FR2919878A1 - Procede de filage pour la production de fils synthetiques a filaments continus - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de filage pour la production de fils synthétiques à filaments continus utilisable dans l'industrie de production de filaments continus. Les polymères convenables sont ceux filés à l'état fondu tels que le polyester, le polyamide, les polyoléfines, entre autres. Le procédé de filage comprend deux étapes de filtration: une première correspondant à une pré-filtration employant un ou plusieurs filtre(s) centralisé(s) situé(s) en un point des lignes de transfert de la masse fondue de polymère, et une filtration finale réalisée dans les éléments filtrants des packs/filières.

Description

1 2919878 PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À

FILAMENTS CONTINUS. Le domaine d'application de la présente invention est l'industrie de production de fils synthétiques à filaments continus.

Le procédé de filage pour la production de fils à filaments continus 10 textiles ou industriels consiste à transformer un polymère synthétique, comme par exemple le Polyamide 6, le Polyamide 66, le Polypropylène, le PBT (polybutylène téréphtalate), le PET (polyéthylène téréphtalate), de la forme de granulés (pastilles ou copeaux) ou de la forme de masse fondue, en forme de fils synthétiques à filaments continus. 15 Dans l'état de la technique, les fils textiles ou industriels à filaments continus peuvent être classés, selon leurs spécifications et caractéristiques mécaniques, dans les catégories suivantes: Fil LOY û Low Oriented Yarn / Fil Faible Orientation û Fil de basse orientation moléculaire, qui se caractérise par un allongement à la rupture 20 supérieur à 200%, qui demande encore un étirage comme procédé subséquent de texturage ou un étirage pour obtenir des propriétés mécaniques nécessaires à l'utilisation directe dans les applications où ils sont requis. Fil POY û Partially Oriented Yarn / Fil Partiellement Orienté - Fil partiellement 25 orienté, qui se caractérise par un allongement à la rupture entre 50% et 200%, qui demande encore un étirage comme procédé subséquent de texturage ou un étirage pour obtenir des propriétés mécaniques nécessaires à l'utilisation directe dans les applications où ils sont requis. Fil FDY û Fully Drawn Yarn û Fil totalement étiré, qui se caractérise par un 30 allongement à la rupture entre 5% et 50%, qui possède déjà les propriétés mécaniques nécessaires à l'utilisation directe dans les applications où ils sont requis, soit textiles soit industrielles. 2 2919878 Fibres û Fibres coupées obtenues à partir des fils décrits ci-dessus. De plus, une autre caractéristique des fils synthétiques à filaments continus est le titre ou densité linéaire du fil, qui se situe typiquement entre 20 et 3000 dtex (grammes/10000m).

En outre, une autre caractéristique des fils synthétiques à filaments continus est le nombre de filaments par fil, qui se situe typiquement entre 5 et 500 filaments. La combinaison du titre du fil et du nombre de filaments définit une autre caractéristique du fil qui est la densité linéaire par filament, usuellement dénommée dpf (dtex par filament), qui se situe typiquement entre 0,5 et 10 dpf. Les fils ayant un dpf inférieur à 1,5 sont communément appelés microfibres, et sont des produits apportant des propriétés particulières dans l'application textile notamment au niveau du toucher et du confort qu'ils confèrent aux vêtements.

De plus, une autre caractéristique des fils synthétiques à filaments continus est la présence d'additifs à des concentrations variées dans les formulations utilisées pour leur fabrication afin de leur conférer des propriétés ou des fonctions spécifiques, comme par exemple une fonction matifiante, une fonction de protection contre les rayons ultraviolets, une fonction de protection contre la dégradation thermique, une fonction d'action antibactérienne, une fonction d'action anti-acarienne, une fonction d'action anti-fongique, une fonction de teinture en masse. La matière première, ou polymère, alimentée dans un procédé de filage est produite dans un procédé de polymérisation mis en oeuvre dans 25 une installation de polymérisation. Le polymère ainsi obtenu dans une installation de polymérisation est distribué dans les dispositifs ou installations de filage. Le polymère peut être alimenté sous forme de granulés, ou sous forme de masse fondue, ou de la combinaison des deux. 30 Dans le cas d'une alimentation sous forme de granulés, le polymère est granulé en sortie de l'installation de polymérisation. La distribution dans les divers dispositifs de filage est obtenue au moyen de bacs ou containeurs, 3 2919878 dans le cas où les installations de polymérisation et de filage ne sont pas situées sur le même site de production, ou par un système de transport pneumatique, dans le cas où elles se situent sur le même site. Dans le cas d'une alimentation sous forme de masse fondue, le 5 polymère est alimentée dans les installations de filage au moyen de lignes de transfert, ou "convoyeur". Le long de ces lignes de transfert, des points de division de flux sont prévus, de manière à distribuer la masse fondue dans les divers dispositifs de filage et/ou équipements de granulation. Le long de ces lignes de transfert, des moyens de pompage de la masse fondue 10 peuvent aussi être installés, tels que, par exemple, des pompes à engrenages ou des extrudeuse, pour générer une pression suffisante pour vaincre la perte de charge générée par la tuyauterie, ainsi que pour obtenir le débit désiré de polymère dans chaque segment de la ligne. Pour les dispositifs de filage alimentés par des polymères sous forme 15 de granulés, usuellement le premier composant du dispositif de filage est une extrudeuse, qui a pour fonction de fondre, homogénéiser et mettre sous pression la masse fondue du polymère, et ainsi alimenter un flux de polymère fondu selon un débit, une température et une pression déterminés. Avantageusement, pour les dispositifs de filage utilisant des granulés 20 de matières premières sensibles à l'humidité telles que le Polyester et le Polyamide, le polymère peut être soumis à un séchage en amont de l'extrudeuse. Dans un autre mode de réalisation, pour certaines matières premières sensibles à l'humidité telles que le Polyester et la Polyamide, l'extrudeuse 25 peut être équipée d'une ou plusieurs zones de dégazage pour permettre la réduction de l'humidité de la masse fondue. Optionnellement, pour certaines matières premières et produits dont l'application finale exige une haute ténacité, comme le fil Polyamide 66 de haute ténacité pour la fabrication de pneus, le polymère peut être soumis, en 30 amont du dispositif de filage, à une étape de postcondensation en phase solide (polymère granulé) ou liquide (masse fondue) pour l'augmentation de sa masse molaire.. 4 2919878 Optionnellement, pour certaines matières premières et produits dont l'application finale exige une haute ténacité, comme le fil Polyamide 66 de haute ténacité pour la fabrication de pneus, l'extrudeuse peut être équipée d'une ou plusieurs zones de dégazage pour l'augmentation et/ou le contrôle 5 de la masse molaire. Optionnellement, pour les dispositifs de filage reliés au procédé de polymérisation, la matière première est alimentée directement dans le dispositif de filage par le "convoyeur" à l'état fondu et non en granulés, la présence d'une extrudeuse n'est pas obligatoire. 10 Optionnellement, pour des produits comprenant des additif(s), l'extrudeuse peut être équipée d'un système de dosage pour l'introduction de celui(ceux)-ci dans le polymère principal. Ce dosage peut être effectué directement avec des additif(s) pur(s) ou des compositions concentrées en additif(s), usuellement appelée(s) masterbatch. 15 Le masterbatch est une composition comprenant une concentration élevée en additif et un "véhicule" compatible avec le polymère principal du produit. Le "véhicule" peut être un polymère ou un liquide. Le type d'équipement doseur dépend de la forme de dosage de l'additif ou du masterbatch. 20 Pour les additifs solides, on utilise usuellement un doseur du type vis sans fin, et le point d'introduction peut être à l'entrée principale de l'extrudeuse conjointement à l'alimentation des granulés de polymère principal, ou en zone d'additivation sans pression, située le long de l'extrudeuse.

Pour les additifs sous la forme de masterbatch dont le véhicule est un polymère, le doseur peut être un système comprenant une extrudeuse additionnelle qui fond le masterbatch au préalable, le mets sous pression et dose au moyen d'une pompe doseuse, la quantité dosée de masterbatch étant alimentée en un point, le long de l'extrudeuse principale, avantageusement sans pression. Pour les additifs sous forme d'un masterbatch dont le véhicule est un liquide, le doseur peut être un système comprenant une ou plusieurs pompes 5 2919878 doseuses, qui introduisent le liquide masterbatch à l'entrée principale de l'extrudeuse conjointement à l'alimentation en granulés de polymère principal, sans pression, ou en un point sous pression situé le long de l'extrudeuse. 5 Optionnellement pour les produits additivés, les additifs peuvent aussi être ajoutés au polymère principal pendant la phase de polymérisation. Dans ces cas les équipements de dosage dans le dispositif de filage ne sont pas nécessairement utilisés. Pour des raisons économiques, de manière à réduire les coûts 10 d'investissement et de production, un dispositif de filage comprend une extrudeuse permettant d'alimenter plusieurs positions de filage de manière à produire simultanément plusieurs fils, typiquement entre 6 et 200 fils. De ce fait le débit total de l'extrudeuse est typiquement plusieurs fois plus grand que le débit individuel demandé par l'obtention d'un fil. De ce fait, les 15 dispositifs de filage comprennent un dispositif de distribution du flux de polymère dans plusieurs positions de filage, usuellement appelées "spinning heads". Ce dispositif de distribution, appelé "manifold", est constituée de tubes chauffés qui divise et alimente le flux de polymère entre les diverses 20 positions de filage. Optionnellement, en un point quelconque du manifold, en amont du ou des points de division du flux de polymère, des moyens de pompage de la masse fondue peuvent être installés, tels que, par exemple, une pompe à engrenages ou une vis d'extrusion, pour générer une pression suffisante 25 pour vaincre la perte de charge induite par la tuyauterie du manifold, ainsi que pour contrôler le débit désiré de polymère alimenté dans chaque segment de la ligne ou position de filage. Les positions de filage comprennent généralement des pompes de titrages et des ensembles pack/filières. Elles comprennent également des 30 moyens pour maintenir en température les pompes de titrage et les ensembles pack/filières, ainsi que des moyens pour transporter la masse fondue de polymère depuis les sorties du manifold jusqu'à l'entrée des 6 2919878 pompes de titrage. De manière similaire au manifold, ces moyens de transport des dispositifs de filage formés par des tuyauteries de transport de masse fondue de polymère pour alimenter le polymère dans les positions de filage peuvent réaliser des divisions de flux de masse, dans le cas où elles 5 alimentent plus d'une pompe de titrage. Avant de traverser l'ensemble pack/filière, la masse de polymère fondue doit être dosée avec la précision nécessaire pour déterminer la densité linéaire correcte de chaque fil produit. La pompe de titrage réalise ce dosage. En plus de la fonction de dosage, la pompe de titrage génère une 10 pression suffisante pour vaincre la perte de charge générée par l'ensemble pack/filière, typiquement entre 50 et 500 bar. Les pompes de titrage peuvent posséder une entrée et plusieurs sorties, dans le cas où elles alimentent plus d'un pack/filière. Les packs/filières comprennent des éléments filtrants et des filières. 15 Les éléments filtrants et les filières sont des pièces qui doivent être remplacées très souvent selon une fréquence comprise entre 1 et 100 jours, usuellement entre 10 et 50 jours. Pour cette raison le pack/filière est un ensemble qui comprend ces deux éléments permettant leur remplacement rapide et simple, sans interrompre l'alimentation de la position de filage 20 rendant le fonctionnement du dispositif de filage industriellement viable. Chaque pack/filière produit typiquement de 1 à 4 fils, et préférentiellement 1 fil. Le pack comprend un ou plusieurs éléments filtrants, et une filière, qui est un disque pourvu de capillaires par où la masse fondue est extrudée formant ainsi les filaments. La perte de pression dans le pack correspond à la somme 25 des pertes de pression induites par les éléments filtrants et par les capillaires de la filière. Les éléments filtrants du pack permettent de retenir les éléments contaminants présents dans la masse fondue de polymère. Opérationnellement, la vie maximale d'un pack/filière correspond au 30 temps de fonctionnement du pack avant son remplacement obligatoire, c'est-à-dire quand la perte de pression induite par le pack est trop élevée. Cette vie maximale est définie en fonction de la pression initiale ou de lancement, 7 2919878 de la vitesse moyenne de montée de pression du pack, et de la pression maximale admise pour le pack. La pression maximale admise dépend des caractéristiques de construction du pack, et éventuellement aussi de limitations du procédé car la pression entraîne un échauffement additionnel 5 de la masse fondue. La formule ci-dessous exprime cette relation:

Vmp = (Pmax-Pi)/Dpd,

dans laquelle : 10 Vmp = vie maximale de pack Pmax = pression maximale admise pour le pack Pi = pression initiale ou de lancement Dpd = vitesse moyenne de montée de pression de pack

15 Après l'extrusion dans les capillaires, les filaments pré-formés encore à l'état fondu passent à travers des moyens de refroidissement, où ils sont solidifiés pour former les filaments continus du fil. Les moyens de refroidissement consistent généralement en un dispositif souffleur d'air à température et vitesse contrôlées. 20 Après solidification, les filaments sont rassemblés ou convergés en un faisceau qui est le fil proprement dit. Avant ou après le regroupement des filaments, un ensimage est déposé sur leur surface. L'ensimage est une émulsion d'huile et d'eau, typiquement avec une concentration entre 5% et 100% en poids d'huile, dont la finalité est de conférer au fil une cohésion 25 entre les filaments, permettre l'élimination de l'électricité statique, et de lubrifier le fil pour limiter son abrasion ou l'abrasion des appareils dans les dispositifs ou procédés de traitement ultérieurs du fil. Après l'application de l'ensimage, le fil est introduit dans une buse d'entremêlement, qui a pour fonction de conférer une cohésion plus grande 30 aux fils, par formation d'enchevêtrement des filaments et formation de points d'entremêlement ou noeud. Cette cohésion du fil est importante pour 8 2919878 améliorer la performance des procédés ultérieurs de traitement du fil comme l'étirage, la texturation , dans les applications où ils sont requis. Après l'entremêlement, le fil est enroulé pour former des bobines, qui est généralement la présentation finale du fil, au moyen de dispositif appelé 5 bobinoire. Optionnellement, pour la production de fils du type FDY, avant l'enroulement sur bobinoire, les fils passent à travers un ensemble de rouleaux d'entraînement à vitesses et températures définies pour l'obtention des propriétés mécaniques et thermiques nécessaires à l'utilisation directe 10 des applications où ils sont requis. La quantité, la distribution et les conditions de vitesse et de température de ces rouleaux peuvent varier considérablement selon la matière première utilisée et les propriétés finales désirées. Typiquement les machines FDY possèdent 2 à 5 ensembles de rouleaux. 15 Optionnellement, pour la production de fils du type FDY, avant l'enroulement, plus d'une buse d'entremêlement peut être utilisée pour l'obtention d'une cohésion adéquate à l'utilisation directe des applications où ils sont requis. La relation entre la densité linéaire du fil produit (titre) et les 20 paramètres de procédé définie par l'équation ci-dessous donne le bilan de masse de l'installation :

Titre = débit de la machine de filage I nombre de fils de la machine / vitesse d'enroulement 25 Le fonctionnement du procédé de filage est particulièrement sensible à la présence de contaminants dans la masse fondue de polymère. La présence de ces contaminants peut provoquer la rupture des filaments durant les phases d'extrusion à travers le capillaire, refroidissement ou 30 étirage dans le cas du procédé FDY, et, donc, compromettent directement le rendement du procédé et la régularité des fils. Ces ruptures peuvent provoquer la rupture totale du fil appelée rupture de filage ou casse. 9 2919878 Dans la production de fils ayant un titre (dpf) bas, typiquement entre 0,5 et 1,5, usuellement appelé microfibres, ou dans la production de fils FDY, la criticité ou sensibilité du procédé aux contaminants est encore plus accentuée. 5 Dans l'état de la technique, dans le but de réduire les casses de fils (rupture de filage), et donc améliorer le rendement du procédé de filage, l'élimination des contaminants de la masse fondue est réalisée par les éléments filtrants du pack. Typiquement, ces éléments sont des poudres métalliques à granulométrie entre 50 et 1000 microns pour le filtrage des 10 contaminants plus gros, et des toiles de filtration d'ouverture nominale entre 10 et 100 microns pour le filtrage des contaminants plus fins. Les contaminants sont des impuretés présentes dans la masse fondue, et peuvent provenir des procédés de production de la matière première (polymère). 15 Les toiles de filtration peuvent être du type conventionnel (tissées), ou du type non tissées. Les toiles conventionnelles tissées sont composées de fils de métal tissés dont l'ouverture nominale est définie par le diamètre des fils de métal et le type de construction du tissu. Les toiles du type non tissées sont aussi composées de fils de métal cependant formant un tapis non tissé. 20 Les toiles non tissées présentent des avantages par rapport aux toiles conventionnelles, car elles possèdent la caractéristique de retenir partiellement des particules plus fines que leur ouverture nominale, tandis que les toiles conventionnelles ne retiennent pratiquement aucune particule inférieure à leur ouverture nominale. Un autre avantage des toiles non 25 tissées réside dans leur effet de fragmentation des contaminants non solides tels que les gels (polymères dégradés à consistance gélatineuse) par cisaillement. De tels contaminants ne sont pas facilement retenus par des toiles de filtration car ils sont déformables et non rigides, mais dans le cas de toiles de filtration non tissées leur fragmentation en particules plus petites 30 amoindrit significativement l'impact néfaste de ces contaminants. Compte tenu de ces avantages, les toiles de filtration non tissées doivent préférentiellement être utilisées dans les packs. Dans les cas où la 10 2919878 matière première est le polyamide 66, qui présente une plus grande tendance à la dégradation thermique avec la formation de gels, l'utilisation de toiles nontissées est encore plus recommandée Dans les cas de produits additivés, les particules ou agglomérés 5 d'additifs qui ont une taille au dessus de la limite acceptable par le procédé de filage, cette limite qui est typiquement entre 1 et 10 microns selon le produit, se comportent aussi comme des contaminants dans le procédé de filage, c'est-à-dire, ils peuvent provoquer des casses de filage, et contribuent également à la réduction de la vie maximale de pack, notamment par 10 colmatage des filtres. Ainsi, le rendement du procédé dépend beaucoup de l'efficacité de la filtration de la masse fondue. Dans l'état de la technique, la filtration permet d'éliminer les particules de taille comprise entre 10 et 50 microns, préférentiellement entre 15 et 30 microns. 15 L'utilisation d'éléments filtrants ayant une efficacité de filtration sur des particules plus fines, améliore la performance du procédé par la réduction de nombre de casse de filage, mais a comme inconvénient de réduire fortement la durée de vie de l'élément filtrant et donc du pack qui est le composant qui contient l'élément filtrant. Dans l'état de la technique, le 20 remplacement obligatoire du pack (vie maximale) se situe typiquement entre 1 et 100 jours. De ce fait, le degré de filtration maximal industriellement viable pour un procédé de filage et un produit spécifique, usuellement mesuré par l'ouverture de l'élément filtrant le plus fin du pack, est déterminé par le 25 compromis entre la performance du procédé ou nombre de casse de filage, usuellement mesurée en nombre de casses/tonne de fils produite, et la vie maximale des packs, usuellement mesurée en jours. Dans l'actuel état de la technique, le compromis entre le degré de filtration, l'indice de casses de filage et la vie maximale de pack pour un 30 procédé de filage de fil synthétique à filament continu se situe entre les valeurs ci-dessous: 11 2919878 Degré de filtration - 10 à 100 microns Remplacement obligatoire de pack - 1 à 100 jours Indice de casses de filage - 0,5 à 20 ruptures/tonne

5 L'objectif de la présente invention est d'améliorer le compromis entre l'efficacité de la filtration, l'indice de casse de filage et le remplacement obligatoire du pack ou durée de vie du pack pour un procédé de filage de fil synthétique à filament continu. Ainsi, le procédé de l'invention permet d'augmenter l'efficacité de la filtration de la masse de polymère fondu ayant 10 pour conséquence une réduction de l'indice de casses/tonne de polymère filé, sans réduire la durée de la vie maximale des packs, par rapport à un procédé identique de mettant pas en oeuvre l'invention. Le procédé de l'invention permet également, selon un autre mode de fonctionnement, d'augmenter la durée de vie des packs, sans augmenter l'indice de 15 casses/tonne et sans modifier l'efficacité de la filtration de l'élément filtrant contenu dans le pack, ou un effet combiner sur la durée de vie des packs et l'indice de casse/tonne.

La présente invention consiste en un procédé de filage pour la 20 production de fils synthétiques à filament continu employable dans l'industrie de production de filaments continus. Les polymères convenables sont ceux qui peuvent être filés à l'état fondu comme le polyester, le polyamide, les polyoléfines, entre autres. Le procédé de filage selon l'invention comprend deux étapes de 25 filtration: une première correspondant à une pré-filtration employant un ou plusieurs filtre(s) centralisé(s) situé(s) sur les lignes de transfert de la masse fondue de polymère, et une seconde filtration finale obtenue par les éléments filtrants contenus dans les packs.

30 La présente invention consiste en une nouvelle configuration pour le procédé de filage de fil synthétique à filaments continus, comprenant deux étapes de filtration: 5 12 2919878 -une première filtration de la masse fondue de polymère correspondant à une pré-filtration réalisée dans un filtre centralisé disposé sur les lignes de transfert du polymère fondu, et -une filtration finale réalisée dans les éléments filtrants des packs. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les éléments filtrants des packs sont composés de toiles de filtrantes non tissées.

Selon l'invention, un second filtre convenable pour la filtration de 10 masse de polymère fondu est disposé sur les lignes de transfert du polymère, ce filtre est appelé "filtre centralisé" ci-après. Les lignes de transfert de masse fondue de polymères peuvent être des segments des lignes du "convoyeur" entre l'équipement de polymérisation et les dispositifs de filage, ou des segments du manifold du 15 dispositif de filage. Le filtre centralisé peut se situer en un point quelconque d'une ligne de transfert de masse fondue. Toutefois, quand des moyens de pompage sont présents sur la ligne ou segment de transfert, le filtre est préférentiellement disposé en aval de ces moyens de pompage. 20 L'utilisation de filtre centralisé conforme au procédé de l'invention permet de filtrer une partie des contaminants dans l'étape de préfiltration et de parfaire la filtration dans les éléments filtrants des packs. Ainsi, il est possible d'améliorer le compromis entre le degré de filtration final, l'indice de casses de filage et la vie maximale du pack, selon 25 l'une des formes ci-dessous:

Amélioration du degré de filtration final et par conséquent réduction de l'indice de casses/tonne, sans réduction de la vie maximale des packs, relativement à un procédé de référence sans préfiltration, 30 Augmentation de la vie maximale des packs, sans réduction du degré de filtration et donc sans augmentation de l'indice de casses/tonne relativement à un procédé de référence sans préfiltration. 13 2919878 Une condition intermédiaire quelconque entre les deux alternatives citées ci-dessus.

Dans le cas où le filtre est disposé dans le manifold du dispositif de 5 filage, en aval de moyens de pompage et en amont des pompes de titrage, sans autre moyen de pompage entre le filtre et les pompes de titrage, le dimensionnement du filtre doit permettre d'avoir une pression d'alimentation dans les pompes de titrage supérieure à environ 5 bar, et préférentiellement supérieure à environ 30 bar. 10 Dans le cas où le filtre est disposé en amont de moyens de pompage de la masse de polymère fondue, le dimensionnement doit permettre d'avoir une pression d'alimentation du polymère dans les moyens de pompage supérieure à environ 5 bar, et préférentiellement supérieure à environ 20 bar. Le filtre utilisé peut être du type conventionnel ou discontinu ou un 15 filtre permettant de fonctionner en continu. Dans les filtres conventionnels, la filtration est réalisée dans des modules de filtration, qui présentent un cycle de vie. A à la fin du cycle de vie d'un module de filtration, quand les éléments filtrants sont saturés de contaminants, une opération de remplacement du module doit être réaliséee. 20 Dans les filtres à fonctionnement en continu, le renouvellement des éléments filtrants est fait continuellement, et donc ils ne nécessitent pas le remplacement périodique des éléments filtrants par saturation de contaminants. Le brevet US005090887A se rapporte à un type de filtre à fonctionnement en continu. 25 Préférentiellement, des filtres à fonctionnement en continu sont utilisés comme premier filtre dans le procédé conforme à l'invention, car ils permettent de mieux contrôler les variations des paramètres du procédé, tels que pression, température et durée de vie et de minimiser l'amplitude de ces variations. Ainsi, comme les paramètres du procédé sont plus stables les 30 caractéristiques des fils produits sont plus homogènes. Selon l'un des modes de réalisation de l'invention, des additifs peuvent être ajoutés dans la masse de polymère fondu notamment sous 14 2919878 forme d'addition de masterbatch. Dans ce cas le filtre centralisé est avantageusement disposé sur une ligne ou un segment disposé en aval par rapport au point d'addition du masterbatch. Les polymères qui composent la masse fondue, peuvent être choisis 5 parmi le groupe suivant, toutefois sans se limiter à ceux-ci: polyester, polyamide, polyoléfine, ou leurs mélanges, ou leurs copolymères. Par exemple, nous pouvons citer: polyamide 6, polyamide 66, polybutylène téréphtalate (PBT), polyéthylène téréphtalate (PET), polypropylène. Préférentiellement, l'on emploie le polyamide 66, ou leurs copolymères ou 10 leurs mélanges ou alliages. Les fils ou filaments obtenus à la fin du procédé peuvent être du type fil LOY, fil POY, fil FDY ou fibres coupées obtenues à partir de ceux-ci, présentant un titre variant entre environ 10 et 3000 dtex. Les fils peuvent comprendre de 1 à 500 filaments. 15 Des exemples sont décrits ci-dessous dans le but de mieux expliquer et illustrer l'invention. Ces exemples ne sont donnés qu'à titre illustratif et n'ont aucun caractère limitatif.

Exemple 1.1 û Confiquration de procédé de référence 1 sans préfiltration 20 (comparatif): Alimentation du dispositif de filage avec des granulés de polymère Extrudeuse du type double-vis avec dégazage, avec un débit depolymère de 180 kg/h et une pression de vide 750 mbar absolu Équipement de pompage type pompe à engrenages pour débit de 180 25 kg/h et pression de sortie de 150 bar, disposé en aval de l'extrudeuse et en amont de la premiére division de flux dans le manifold, comme moyen de pompage de la masse fondue. Le dispositif de filage comprend : - un manifold avec divisions de flux 1 x 3 x 2, c'est à dire 6 lignes de 30 sortie de polymère - 3 positions de filage alimentées par 2 entrées, chaque position de filage comprend 4 pompes de titrage, avec 12 ensembles pack/filières, 15 2919878 une division de flux 1 x 2 entre chaque entrée de la tête de filage et chaque entrée des pompes de titrage. les pompes de titrage comprennent une entrée et 3 sorties les ensembles pack/filières comprennent des toiles de filtration 5 nontissée de 15 microns, et des filières pour la production de 2 fils à 68 filaments, le diamètre de la filière est de 80 mm Équipement d'air soufflé selon un type transversal -Moyens d'application d'ensimage - Guide-fils 10 - Équipements d'entremêlement Bobinoires pour l'enroulement de 6 bobines à 4200 m/min

Matière première utilisée: Polyamide 66, additivée avec du dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement. Produit fabriqué: Fil POY à filament continu de polyamide 66 de 101 dtex à 68 filaments additivé de dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement.

20 Caractéristiques de fonctionnement du procédé obtenus:

casses de filage : 3,1 casses/tonne Vitesse moyenne de montée de pression dans les packs : 3,5bar/jour Pression initiale de lancement du pack : 250 bar 25 Pression maximale admise dans le pack : 350 bar Vie maximale de pack : (350-250)/3,5 = 28 jours Pression minimale observée en amont de la pompe de titrage : 70 bar

Exemple 1.2: Configuration de procédé conforme à l'exemple 1.1 mais avec 30 préfiltration conforme à l'invention 15 16 2919878 Exemple identique à l'exemple 1.1 mais avec présence d'un filtre centralisé à fonctionnement en continu avec débit de 180 kg/h. Le filtre est un filtre du type des filtres décrits dans le brevet US005090887A. Le filtre est disposé sur un segment du manifold en aval de l'équipement de pompage (type 5 pompe à engrenages) et en amont de la premiére division de flux du manifold. Le filtre est équipé avec des toiles de filtration de 8 microns

Matière première utilisée: Polyamide 66, additivé de dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement. Selon une concentration 10 identique à celle de l'exemple 1.1

Produit fabriqué: Fil POY à filament continu de polyamide 66 de 101 dtex à 68 filaments additivé de dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement. Caractéristiques de fonctionnement du procédé :

Casses de filage ù 2,4 casses/tonne Vitesse moyenne de montée de pression = 1,6 bar/jour 20 Pression initiale de lancement du pack = 250 bar Pression maximale admise dans le pack = 350 bar Vie maximale de pack = (350-250)/1,6 = 62 jours

Pression minimale observée en amont des pompes de titrage = 30 bar Exemple 2.1 ù Configuration de procédé de référence 2 sans préfiltration (esai comparatif):

Alimentation de la machine de filage en granulés de polymère 30 -Extrudeuse du type double-vis avec dégazage avec un débit de polymère de 180 kg/h, une pression de vide 750 mbar absolu. 15 25 17 2919878 Doseur de granulés de masterbatch du type vis sans fin avec alimentation à l'entrée de l'extrudeuse Équipement de pompage du type pompe à engrenages pour un débit de 180 kg/h de polymère et une pression de sortie de 160 bar, 5 disposé en aval de l'extrudeuse et en amont de la première division de flux du manifold, comme moyen de pompage de la masse fondue Le dispositif de filage comprend : un manifold avec divisions de flux 1 x 3 x 2, c'est à dire 6 lignes de sortie de polymère 10 3 positions de filage alimentées par 2 entrées, chaque position de filage comprend 4 pompes de titrage, avec 12 ensembles pack/filières, une division de flux 1 x 2 entre chaque entrée de la tête de filage et chaque entrée des pompes de titrage. les pompes de titrage comprennent une entrée et 3 sorties 15 les ensembles pack/filières comprennent des toiles de filtration nontissée de 15 microns, et des filières pour la production de 2 fils à 68 filaments, le diamètre de la filière est de 80 mm Équipement d'air soufflé selon un type transversal Moyens d'application d'ensimage 20 Guide-fils Équipements d'entremêlement Bobinoires pour l'enroulement de 6 bobines à 4200 m/min

25 Matière première utilisée: Polyamide 66, additivée de dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement.

Masterbatch utilisé: Masterbatch à base de Polyamide 66 contenant 40% en poids de sulfure de zinc comme agent matifiant et antimicrobien, dosage de 30 5% en poids de masterbatch dans le polymère principal (9 kg/h). 5 18 2919878 Produit fabriqué: Fil POY à filament continu de polyamide 66 de 101 dtex à 68 filaments additivé de dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement, et de sulfure de zinc comme agent matifiant et antimicrobien. Caractéristiques de fonctionnement du procédé :

Vitesse moyenne de montée de pression :170 bar/jour Pression initiale de lancement du pack : 250 bar 10 Pression maximale admise dans le pack : 350 bar Vie maximale de pack = (350-250)/170 = 0,6 jours

Pression minimale observée en amont des pompes de titrage = 80 bar

15 Exemple 2.2: Configuration de procédé de filage avec préfiltration selon l'invention :

Exemple identique à l'exemple 2.1 mais avec présence d'un filtre centralisé à fonctionnement en continu avec débit de 180 kg/h. Le filtre installé 20 correspond au type de filtre décrit dans le brevet US005090887A. Le filtre est disposé sur un segment du manifold en aval de l'équipement de pompage (pompe à engrenages) et en amont de la première division de flux du manifold. Le filtre est équipé avec des toiles de filtration de 8 microns

25 Matière première utilisée: Polyamide 66, additivé de dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement.

Masterbatch utilisé: Masterbatch base Polyamide 66, avec 40% de sulfure de zinc comme agent matifiant et antimicrobien, dosage de 5% de masterbatch 30 dans le polymère principal (9 kg/h). 19 2919878 Produit fabriqué: Fil POY à filament continu de polyamide 66 de 101 dtex à 68 filaments additivé de dioxyde de titane comme agent matifiant et réducteur de frottement, et de sulfure de zinc comme agent matifiant et antimicrobien. Caractéristiques de fonctionnement du procédé :

Vitesse moyenne de montée de pression : 40 bar/jour Pression initiale de lancement du pack : 250 bar 10 Pression maximale admise dans le pack : 350 bar Vie maximale de pack : (350-250)/40 = 2,5 jours 5 Pression minimale observée en amont des pompes de titrage = 30 bar 20

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation d'une masse fondue de polymère dans au moins un dispositif de filage par une ou des lignes de transfert, chaque dispositif de filage comprenant au moins un pack/filière dans lequel des éléments filtrants sont présents dans les packs, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une préfiltration de la masse fondue de polymère dans un second moyen de filtration (filtre centralisé) situé sur la ligne de transfert, la filtration finale étant réalisée par les éléments filtrants disposés dans les packs.

2. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que les lignes de transfert de masse fondue de polymère sont des segments de lignes de transfert du polymère fondu depuis une installation de polymérisation vers le dispositif de filage.

3. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que les lignes de transfert sont des segments de lignes des moyens de distribution de la masse fondue de polymère (manifold) du dispositif de filage.

4. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen de distribution ou manifold du dispositif de filage comprend des moyens de pompage de la masse fondue de polymère et le dispositif de filage comprend des pompes de titrage pour alimenter la masse fondue de polymère dans le ou les packs/filières, le second filtre centralisé est disposé sur un segment du manifold en aval des moyens de 21 2919878 pompage et en amont des pompes de titrage, le dimensionnement du filtre centralisé permettant de maintenir une pression d'alimentation de la masse fondue dans les pompes de titrage supérieure à 5 bar . 5

5. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dimensionnement du filtre centralisé permet de maintenir une pression d'alimentation de la masse fondue dans les pompes de titrage supérieure à 30 bar. 10

6. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de filage comprend des moyens de pompage de la masse fondue de polymère, et en ce que le filtre centralisé 15 est disposé en amont de ces moyens de pompage, le dimensionnement du filtre permet de maintenir une pression d'alimentation dans ces moyens de pompage supérieure à 5 bar, de préférence supérieure à 20 bar.

7. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS 20 SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments filtrants du pack sont des toiles de filtration nontissées.

8. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS 25 SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que le second filtre ou filtre centralisé est un filtre à fonctionnement en continu. 30

9. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT selon la revendication 1 caractérisé en ce 22 2919878 que le second filtre ou filtre centralisé est un filtre à fonctionnement en discontinu.

10. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS 5 SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une addition dans la masse fondue de polymère d'additifs sous forme de masterbatch de ces additifs par des moyens de dosage disposés sur une ligne de transfert, les seconds moyens de filtration ou filtre centralisé étant disposé sur la ligne de transfer, en aval 10 des moyens de dosage.

11. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT selon la revendication 1 caractérisé en ce que le polymère est choisi dans le groupe comprenant du polyester, du 15 polyamide, des polyoléfines, leurs mélanges ou alliages, ou leurs copolymères.

12. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 11 20 caractérisé en ce que le polymère est choisi dans le groupe comprenant du polyamide 6, du polyamide 66, du polybutylène téréphtalate (PBT), polyéthylène téréphtalate (PET), du polypropylène.

13. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS 25 SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 12 caractérisé en ce que le polymère est du polyamide 66, ou des copolymères ou mélanges à base de polyamide 66.

14. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS 30 SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fils ou filaments sont des fils LOY, fils POY, fil FDY ou fibres coupées obtenues à partir de ceux-ci. 5 23 2919878

15. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fils présentent un titre variant entre 10 et 3000 dtex.

16. PROCÉDÉ DE FILAGE POUR LA PRODUCTION DE FILS SYNTHETIQUES À FILAMENT CONTINU selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fils comprennent de 1 à 500 filaments.