyesters et des polyhydrocarbures, mais également des filaments, par exemple de matières cellulosiques, telles que l'acétate de cellulose, sont orientés d'une façon macromoléculaire et sont accélérés par le jet de façon que les filaments étirés soient avancés vers le corps creux tournant.
Le fluide, qui ne doit pas affecté sensiblement la matière des filaments est de préférence un gaz, par exemple l'air. Le jet qui est appelé ci-après jet aspirant comprend sous sa forme fondamentale un guide d'entrée des filaments et un passage de sortie des filaments qui se rejoignent sous forme d'un corps creux auquel une entrée d'air est fixée.
Le corps creux qui constitue le dispositif de formation des boucles et d'application du retors peut présenter diverses formes, bien qu'en raison des vitesses de rotation atteintes, il soit souhaitable qu'il n'ait pas une forme trop complexe. La demanderesse trouve que des corps qui se rétrécissent entre l'embouchure et la base de façon à présenter une surface inclinée autour de laquelle l'ensemble des boucles peut se rassembler et qui présente un orifice ménagé dans la base par lequel les boucles peuvent être évacuées, sont très appropriés. A titre d'exemple, on peut citer des corps de forme conique, dont deux seront décrits ci-après en se référant aux figures 3, 4 et 5 des dessins annexés et un corps en forme de verre à vin dont un sera décrit en se référant à la figure 6.Pour permettre l'échappement à partir du corps creux du fluide qui fait avancer les filaments, il est souvent commode de prévoir des perforations dans le corps. La présence des perforations dans le corps permet le rassemblement des boucles dans le corps creux. Une tige peut être fixée au corps creux pour permettre de le retirer au moyen d'entraînement. Les métaux, les matières céramiques et les matières plastiques constituent des matières appropriées pour la construction du corps creux.
Le dispositif de formation des boucles et d'application d'un retors permet de rassembler les filaments sous forme d'un fil qui autrement seront avancés à une vitesse trop rapide pour être enroulés par un appareil de bobinage classique.
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique d'un ensemble d'appareil qui est utile pour la mise en oeuvre de l'invention; La figure 2 montre une coupe longitudinale d'un jet ou ajutage aspirant qui peut être utilisé en combinaison avec l'appareil de la figure 1; La figure 3 est une vue en plan de l'ajutage aspirant de la figure précédente; La figure 4 est une vue en perspective d'un corps creux de forme conique qui peut être utilisé comme dispositif de formation de boucle et d'application d'un retors par l'appareil de la figure 1; La figure 5 est une coupe longitudinale du corps conique de la figure 4;La figure 6 est une vue en perspective d'une variante d'un corps creux de forme conique qui peut être utilisé comme dispositif de formation de boucles et d'application du retors dans l'appareil de la figure 1; La figure 7 est une coupe longitudinale d'un corps creux différent, sous forme d'un verre à vin qui peut être utilisé comme dispositif de formation de boucles et d'application d'un retors dans l'appareil de la figure 1 ; La figure 8 est une coupe longitudinale d'un corps de forme conique relié à un moyen d'entraînement approprié; Les figures 9 et 10 sont des vues schématiques destinées à montrer d'une façon assez théorique les événements qui se produisent au cours du rassemblement des filaments avancés dans un cône tournant sous forme d'un ensemble de boucles reliées en séries et l'évacuation des boucles à partir du cône;La figure 11 est une photographie d'un modèle du tronçon d'un fil fabriqué suivant la présente invention tel qu'on l'observe sous un microscope ordinaire; Les figures 12 à 16 sont des microphotographies à grossissement de 10X, des fils fabriqués suivant les exemples de la présente invention.
En se référant à la figure 1, quatre filaments qui viennent d'être formés, désignés d'une façon générale par le numéro de référence 20, sont filés à travers une filière 21 puis sont tirés à travers un ajutage aspirant 22 qui est continuellement alimenté en air comprimé par une conduite d'admission d'air 23. Les filaments sortant de l'ajutage aspirant sont avancés par le jet d'air qui sort de l'ajutage dans un cône creux 24 qui tourne autour de son axe à une vitesse fixe. La vitesse linéaire à laquelle les filaments sont avancés de l'ajutage aspirant 22 dans le cône 24 est très supérieure. à la vitesse à laquelle les filaments sont évacués du cône.Par suite de cette admission à une vitesse en excès, chacun des filaments continus se replie sur lui-même dans le cône pour former un grand nombre de boucles reliées en séries qui se rassemblent sous forme d'un ensemble dans le cône.
Les filaments sous la forme d'un faisceau de boucles sont évacués progressivement du cône dans le sens de son axe de rotation à travers une tige 25 du cône. Le mouvement rotatif du cône 24 applique un retors au faisceau des boucles qui sont évacuées le long de l'axe de rotation. Le fil 26 ainsi obtenu est enroulé sous forme d'une bobine croisée sur un agencement de bobinage classique en utilisant un mécanisme à mouvement de va et vient (non représenté). Comme on le voit, le fil est déposé sur une broche 27 entraînée par contact superficiel par un rouleau 28 pour former une bobine de fil 29.
On voit que la vitesse de la broche enrouleuse est maintenue à une. valeur constante pendant une opération donnée et qu'elle est coordonnée avec la vitesse à laquelle les filaments sont avancés vers le corps tournant suivant certaines conditions, par exemple le degré de retordage.
Les figures 2 et 3 montrent en coupe longitudinale et en plan respectivement un ajutage aspirant qui peut être utilisé avec l'appareil de la figure 1. L'ajutage aspirant comprend un corps creux 30 qui est fileté à chaque extrémité et auquel est 'fixée une conduite 31 d'admission d'air. Un couvercle 32 contenant un guide 33 d'admission des filaments est vissé sur le sommet du corps 30. Un second couvercle 34 contenant un passage 35 d'évacuation des filaments est vissé sur la partie inférieure du corps 30. Les extrémités inférieure et supérieure du guide d'admission et du passage d'évacuation sont chanfreinées pour former un passage annulaire 36 d'injection d'air.
L'angle d'inclinaison du chanfrein sera appelé ci-après demi-angle d'injection (désigné par alpha sur la figure 2) et sa valeur est importante pour l'avance des filaments par le courant d'air. Les ajutages aspirants généralement les plus utiles aux fins de la présente invention ont des demi-angles d'injection compris entre 2 et 25[deg]. L'ajutage aspirant est alimenté en air comprimé par une conduite, 31 d'admission d'air; le courant d'air entre dans le passage 35 d'évacuation des filaments par un passage 36 d'injection d'air et étant donné qu'il est dirigé annulairement vers le bas il confère un mouvement d'avance aux filaments de filage qui descendent à travers l'ajutage dans la conduite d'admission 31 et dans le passage d'évacuation 35.
En fonctionnement, les filaments passent de la filière dans le cône tournant et y sont avancés par l'action de l'ajutage aspirant qui fournit un courant annulaire d'air s'écoulant dans le même sens que les filaments. Sous l'impulsion fournie par l'écoulement d'air, une tension est appliquée aux filaments qui sont par suite allongés, c'est-à-dire étirés sur la distance comprise entre la face de la filière et l'entrée de l'ajutage aspirant. L'ajutage. doit être situé au-delà de l'endroit où les filaments sont solidifiés d'une façon sensiblement complète, car autrement il pourrait se produire une rupture des filaments avec production de fibres discontinues.
Dans le cas particulier des polymères filés à l'état fondu, par exemple des polymères organiques synthétiques comme le téréphtalate de polyéthylène, le polypropylène, l'adipamide de polyhexaméthylène et la polycaproamide, l'ajutage aspirant peut être situé au-delà de la région le long du filament extrudé dans laquelle le filament en cours de solidification est à un état très visqueux entre l'état fondu et l'état solide. L'emplacement optimum de l'ajutage aspirant est déterminé en modifiant sa position jusqu'à ce qu'il allonge parfaitement les 'filaments, mais ne les rompe pas ou ne provoque pas leur soudage.Dans le cas de polymères filés à l'état fondu, les filaments qui viennent d'être formés sont orientés d'une façon macromoléculaire et sont allongés par la tension appliquée aux filaments par suite de l'impulsion qui y est conférée par l'écoulement d'air. Ainsi des filaments d'adipamide de polyhexaméthylène sortant de l'ajutage aspirant se sont avérés être raisonnablement orientés et le rôle que joue l'ajutage aspirant sous ce rapport est déterminé par des mesures de biréfringence effectuées sur des tronçons du filament découpé immédiatement au-dessus et audessous de l'ajutage aspirant. La biréfringence est de 0,0438 au-dessus de l'ajutage aspirant et de 0,0455 au-dessous de ce. dernier.
L'orientation des filaments se répercute dans les propriétés, par exemple la ténacité des fils qui les contiennent et on l'obtient d'une façon simple simultanément au filage et à l'avance nécessaire des filaments.
La vitesse du courant d'air nécessaire, pour allonger et orienter les filaments filés à l'état fondu dans la mesure voulue, vitesse qui est associée à la pression de l'air et à la construction, et aux autres caractéristiques de l'ajutage aspirant, varie suivant le polymère en cours de filage et des conditions de traitement, comme la viscosité de sortie du polymère, c'est-à-dire la viscosité à l'état fondu au moment de l'extrusion, la vitesse d'extrusion et la distance de contact entre le filament et l'air qui fournit l'impulsion appliquée aux filaments et l'angle d'incidence entre le jet aspirant et les filaments.Bien qu'il s'agisse d'un paramètre variable, la vitesse lorsque les filaments sont obtenus à partir d'un polymère filé à l'état fondu, doit être suffisamment élevée pour appliquer aux filaments une tension qui à la fois les allonge et les oriente macromoléculairement dans une mesure voulue quelconque.
En outre, avec des polymères filés à l'état fondu, l'air à grande vitesse avec lequel les filaments sont mis en contact dans et au-dessous de l'ajutage aspirant refroidit les filaments d'une façon essentiellement asymétrique ce qui peut provoquer le développement spontané ou retardé d'un crêpage irrégulier. Ce crêpage peut être maintenu dans le ou les filaments constituant du fil, auquel cas les filaments présentent un crêpage superposé à l'agencement des boucles de filaments. La présence d'un tel crêpage peut conférer des propriétés utiles au fil.
La turbulence de l'air dans l'ajutage aspirant peut produire un certain entrelacement et entremêlement des filaments avec la formation d'un toron contenant jusqu'à 6 filaments par exemple. Un tel toron peut être avancé à une vitesse en excès dans le cône tournant de la même façon que des filaments continus et séparés et on considère que l'expression filament continu telle qu'on l'utilise dans la présente demande englobe de tels torons. Toutefois, étant donné, qu'il n'y a pas davantages à obtenir de l'utilisation de tels torons dans le procédé et qu'en fait il existe certains inconvénients, par exemple un état bouffant et un pouvoir de couverture moins importants des fils qui les contiennent, il est préférable d'utiliser des filaments continus à l'état séparé.Une charge électrostatique des filaments soit avant leur entrée, soit pendant leur passage dans l'ajutage aspirant, par exemple par contact de frottement avec une barre métallique où l'entrée de l'ajutage peut être utile pour réduire au minimum l'entrelacement des filaments au cas où la formation d'un fil s'avère peu commode. Une faible valeur de l'angle d'incidence réduit la turbulence dans le courant d'air et évite par conséquent ou réduit le degré d'entrelacement des filaments.
La vitesse à laquelle les filaments sont avancés par l'ajutage aspirant peut varier dans une large gamme et dépend principalement de la pression d'air, bien que des - variables comme l'identité du polymère, le denier du filament, la construction et les dimensions de l'ajutage aspirant influent également la vitesse d'avance. De préférence on utilise des vitesses d'avance supérieures à 900 mètres par minute et pour des polymères filés à l'état fondu comme des polyamides, des polyesters et des polyhvdrocarbures, des vitesses comprises entre 2 100 et 6 000 mètres par minute sont les plus courantes.Les caractéristiques de construction de l'ajutage aspirant. la pression de l'air qui y est admis et la vitesse d'extrusion du polymère sont les facteurs principaux qui déterminent le denier des filaments qui sont avancés vers le cône tournant et à partir duquel le fil est formé.
Les caractéristiques de construction des ajutages aspirants actuellement disponibles imposent une limite supérieure au denier des filaments de 10 environ. Cependant, attendu que le pliage des filaments continus sur eux-mêmes, lorsqu'ils entrent dans le. cône tournant, est facilité et qu'en fait pour certaines matières polymères présentant un module élevé, il est rendu possible par l'utilisation de filaments de faible denier, cette limitation ne nuit pas à l'utilité essentielle du procédé. Des filaments ayant un denier inférieur à 0,5 denier par exemple, ne peuvent pas être fabriqués commodément en une longueur indéfinie et n'ont pas une grande utilité dans les textiles. Le demanderesse a trouvé que des filaments ayant des deniers compris entre 1 et 6 sont les plus utiles dans la présente invention.
Dans le procédé de la présente invention, il suffit que les filaments soient avancés vers le cône tournant au moyen d'un courant de fluide. Il n'est pas nécessaire que les filaments passent à travers un ajutage aspirant du type décrit plus haut et ils peuvent être avancés par un courant de fluide, quelle que soit la façon dont il est formé. Egalement, il n'est pas nécessaire d'utiliser de l'air comme un milieu fluide; on peut avoir recours à d'autres gaz comme la vapeur d'eau, ou à des liquides.
Comme précédemment mentionné, les filaments continus sont habituellement avancés par le jet aspirant à des vitesses linéaires comprises entre 2 100 et 6 000 mètres par minute. Les filaments sont avancés par le courant d'air dans un sens s'étendant généralement de haut en bas, mais l'écoulement turbulent et les tourbillons du courant, qui s'écoulent dans le même sens que les filaments, fouettent les filaments en cours de déplacement et les contraignent à suivre un trajet sineux et irrégulier. Si le cône tournant est situé trop près du jet aspirant, le pliage des filaments pour former un ensemble de boucles reliées en séries peut ne pas être satisfaisant à cause de l'échappement de l'air à partir de l'ajutage.On peut réduire ce problème au minimum et on peut obtenir un dépôt plus satisfaisant des filaments en prévoyant une légère divergence (habituellement pas supérieure à 8[deg]) à l'extrémité du passage de sortie des filaments de l'ajutage. Lorsque l'élément de réception est trop éloigné de l'ajutage, une pose réglée peut être difficile. La distance optimum doit être déterminée par simples expériences qui impliquent la modification de la distance entre l'ajutage et le cône et en observant la pose des filaments sous forme d'un ensemble de boucles. En ce qui concerne les polymères filés à l'état fondu, comme par exemple les polyamides, les polyesters et les polyhydrocarhures. des distances comprises entre 15 cm et 90 cm à partir de la sortie de l'ajutage aspirant se sont avérées être tout à fait satisfaisantes.
En fonctionnement il est souhaitable du point de vue de la facilité de dépôt des filaments et du maintien de l'ensemble dans le cône de disposer le cône de façon que son axe se trouve verticalement au-dessous de la sortie de l'ajutage aspirant.
L'échelle correcte d'un cône creux qui peut être utilisé avec l'appareil de la figure 1 est représentée en coupe longitudinale sur la figure 4, et en perspective sur la figure 5.
Le cône creux est fait en un alliage métallique léger (un alliage d'aluminium Alcan ayant une grande résistance à la traction est utile dans ce. but) et comprend un corps conique creux 37 et une tige 38 qui en est solidaire. Le corps conique a un diamètre maximum (A-A) de 75 millimètres et l'angle -sous-tendu au sommet est de 90[deg]. Par suite, la paroi interne 39 est inclinée suivant un angle de 45[deg]. Des trous 40 ayant un diamètre de 1,59 mm sont percés dans la paroi du corps conique à raison de 30 par unité de 6,45 cm , les trous passant obliquement à travers la paroi dans un sens dirigé sensiblement vers le sommet du cône. Une proportion de 30 pour cent environ de la surface de la paroi est percée. La tige 38 a une longueur de 19 mm et un diamètre de 12,5 mm et elle présente une série annulaire de trous (d'un diamètre de 6,35 mm) 41.En raison de la nature perforée de sa paroi, le cône agit comme un tamis et permet l'échappement de l'air dans lequel les filaments sont entraînés, air qui autrement serait dévié vers le pistolet et la filière. Par conséquent, la pose des filaments avec formation d'un ensemble relativement stable de boucles de filament est facilitée.
En outre, la direction des trous 30 ménagés dans le corps du cône réduit la possibilité d'un accrochage des filaments en raison de l'entrée des filaments dans les trous et permet ainsi l'évacuation des boucles à un débit constant.
La figure 6 est une vue en perspective d'un autre cône qui peut être utilisé dans l'appareil de la figure 1. Le cône est fait en un alliage métallique léger et ses dimensions sont les mêmes que celles du cône représenté sur les figures 4 et 5.
La paroi du cône entre la bordure et le sommet présente des rayons métalliques 42 qui constituent une grille métallique. L'écartement des rayons de la grille est de. 6,35 mm environ le long de la bordure et ils convergent pour être espacés de 3.18 mm environ près du sommet. Bien que le cône se soit avéré satisfaisant en service, il est moins efficace que le cône précédent, en raison du moins grand support des filaments et de la possibilité que les boucles de filaments ont de faire saillie entre les rayons adjacents.
Des essais ont montré que les formes coniques sont généralement avantageuses pour fournir des structures de fil ayant de bonnes propriétés, éventuellement à cause du fait qu'elles permettent l'a- gencement des boucles de filaments déposées sous forme d'un ensemble à plusieurs couches épousant la paroi du cône; l'évacuation de cet ensemble à couches du cône peut être effectuée en maintenant d'une façon générale la structure à plusieurs couches et la forme de boucles. Toutefois, on peut utiliser d'autres corps creux, en particulier ceux ayant une forme ressemblant à celle d'un cône et fournissant une surface inclinée pour le dépôt des boucles de filaments. La figure 7 montre en coupe longitudinale un cône en forme de verre à vin qui s'est avéré très efficace dans le procédé de la présente invention.Le verre à vin est fait en un alliage métallique léger et comprend un corps concave 43- et une tige 44. Le verre à vin a un diamètre maximum de 100 mm et la tige a une. longueur de 12,5 mm et un diamètre de 12,5 mm. Les trous 45 ayant un diamètre de 1,59 mm sont percés dans la paroi du corps concave et une série annulaire 46 de quatre trous est percée dans la tige. En service, l'ensemble des boucles de filaments rassemblé dans le verre à vin est agencé d'une façon générale sous la forme d'une structure à couches qui se dépose le long de la partie inclinée B-B du corps concave.
Le corps conique ou autre corps creux dans lequel les filaments sont avancés à une vitesse en excès doit être dimensionné en fonction du nombre des filaments qui y sont admis. Pour les utiliser avec jusqu'à 10 filaments ayant des deniers compris entre 0.5 et 8, des cônes ayant des dimensions décrites ci-dessus en se référant aux figures 4, 6 et 7, sont très appropriés. Si un nombre de filaments supérieur à 10 est admis dans de tels cônes, les boucles ont de plus en plus tendance à s'étendre au-delà de la bordure et à s'échapper par suite des limites du cône. Un cône percé fixe entourant le cône tournant et ayant de plus grandes dimensions peut être prévu pour guider ces boucles éparpillées pour les ramener dans le cône tournant et ceci constitue une solution à ce problème.Toutefois, il est plus commode d'augmenter la dimension du cône pour permettre d'y faire avancer le plus grand nombre des filaments.
Les grandes vitesses de rotation auxquelles ils sont soumis nécessitent un équilibrage dynamique des cônes (ou autre corps) avant de les utiliser. L'obtention d'un cône dynamiquement stable est facilitée par ses petites dimensions.
Le cône (ou autre corps) peut être mis en rotation d'une façon commode quelconque, par exemple par un moteur électrique. La figure 8 montre une coupe schématique le long de l'axe longitudinal d'un agencement destiné à faire tourner le cône. Le cône 47 est celui représenté sur les figures 4 et 5 et sa tige 38 est fixée à l'arbre d'entraînement creux 48 d'un moteur d'induction triphasé désigné d'une façon générale par le numéro de référence 49.
Pour permettre de mieux comprendre la façon dont le fil suivant la présente invention est obtenu, on va donner ci-après une explication en se référant aux figures 9 et 10, du phénomène qui se produit pendant la formation de l'ensemble des boucles reliées en séries dans un cône tournant et pendant leur évacuation.
La vitesse à laquelle ce phénomène se produit. la finesse des filaments et le nombre des boucles en question ne permettent pas d'observer et de représenter ce phénomène avec une précision totale et il est évident que l'explication donnée ci-après, qui est basée sur une observation, des essais effectués avec les installations expérimentales et sur des techniques photographiques, bien que l'on pense qu'elle soit généralement concordante avec la pratique réelle, représente une image assez théorique d'une série d'événements très complexes et rapides.
Lorsque les filaments avancés entrent dans le cône tournant, l'extrémité menante de chacun d'eux heurte sa surface interne et ils sont retenus, au moins brièvement- par des forces de frottement et le mouvement descendant des filaments est interrompu. Attendu que la vitesse linéaire des filaments au point de contact est inférieure à la vitesse linéaire des filaments à mesure qu'ils entrent dans le cône, les filaments se déplaçant de haut en bas sont repliés sur eux-mêmes en formant ainsi un ensemble comprenant un grand nombre de boucles, de plis ou replis reliés en séries. Les boucles présentent une longueur variable définie par la longueur moyenne de deux branches de la boucle.
Certains des facteurs qui déterminent la longueur des boucles sont le module des filaments, leur denier, la vitesse à laquelle ils sont avancés vers le cône par le jet aspirant et la forme et les dimensions du cône.
L'agencement et la disposition relative des boucles reliées en séries dans le cône sont influencés d'une façon considérable et d'une façon très avantageuse, comme on l'expliquera ultérieurement plus en détail par le trajet sinueux suivi par les filaments au cours de leur passage dans le cône et par le mouvement oscillatoire associé, conféré aux filaments par l'action du jet aspirant qui les contraint à suivre un trajet sinueux et irrégulier. En tenant compte de ce mouvement, les filaments traversent la zone située au-dessus du cône et ultérieurement le point de dépôt des filaments dans le cône est constamment modifié, de sorte que les boucles des filaments s'étalent sur une partie considérable du cône sous la forme d'une bande déposée au hasard comprenant des boucles ou plis de filaments avec de nombreux points de croisement.Le dépôt (les boucles reliées en séries de cette façon confère un degré de cohérence et de stabilité à la bande déposée, au hasard qui se re- trouve dans la facilité avec laquelle les boucles peuvent être évacuées du cône.
Les forces centrifuges dues au mouvement rotatoire du cône projettent les boucles qui viennent d'être formées contre la surface inclinée du cône et le long de celle-ci et favorisent l'alignement des boucles dans des directions radiales par rapport à l'axe du cône. A mesure qu'elles sont projetées à l'extérieur et le long du cône, il peut se produire un entremêlement des boucles dans une mesure variable.
L'agencement général des boucles de l'ensemble à l'intérieur du cône est représenté schématiquement sur la figure 9. En se référant à cette figure, deux filaments 50 se déplaçant de haut en bas sont avancés à une vitesse en excès dans un cône creux tournant 51 muni d'une courte tige 52 et présentant une paroi inclinée percée 53. Les filaments sont pliés en deux pour former un ensemble de boucles reliées en séries 54 dans lequel la plus grande partie des filaments sont alignés dans des directions radiales le long de la paroi inclinée 53 contre laquelle ils sont maintenus par les forces centrifuges et de frottement et par la pression de l'air se déplaçant à travers les perforations de la paroi. Une boucle s'étendant radialement est désignée par le numéro de référence 55, son angle 56, s'étendant vers le bord et juste au-dessous du bord du cône.Cette boucle 55 s'étend vers le bas dans le faisceau des boucles 57 qui est évacué à travers la tige. A un certain endroit (non représenté) chacune des branches de la boucle 55 change de direction pour former deux autres boucles, dont les anses sont aux extrémités opposées des boucles par rapport à l'anse 56.
Si la formation de boucles et de replis des filaments continus pouvait se poursuivre sans enlèvement de matière du cône, il s'accumulerait dans le cône une masse de filaments bouclés et repliés au hasard et au bout d'une très courte période de temps, de l'ordre de quelques secondes avec le cône représenté sur la figure 9, il serait complètement rempli. Ceci, ne peut pas se produire étant donné que les boucles sont progressivement évacuées du cône par sa tige et le long de l'axe de rotation dans le même sens que celui des filaments qui y entrent.L'évacuation des boucles est amorcée en tirant la bande vers le bas et on peut l'obtenir en introduisant un fil métallique autour duquel les boucles se condensent, en enlevant le fil métallique en tirant ainsi un faisceau de boucles hors du cône, en séparant le fil métallique des boucles et en amenant le faisceau des boucles vers le dispositif de bobinage fonctionnant à une vitesse constante. Dès que l'évacuation des boucles est amorcée et pour autant qu'on maintienne une vitesse de bobinage constante. on obtient un état d'équilibre entre l'accumulation des boucles de filaments dans le cône et leur évacuation sous forme d'un faisceau de boucles.
Le mouvement rotatif du cône, dès que l'évacuation des boucles a commencé provoque le déplacement des boucles dans le cône autour de sa surface inclinée et vers le bas de celle-ci sur un trajet qui est supposé ressembler à une spirale conique continue. A cause de l'action de frottement entre les boucles, un effet de traction est exercé par une boucle donnée sur les boucles suivantes et par conséquent tout l'ensemble se déplace sous forme d'une structure solidaire.
La figure 10 montre sous forme schématique et théorique la volute 58, développée le long de son axe, qui est décrite dans le cône à mesure que les boucles se déplacent de haut en bas le long de la surface inclinée et sortent par la tige. Au cours du mouvement descendant, l'ensemble des boucles reliées en séries et réagissant entre elles est maintenu étroitement contre la paroi du cône par la somme des forces centrifuges et de frottement et par l'air qui passe à travers ledit ensemble au cours de son passage dans les perforations. L'augmentation du pas des circonvolutions successives de la volute est une reproduction de l'effet d'entonnoir auquel l'ensemble est soumis à mesure qu'il se déplace vers le sommet du cône.L'effet d'entonnoir lorsqu'il est superposé au mouvement rotatif améliore l'alignement des boucles dans les directions radiales à l'intérieur du cône. Le nombre des boucles présent dans l'ensemble et les vitesses en question empêche de déterminer avec certitude le trajet exact suivi par les boucles, à mesure qu'elles descendent le long du cône et sortent de ce dernier, mais il n'est certainement pas aussi précis que celui représenté sur la figure 10, éventuellement en raison de l'entremêlement qui se produit fréquemment entre les boucles adjacentes, bien que la demanderesse trouve qu'il représente. un modèle utile.
Des photographies à grandes vitesses montrent que la bande se déplace vers le bas et sort du cône sous forme d'une structure solidaire, ceci étant attribué à la bonne cohérence et à la bonne stabilité entre ses boucles. Elles montrent également que la forme de boucles se maintient d'une façon générale avec un alignement général des boucles dans les sens radiaux le long de la surface du cône et que les boucles se déplacent hors du cône d'une façon progressive et ordonnée, la plupart des boucles étant alignées parallèlement les unes aux autres. C'est le maintien de la forme des boucles pendant l'évacuation de la bande à partir du cône tournant qui permet de mettre en u̇vre le procédé de la présente invention.En outre, l'enlèvement des boucles d'une façon progressive dans l'ordre dans lequel elles sont déposées, les boucles étant alignées dans le même sens général, con- fère aux fils ainsi obtenus certaines de ses caractéristiques.
A mesure que le faisceau des boucles, désigné par le numéro de référence 57 sur la figure 9, sort de la tige du cône, un retors y est conféré et ce retors que l'on peut voir dans le faisceau, condense le faisceau des boucles sous forme d'une masse relativement compacte qui forme l'âme du fil. L'application du retors est attribuée au fait qu'à un certain stade de leur évacuation du cône, les boucles sont situées en raison de leur alignement, en partie dans le cône et en partie dans le faisceau qui en sort sous l'influence de la force de traction exercée par le dispositif de bobinage.
Par exemple, sur la figure 9, la boucle 55 a son extrémité ouverte noyée dans le faisceau et son anse dans le cône. Lorsqu'une extrémité est retenue dans le faisceau des boucles qui est lui-même maintenu par le dispositif de bobinage, l'autre extrémité est mise en rotation par le mouvement rotatif du cône, et par conséquent un retors est appliqué au faisceau. Le retors appliqué descend le long des faisceaux des boucles jusqu'à ce qu'il rencontre un obstacle formant un barrage au retors.Au cours de l'évacuation de la bande à partir du cône, les parties d'extrémités de nombreuses boucles, comme celles désignées par le numéro de référence 56, qui sont alignées dans les directions radiales le long de la paroi du cône, ne sont pas entraînées dans le faisceau principal lorsqu'elles glissent hors de la paroi du cône, et par suite, elles ne sont pas du tout retordues ou le sont dans une beaucoup moins grande mesure que la partie située dans le faisceau.
Si l'on examine la boucle 55, ses branches à un endroit quelconque du faisceau 57, en raison de la liaison en séries de boucles, s'étendent dans un sens opposé et forment deux autres boucles qui se partagent une branche commune avec la boucle 55 et qui y sont alignées de façon à s'étendre dans le sens général de l'axe d'évacuation, un retors y étant superposé. par suite, pour chaque boucle ayant une extrémité fermée dans le cône il existe deux boucles dont les extrémités fermées sont dans le faisceau des boucles. Attendu qu'une partie de longueur variable des boucles, comme indiqué en 55, n'est pas entraînée dans le faisceau pendant l'évacuation, elles font saillie hors du faisceau retordu et par suite resserré qui constitue l'âme sous forme de boucles-mèches. Ce sont ces boucles-mèches qui constituent la région périphérique du fil.
La figure 11, comme précédemment indiqué est une photographie d'un modèle qui reproduit la structure d'un court tronçon de fil fabriqué suivant la présente invention, comme on le voit sous un microscope.
Le fil consiste en une âme 59 relativement dense et compacte et en une région périphérique ajourée et moins compacte 60.
L'âme comprend un enchaînement de boucles alignées dans le sens général de l'axe longitudinal, les boucles étant cependant retordues ensemble sous forme d'hélices plus ou moins régulières avec un angle d'hélice de 70[deg], environ.
Des coupes transversales faites au hasard le long du fil montrent un nombre de filaments sensiblement constant dans l'âme. Le nombre des filaments trouvé est associé à la vitesse linéaire (E) à laquelle les filaments entrent- dans le cône, à leur nombre (N) et à la vitesse linéaire (W) à laquelle les boucles sont évacuées du cône. On peut trouver le nombre en multipliant le rapport: par N. Les sections droites montrent fréquemment, en plus des filaments parallèles qui représentent les branches de boucles l'extrémité incurvée d'une boucle.
Les boucles de l'âme sont agencées en un réseau parallèle superposé mais, en raison de la façon progressive et ordonnée dont les boucles sont évacuées du cône tournant, avec le maintien d'ensemble de la forme des boucles et de leur alignement, les anses des boucles qui peuvent être dans l'âme resserrée, plus en forme de pointes qu'incurvées, sont agencées généralement sous forme d'une échelle le long de l'âme.
On voit que l'agencement réel des boucles dans l'âme est plus complexe que celui décrit ci-dessus qui est basé sur une structure assez théorique et en particulier, il existé un entremêlement considérable entre les boucles qui peuvent passer quelquefois les unes dans les autres et un renversement répété de la direction sur une courte distance déforme souvent la relation essentiellement échelonnée des boucles, bien qu'elle soit conservée dans son ensemble. La configuration d'ensemble est celle d'un réseau supposé de boucles- alignées dans un sens essentiellement parallèle à l'axe longitudinal de l'âme, bien qu'elle soit retordue hélicoïdalement dans ce sens, les boucles successives étant décalées les unes par rapport aux autres.
La région périphérique 60 comprend un grand nombre de boucles 61 à extrémité fermée qui sortent de l'âme relativement compacte 59 dans laquelle les branches constituent les branches des boucles de structure de l'âme et qui s'étendent vers l'extérieur à partir de celle-ci d'une façon plus ou moins irrégulière.
Dans le fil représenté sur la figure 11, il est évident qu'un certain nombre des boucles mèches 61 est agencé sur une partie au moins de leur longueur sous forme d'une enveloppe non serrée autour de l'âme 59. Certaines des boucles qui sont enroulées non serrées de cette façon sont désignées par le numéro de référence 62. L'enveloppement hélicoïdal des boucles de cette façon est supposé être dû à certaines des longues boucles s'étendant radialement qui sont repliées sur elles-mêmes pour venir au contact du faisceau des boucles, de façon à être retordues, mais dans une moins grande mesure, avec le faisceau principal des boucles. D'autres boucles 61 s'étendent vers l'extérieur à partir de l'âme 59 dans des directions radiales et l'image d'ensemble, est celle d'une disposition irrégulière de boucles formant un réseau autour d'une âme compacte.
En particularité caractéristique du fil représenté sur la figure 11, comme avec tous les fils de la présente invention, est son état bouffant, c'est-àdire le volume relatif occupé par un poids donné et la nature irrégulière de sa surface par suite de la présence d'une enveloppe périphérique contenant un réseau de boucles formées plus ou moins au hasard.
L'état bouffant est une reproduction non seulement des boucles facilement visibles agencées sous forme d'un réseau formé au hasard à la surface du fil, mais également de la structure du cône dans lequel les boucles sont en relation superposée mais décalée, avec un certain entremêlement entre elles. En raison de leur nature bouffante, les fils présentent un excellent pouvoir de couverture et les tissus fabriqués à partir de ces derniers sont chauds. La surface irrégulière du fil leur donne une main ou un toucher analogue à celui d'un fil filé fabriqué avec des fibres discontinues comparables.
Dans le fil représenté sur la figure 11, l'âme constitue 25 % environ de son diamètre. Toutefois, dans d'autres fils suivant la présente invention, l'âme peut constituer une proportion plus grande ou moins grande du diamètre. En général, l'âme constitue de 10 à 85 % du diamètre du fil. En outre, au lieu de la disposition essentiellement au hasard représentée. sur la figure 11, un grand nombre de boucles peuvent être enroulées d'une façon lâche sur quelques spires hélicoïdales autour de l'âme. Attendu que le retors appliqué au faisceau des boucles est fonction du mouvement rotatif du cône par rapport à la vitesse linéaire à laquelle le faisceau est déplacé dans le dispositif de bobinage, il est déterminé par les conditions opératoires dans lesquelles l'appareil est utilisé.Aussi, par exemple, si les filaments sont avancés vers le cône à une vitesse de 3 000 mètres/minute et si les boucles des filaments sont alors contraintes de tourner à 15 000 tours/ minute. par la rotation du cône à cette vitesse, avant d'être tirées hors du cône et enroulées à une vitesse de 75 mètres/minute, le taux d'application du retors est égal à 15 000 75x100 tours/cm ou 2 tours/cm.
Par suite, le degré de retors qui est appliqué et qui confère au fil une cohérence et une stabilité nécessaires peut être réglé d'une façon simple et efficace. Le retors optimum pour obtenir les meilleures propriétés dans le fil dépend de son dernier et la relation entre ces deux paramètres est exprimée d'une façon concise au moyen du facteur de retordage. Ceci est défini (voir par exemple, Textiles Terms and Définitions, 4e Edition, publié par Textile Institute) comme étant le retors réel divisé par la racine carrée du comptage de coton qui est associé au denier.
Les fils les plus satisfaisant de la présente invention présentent en général un facteur de retordage. compris entre 3/4 et 6 et le plus couramment entre 1 et 4.
Aux très faibles niveaux de retordage, le fil peut être étiré jusqu'aux deniers les plus faibles par un moyen classique.
L'appareil décrit en se référant à la figure 1 est, du point de vue technique, un appareil appliquant un retors provisoire, étant donné que, ni les filières ni la bobine sur laquelle le fil est enroulé tournent autour de l'axe du fil, bien que le fil qui est enroulé doivent être considéré comme présentant un retors réel. Certainement, il est impossible d'enlever le retors du fil qui est un produit stable et qui peut être enroulé sur une bobine classique et emmagasiné d'une façon indéfinie. L'application d'un retors réel sur une machine du type appliquant un retors provisoire est expliquée par le fait que le retors réel présente deux composantes, à savoir le retors des filaments qui entrent dans le corps creux tournant et le retors du type opposé appliqué aux boucles des filaments qui en sortent.
Le, retors des filaments entrant est faible étant donné qu'il se déplace si rapidement et, en tout cas, ce retors est appliqué à des filaments très minces, tandis que le retors du faisceau sortant des boucles de filaments, qui se déplace à une vitesse plus lente, est beaucoup plus prononcé.
On va décrire maintenant l'invention à l'aide des exemples particuliers qui vont suivre, mais qui ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif de l'invention.
Dans ces exemples, le facteur d'état bouffant est déterminé de la façon suivante.
On enroule 5 spires du fil sous une tension de 0,01 g par denier autour d'une plaque plane d'une épaisseur de 1 mm et d'une longueur de 10 cm, les boucles de l'enroulement étant espacées d'une distance de 2,5 mm. La plaque est supportée sur la platine (diamètre de 19 mm) d'un calibre d'épaisseur, les boucles du fil se trouvant symétriquement en travers de la platine. La plaque supérieure avant un diamètre de 19 mm du calibre est ensuite abaissée sur le fil sous une charge de 10 g et on enregistre la lecture du calibre à une valeur constante. On augmente ensuite la charge jusqu'à 50 g et on enregistre de nouveau la lecture du calibre lorsqu'elle est constante. Le pourcentage de différence entre les première et seconde lectures est directement associé au volume de vide du fil et, par suite, il donne une expression du bouffant du fil.
Exemple 1. - On extrude de l'adipamide de polyhexaméthylène ayant une viscosité relative de 35 à travers des orifices ayant un diamètre de 0,225 mm d'une filière à raison de 0,0227 kg/heure et par orifice à une température de filage, mesurée à la filière, de 273 [deg]C dans l'air ambiant à 20 [deg]C, et à une humidité relative de 55 %.
On fait passer 4 des filaments d'adipamide de polyhexaméthylène à travers l'ajutage aspirant de la figure 2 qui est disposé à 45 cm au-dessous de la face de la filière. Les dimensions importantes de l'ajutage aspirant sont les suivants :
Guide d'entrée des filaments : diamètre interne, 3,18 mm; longueur 50 mm.
Passage d'évacuation des filaments : diamètre interne, 4,76 mm; longueur, 150 mm.
Demi-angle d'injection ( ) : 10[deg].
Consommation d'air : 0,425 m /minute, L'air est admis dans l'ajutage aspirant à la température ambiante. La vitesse de l'air, mesurée en fonction de la consommation d'air, est fixée au niveau voulu en réglant la dimension des passages d'admission et d'évacuation des filaments, c'est-àdire la distance entre les deux.
A partir de l'ajutage aspirant, les filaments sont avancés à une vitesse linéaire de 4 500 mètres/ minute dans le cône représenté sur les figures 4 et 5, qui est disposé à 20 cm au-dessous de la sortie de l'ajutage aspirant et qui est mis en rotation par un moteur électrique triphasé relié à sa tige à une vitesse de 18 000 tours/minute. Le cône, qui est fait en alliage d'aluminium Alcan (marque déposée), présente les dimensions suivantes :
Diamètre maximum : 75 mm; Hauteur : 50 mm; Longueur de la tige : 19 mm; Diamètre de la tige : 12,5 mm; % d'imperméabilité à l'air : 80,4 %.
Le cône rassemble les filaments sous la forme d'une bande déposée au hasard, qui comprend un grand nombre de boucles de dimensions diverses, dont une grande proportion est alignée de façon que leurs branches s'étendent vers le haut le long de la paroi interne du cône et contre celle-ci. La partie inférieure de la bande est tirée continuellement à travers la tige dans le sommet du cône et le faisceau des boucles est évacué du cône à une vitesse de 48 mètres/minute.
Le fil ainsi obtenu a les propriétés suivantes : Denier : 290; Degré de retordage : 1,4 tours/unité de 2,5 cm; Facteur de retordage : 2,18; Extensibilité : 35 % ; Région de l'âme (% du diamètre total), 10%.
Les filaments individuels du fil présentent un denier de 1,5 et une biréfringence de 0,045. Le fil présente la main ou le toucher d'un fil en adipamide de polyhexaméthylène filé à partir de fibres discontinues. On le tisse ultérieurement sous forme d'une étoffe qui a une main chaude et douce.
Exemple 2. - On extrude de l'adipamide de polyhexaméthylène ayant une viscosité inhérente 0,882 (mesurée dans un mélange à 90 % de phénol et d'eau, à 25 [deg]C et à une concentration de 0,5 % ) à travers des orifices ayant un diamètre de 0,225 mm ménagés dans une filière à raison de 0,0227 kg/ heure et par orifice, à une température de filage, mesurée à la filière, de 273 [deg]C dans l'air ambiant à 20 [deg]C.
On fait passer trois des filaments d'adipamide de polyhexaméthylène dans l'ajutage aspirant utilisé dans l'exemple 1. Les dimensions et distances associées sont les mêmes que dans cet exemple.
A partir de l'ajutage aspirant, les filaments sont avancés à une vitesse linéaire de 5 580 mètres/minute dans le corps en forme de verre à vin de la figure 6 qui est disposé à 20 cm au-dessous de la sortie de l'ajutage aspirant et qui est mis en rotation par un moteur électrique triphasé à une vitesse de 18 000 tours/minute. Le verre à vin qui est fait en un alliage d'aluminium Alcan ) marque déposée) a les dimensions suivantes :
Diamètre maximum : 10 cm; Hauteur : 62,5 mm; Longueur de la tige : 12,5 mm; Diamètre de la tige : 12,5 mm; % d'imperméabilité à l'air : 90,2 %.
Le verre à vin rassemble les filaments sous la forme d'une bande déposée au hasard, comprenant un grand nombre de boucles de diverses dimensions, dont une grande proportion est alignée de manière que leurs branches s'étendent vers le haut contre la surface interne du corps. La présence des perforations ménagées dans la paroi du verre à vin permet l'échappement facile de l'air et les boucles de filaments sont peu dérangées par l'air pendant et après leur dépôt.
On tire continuellement la partie inférieure de la bande vers le bas et hors du corps tournant à travers sa tige et, le fil ainsi obtenu est enroulé sous la forme d'une bobine croisée à une vitesse de 45 mètres/minute.
Le fil a les propriétés suivantes :
Denier : 268; Ténacité (g par denier) : 1,05; Extensibilité (%) : 61; Facteur de bouffant (%) : 6,2; Région de l'âme (% du diamètre total) : 12.
Les filaments individuels du fil présentent un denier moyen de 1.3 et une biréfringence de 0,039.
Le fil qui a l'aspect d'un fil de coton doux présente un bon pouvoir de couverture, peut être faci- lement teint et les tissus qui sont fabriquer à l'aide dudit fil présente une main douce et chaude avec une bonne résistance à l'abrasion et ils ne jaunissent pas lorsqu'ils sont traités thermiquement. Exemple 3. - On répète les opérations du procossus de l'exemple 2, excepté qu'on utilise 6 filaments de l'adipamide de polyhexaméthylène au lieu de 3.
Le fil obtenu présente un denier de 580 et un facteur de bouffant de 7,3 %, ce qui est plusieurs fois supérieur au facteur de bouffant d'un fil à fibres discontinues en adipamide de polyhexaméthylène comparable.
Une microphotographie d'un tronçon du fil est représentée sur la figure 12. La région de l'âme constitue 5 % du diamètre total.
Exemples 4. à 7. - En utilisant l'appareil de l'exemple 1, on prépare des fils à partir des divers polymères filables à l'état fondu indiqués sur le tableau 1 qui présentent également les conditions de traitement associées et certaines des propriétés des fils.
Tous les polymères contiennent 0,3 % de dioxyde de titane comme agent de délustrage, à l'exceplion de la téréphtalamide de polydodécanéthylène de l'exemple 7 qui n'en contient pas.
Les viscosités inhérentes des polymères ont été mesurées de la même façon que pour l'adipamide de polyhexaméthylène de l'exemple 2. à l'exception de la téréphtalamide de polydodécanéthylène de l'exemple 7, dont la viscosité inhérente a été mesurée dans l'acide dichloroacétique à 25 [deg]C et à une concentration de 0,5 %.
(Voir tableaux page suivante.) Remarques du tableau I :
Exemple 4. - Le fil présente un meilleur éclat en raison de la forme trilobaire des filaments constituants. Une microphotographie d'un tronçon du fil est représentée sur la figure 13.
Exemple 5. - Le fil présente la main ou le toucher d'un fil filé fabriqué à partir de fibres discontinues en polycpsilon caprolactame. Un microphotographie d'un tronçon du fil est représentée sur la figure 14.
Exemples 6 et 7. - Dans les deux cas, le fil présente un bouffant, exprimé par le facteur de bouffant, qui est plusieurs fois supérieur au bouffant d'un fil comparable filé avec des fibres discontinues.
Exemple 8. - On utilise l'appareil de l'exemple 1 dans les préparations de fils comprenant des filaments de téréphtalate de polyéthylène. Les dimensions et distances associées sont les mêmes que dans cet exemple.
On extrude du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité inhérente de 0.675 (mesurée dans

de 0.8 %) et contenant 0.3 % de bioxyde de titane comme agent de délustrage sous forme de filaments à une température de filage comprise entre 280 et 290 [deg]C. On fait passer quatre des filaments de téréphtalate de polyéthylène dans l'ajutage aspirant. Cette ajutage consomme 0,51 m d'air par minute et fait avancer les filaments vers le dispositif de formation de boucles et d'application du retors sous forme d'un verre à vin qui tourne à une vitesse de 18 000 tours/minute. Le fil formé à partir du faisceau de boucles est évacué du verre à vin et est enroulé sous forme d'une bobine croisée à une vitesse de 45 mètres/minute et présente les propriétés suivantes :
Denier : 835:
Retors (par unité de 2,5 cm) : 10; Facteur de retordage : 3.98; Ténacité (g/denier) : 0,31; Allongement à la rupture (%) : 44,9; Facteur de bouffant (%) : 10,3; Région de l'âme (% du diamètre total) : 6.
Les filaments individuels présentent un denier moyen de 0,7 et une biréfringence de 0.033.
Une microphotographie d'un tronçon du fil est représentée sur la figure 15.
Exemple 9. - On utilise l'appareil de la figure 1, excepté qu'on remplace la filière par une extrudeuse à vis pour préparer les fils comprenant les filaments de polypropylène. Les dimensions et distances associées sont les mêmes que dans cet exemple.
On file du polypropylène ayant une viscosité inhérente de 1.-10 (mesurée dans la décaline à 135 [deg]C et à une concentration de 0,5 %) et contenant 0,3 % d'oxyde de titane comme agent de délustrage à travers les orifices ayant un diamètre de 0,6 mm d'une extrudeuse à vis de Bonel, à raison de 0,0227 kg/ heure/orifice, et à une température de filage de 220 [deg]C. On fait passer quatre des filaments de polypropylène filés de cette façon dans l'ajutage aspirant.
L'ajutage aspirant consomme 0,425 m d'air par minute et fait avancer les filaments vers le verre à vin qui tourne à 18 000 tours/minute à une vitesse de 5 580 m/minute. Le fil formé à partir du faisceau de boucles évacuées du verre à vin présente les propriétés suivantes :
Denier : 625; Retors (par cm) : 4; Facteur de retordage : 2,42; Ténacité g/denier : 0,35; Allongement à la rupture (%) : 72,0; Facteur de bouffant ( %) : 8,1; Région de l'âme ( % du diamètre total) : 10.
Les filaments individuels présentent un denier moyen de 0.7. Lne microphotographie d'un tronçon du fil est représenté sur la figure 16. Le fil comprend une âme compacte dont le retors peut être observé sur la figure et une région périphérique comprenant un grand nombre de boucles-mèches dont un grand nombre est enroulé d'une façon non

serrée autour de l'âme. Le fil a le toucher d'un fil à fibres discontinues en polypropylène et un bouffant, comme l'indique le facteur de bouffant, qui est très supérieur à celui d'un fil comparable filé avec des fibres discontinues.
De nombreux types de filaments conviennent pour le fil de la présente invention et le procédé décrit a été mis en u̇vre avec succès pour fabriquer des fils à filaments continus bouffants à partir d'une grande diversité de matières polymères. Par exemple, on prépare des filaments appropriés à partir de polyamides fibrogènes comme l'adipamide de polyhexaméthylène, le poly epsilon caprolactame, l'acide poly-oméga-amino-undécanoïque, des polyesters comme le téréphtalate de polyéthylène, des matières cellulosiques comme l'acétate ou le triacétate de cellulose, des substances polyacryliques, des polymères vinyliques, des polymères de vinylidène, des polyuréthanes, des polyhydrocarbures, etc. On peut également utiliser des filaments composites et des filaments provenant de mélanges de matières polymères.
Parmi ces polymères, on préfère les polymères filables à l'état fondu qui sont étirés au cours du filage et pendant la même opération par laquelle ils sont avancés vers le dispositif de formation de boucles et d'application du retors.
Bien que les présents appareil et procédé conviennent pour fonctionner avec des filaments ayant une action droite normale, comme ceux produits lorsqu'on utilise une filière ayant des orifices de forme circulaire pour leur filage, des filaments ayant une section droite non circulaire sont également appropriés, par exemple les filaments d'adipamide de polyhexaméthylène de forme trilobaire de l'exemple 4, et ils peuvent conférer des effets avantageux à des tissus qui sont fabriqués à partir desdits filaments.
On peut obtenir un fil acceptable ayant de bonnes caractéristiques de bouffant à partir d'un seul filament, bien qu'on puisse également utiliser un beaucoup plus grand nombre de filaments, ne dépassant pas généralement 50.
D'après ce qui précède, on se rend compte que les avantages de la présente invention sont multiples. Les fils bouffants et les tissus qui sont constitués avec ces fils ont tendance à présenter les propriétés, à savoir la main ou toucher. le pouvoir de couverture et la chaleur, qui sont normalement associées à des structures de fil à fibres discontinues. En outre. les propriétés inhérentes à la matière formant les filaments continus sont présentes, par exemple la résistance à l'usure. la bonne résistance mécanique et les caractéristiques de résistance à la putréfaction associées par exemple aux fils et aux tissus en polyamide. Les fils peuvent être facilement traités par des machines textiles classiques et sont facilement tissés et tricotés sous forme d'étoffes utiles.Les étoffes, en tenant compte du bouffant des fils avec lesquels elles sont fabriquées, présentent un bon pouvoir de couverture et sont chaudes.
Le fil bouffant est préparé d'une façon simple et économique par un procédé qui ne nécessite pas un équipement compliqué et qui est incorporé dans le filage des filaments continus à partir d'une source de matière. Le procédé utilise des filaments continus ayant un très petit denier pour obtenir un fil bouffant ayant un denier très supérieur et un fil dans lequel l'état bouffant est inhérent à sa construction et est stable au cours du traitement ultérieur des fils sous forme de tissus, sans nécessiter de traitement thermique de fixation ou de durcissement.

Claims (4)

RÉSUMÉ A. Fil à filament continu, caractérisé par les points suivantes, séparément ou en combinaisons : 1. Il comprend une âme relativement compacte et une région périphérique moins compacte, l'âme étant formée par des boucles alignées dans un sens généralement axial et agencées de façon qu'il se produise une avance progressive des boucles le long de l'âme, les boucles alignées présentant un retors et la région périphérique étant formée par un grand nombre de boucles sortant de l'âme et s'étendant vers l'extérieur à partir de celle-ci; 2. L'âme constitue de 5 à 85 % du diamètre du fil; 3. Les boucles de la région périphérique sont agencées d'une façon au hasard; 4. De nombreuses boucles de la région périphérique sont enroulées sur un certain nombre de tours autour de l'âme; 5. Ledit fil présente un facteur de retordage compris entre 3/4 et 6. B. Procédé de fabrication d'un fil à filament continu, procédé caractérisé par les points suivants séparément ou en combinaisons :

1. Il consiste à extruder une matière polymère sous forme de filaments continus, à soumettre un ou plusieurs des filaments continus à l'action d'un jet de fluide qui applique une tension aux filaments et qui les fait avancer vers un corps creux tournant, à y rassembler les filaments sous forme d'un ensemble de boucles reliées en séries, à retirer continuellement les boucles du corps creux et à rassembler le fil d'une façon ordonnée;

2. Le jet de fluide allonge les filaments continus et les oriente d'une façon macromoléculaire en pins du fait d'y appliquer une tension;

3. Le corps creux tournant est un cône creux;

4. Le corps creux tournant a la forme d'un verre à vin. C. Appareil pour fabriquer un fil à filaments con- tinus, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour extruder une matière polymère sous forme de filaments continus à partir d'une source de ladite matière. un jet de fluide qui est agencé pour appliquer une tension aux filaments et pour les faire avancer vers un corps creux agencé pour tourner et pour servir de dispositif de formation de boucle et d'application d'un retors et un moyen pour rassembler le fil d'une façon ordonnée après avoir retiré les boucles du corps creux.