FR2920441A1 - Fil hybride et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

Le fil hybride comprenant au moins un fil élémentaire haute ténacité présentant une faible capacité d'allongement sous charge combinée à une forte résistance à la rupture et au moins un autre fil élémentaire extensible présentant une élasticité et/ou une capacité d'allongement plus élevée.- Les fils élémentaires sont répartis en deux groupes (GHT) et (GE).- Le premier groupe (GHT) comporte le ou les fils de haute ténacité.- Le deuxième groupe (GE) comporte le ou les fils extensibles.- Ces deux groupes sont assemblés par un procédé de câblage direct, le groupe (GHT) comportant le ou les fils de haute ténacité, étant disposé dans un pot (7) d'une broche (3) de câblage direct.

Description

L'invention se rattache au secteur technique fils textiles à usage technique, notamment des fils pour réaliser des tissus techniques à caractéristiques mécaniques élevées ou des fils destinés à constituer des structures de renfort pour des matériaux composites.

L'invention porte plus particulièrement sur des fils résultant de l'assemblage par torsion, câblage ou guipage de plusieurs fils de base composés d'une pluralité de fils élémentaires, certains de ces fils de base ayant subit une opération de transformation préalable avant d'être assemblés, l'un au moins l'un des fils élémentaires étant différent et/ou subissant une transformation différente des autres.

Le développement de nouvelles matières textiles conduit à envisager de nouveaux procédés de fabrication pour l'obtention de fils résultant de combinaison par assemblage de fils de plus en plus diversifiés. C'est notamment le cas de fils à usage technique comme, à titre exemples nullement limitatifs, ceux utilisés : - pour la fabrication de cordes, sangles, tissus techniques pour des usages particuliers et présentant des caractéristiques mécaniques 20 ou physiques spécifiques de ténacité, résistance à la traction, élasticité, courbe d'allongement sous charge, etc... - pour la fabrication de tissus pour la construction, le géotextile, mais aussi les revêtements de sol ou muraux, présentant des caractéristiques mécaniques ou physiques particulières, 25 - pour la fabrication de renforts textiles pour des matières composites tel que des élastomères ou des caoutchoucs, tel que des fils pour le renfort des pneumatiques, de courroies crantées... les dits fils destinés être insérés individuellement, en nappe ou mis en oeuvre sous formes par exemple de tissus... et devant présenter des caractéristiques mécaniques ou physiques spécifiques de ténacité, résistance à la traction, élasticité, courbe d'allongement sous charge, etc.

De nombreux brevet, dont à titre d'exemple le brevet US 6799618, portent sur de tels fils résultants de l'assemblage de plusieurs fils élémentaires qui différent par leur nature et par leur traitement préalable.

On désignera dans ce qui suit de tels fils résultant de l'assemblage par torsion ou câblage de fils de nature différente, ayant subi un traitement différent par le terme fil hybride .

Selon l'état de l'art antérieur, les fils hybrides sont le plus souvent réalisés en deux étapes. Chaque fil élémentaire est transformé séparément dans une première étape, par exemple sur des machines de simple ou double torsion, et est réceptionné individuellement sur une bobine intermédiaire. Puis, dans une deuxième étape, les bobines intermédiaires sont reprises sur un cantre alimentant une machine qui combine la phase d'assemblage et de traitement final, tel qu'un procédé de câblage par retordage des fils assemblés. Ce traitement final est réalisé le plus souvent par un procédé de retordage simple torsion ou double torsion.

Selon les enseignements de la demande WO2005105639, on connaît des procédés pour produire un tel fil hybride en deux étapes, chacune de ces deux étapes étant réalisée par des procédés de double torsion ou de câblage direct. La première étape effectue conjointement le premier traitement et l'assemblage des fils sous des tensions contrôlées, la deuxième étape effectuant l'assemblage final.

Pour la bonne compréhension de ce qui suit, on rappellera ici brièvement le principe du câblage.

Un câblage est un procédé qui consiste à assembler une pluralité de fils (ou de groupes de fils) élémentaires, en les retordant ensemble dans un sens après avoir préalablement retordu individuellement chaque fils (ou groupe de fils) élémentaires en sens inverse. Lorsque le nombre de torsion par mètre donné à chaque fil élémentaire dans un sens est égal au nombre de torsion par mètre donné pour l'assemblage dans l'autre sens, la torsion d'assemblage annule la torsion individuelle de chaque fil élémentaire, lesquels ne reçoivent donc pas, en final, de torsions sur eux même.

Un premier procédé de câblage connu, en deux étapes, consiste à retordre individuellement chaque fil élémentaire par un procédé conventionnel de simple ou double torsion, d'assembler les fils cote à cote, puis de les retordre ensemble en sens inverse. Un tel procédé permet le câblage d'un nombre illimité de fils, et de faire un câblé dans lequel les fils élémentaires conservent ou non une torsion sur eux-même.

Un deuxième procédé connu de câblage dit câblage direct est illustré figure 1. Un premier fil élémentaire (F1) est prélevé d'une bobine (1), passe par un dispositif de freinage (2), arrive à l'extrémité inférieure d'une broche de torsion (3), passe dans un canal axial puis radial (4) de ladite broche de torsion et débouche sur la périphérie d'un plateau (5) solidaire de la broche (3) et tournant avec celle-ci. Compte tenu de la rotation de la broche, le fil élémentaire (F1) subit une fausse torsion et forme un ballon (6) sous l'effet de la force centrifuge, ce ballon entourant un pot (7) disposé sur la partie haute de la broche (3). A l'intérieur de ce pot (7), qui est immobilisé en rotation, est disposée une bobine (8) d'un deuxième fil (ou groupe de fils) élémentaire (F2). Ce fil (F2) passe dans un dispositif de freinage (9) porté par le pot ou son couvercle. Le fil (F2) rejoint le fil (F1), au-dessus du pot en un point dit point de câblage (10). Les deux fils, du fait de la rotation du fil (F1) par rapport au fil (F2), sont assemblés par torsion pour former un fil câblé (FC). Un tel procédé réalise un câblage de deux fils (ou groupe de fils) élémentaires sans conférer de torsion aux fils élémentaires sur eux-même.

Le problème que se propose de résoudre l'invention est d'obtenir de façon reproductive des fils hybrides spécifiques, en utilisant notamment certains des procédés découlant des enseignements de la demande WO2005105639.

Certaines caractéristiques techniques de ces fils tels que la résistance à la traction, l'élasticité, la courbe d'allongement sous charge, la résistance à la fatigue... sont donc obtenues par l'association de plusieurs fils, chacun subissant des traitements individuels, puis assemblés.

L'invention est particulièrement avantageuse pour la production de fils hybrides utilisés dans les structures de renforts de composites à base d'élastomères ou de caoutchouc pour lesquels on recherche trois caractéristiques à priori contradictoires : - une élasticité élevée sous faible charge destinée à procurer de la souplesse et une aptitude à accompagner de façon parfaitement réversible et sans fatigue les déplacements limités et/ou les déformations limitées, - une plus grande raideur sous forte charge pour limiter les déformations importantes, afin de garantir une bonne stabilité dimensionnelle globale de la structure, -une charge à la rupture très élevée, afin de procurer une sécurité de fonctionnement sans avoir à surdimensionner la structure.

Un autre aspect important du problème que se propose de résoudre l'invention, est de préserver la résistance à la rupture des fils élémentaires haute ténacité. En effet, ces fils présentent généralement une relative fragilité, notamment en raison de risques élevés de rupture des filaments élémentaires qui le compose sous l'effet des frictions et des torsions. Il en résulte que les procédés conventionnels de préparation et d'assemblage par simple torsion, double torsion ou câblage direct selon l'art antérieur dégrade partiellement cette ténacité, de sorte la ténacité globale du fil assemblé est inférieure à l'addition des ténacités des fils individuels qui le compose. On désigne cette caractéristique par perte de résistance au câblage .

L'invention s'applique pour la production de fils hybrides pour lesquels: - l'un au moins des fils élémentaires présente une faible capacité d'allongement sous charge combinée à une forte résistance à la rupture (ou haute ténacité), tel par exemples des fils de verre, carbone, aramide, rayonne... On désignera dans ce qui suit un tel fil par l'expression fil haute ténacité , - au moins un autre fil élémentaire présente une élasticité et/ou une capacité d'allongement plus élevé, par exemple les polyamides, polyesters, voire très élevés tels par exemple des fils polyuréthanes, élasthanne... On désignera dans ce qui suit un tel fil par l'expression fil extensible .

Un fil hybride selon l'invention est caractérisé en ce que : - il comporte une pluralité de fils élémentaires dont au moins un fil de haute ténacité et un fil extensible, - les fils élémentaires sont réunis en deux groupes, - le premier groupe de fil comporte le ou les fils de haute ténacité, - le deuxième groupe comporte le ou les fils extensibles, - ces deux groupes sont assemblés par un procédé de câblage direct, le groupe contenant le ou les fils de haute ténacité étant disposé dans le pot de la broche de câblage direct.

Selon un aspect important de l'invention, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles est, en moyenne, supérieure à la longueur développée du ou des fils de haute ténacité.

D'une manière avantageuse, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la moyenne des longueurs développée du ou des fils extensibles est, supérieure de 2 % à 10% et de préférence de 4% à 7% à la moyenne des longueurs développée du ou des fils de haute ténacité.

Selon une première forme préférée de l'invention, le fil hybride est constitué de la façon suivante : - un premier groupe d'au moins un fil de haute ténacité préalablement retordu avec une torsion N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z). - un deuxième groupe constitué d'un fil extensible, ou plusieurs fils extensibles juxtaposés ou assemblés par un procédé de câblage. - les deux groupes sont câblés ensemble avec une torsion d'assemblage de N2 tours par un procédé de câblage direct, le groupe comprenant les fils de haute ténacité étant disposés dans le pot de la broche, - la torsion N1 d'assemblage du premier groupe de fils est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3) et de préférence entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2) de la torsion d'assemblage N2. Selon une deuxième forme préférée de l'invention, le fil hybride est constitué de la façon suivante : - un premier groupe d'au moins deux fils de haute ténacité préalablement câblés entre eux par un premier procédé de câblage 10 avec une torsion d'assemblage de N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z). - un deuxième groupe constitué d'un fil extensible, ou plusieurs fils extensibles juxtaposés ou assemblés par un procédé de câblage. - les deux groupes sont câblés ensemble avec une torsion 15 d'assemblage de N2 tours par un procédé de câblage direct, le groupe comprenant les fils de haute ténacité étant disposés dans le pot de la broche, - la torsion N1 d'assemblage du premier groupe de fils est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3) et de préférence 20 entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2) de la torsion d'assemblage N2.

Selon un autre aspect important de ces modes de réalisation de l'invention, la torsion d'assemblage final N2 est réalisée dans le même sens 25 que la torsion d'assemblage N1 du premier groupe de fils.

Le fil hybride selon l'invention à une charge à la rupture supérieure à la somme des charges à la rupture des fils haute ténacité.5 Le fil hybride selon l'invention présente une courbe d'allongement présentant une zone de charge faible dans laquelle l'allongement augmente rapidement en fonction de la charge, puis une zone de charge plus élevée dans laquelle l'allongement augmente faiblement en fonction de la charge, la transition entre les deux zones étant progressive.

Une forme particulièrement avantageuse de fil hybride selon l'invention, est constituée : - d'un premier groupe de deux fils haute ténacité préalablement câblés eux par un premier procédé de câblage avec une torsion d'assemblage de N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z). - d'un deuxième groupe constitué d'un fil extensible, ou plusieurs fils extensibles juxtaposés. - les deux groupes sont câblés ensemble avec une torsion d'assemblage de N2 tours dans le même sens que le premier groupe de fils, par un procédé de câblage direct, le groupe comprenant les fils de haute ténacité étant disposé dans le pot de la broche, - la torsion N1 d'assemblage du premier groupe de fils est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3), et de préférence entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2), de la torsion d'assemblage N2. - par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles est, en moyenne, supérieur à la longueur développée des fils de haute ténacité.

Quels que soient les modes de réalisation précédemment exposés de l'invention, d'autres fils, multi-filaments ou mono-filaments sont adjoints à l'un des deux groupes ou aux deux groupes avant qu'ils ne soient câblés ensemble. Cette adjonction peut se faire par juxtaposition en parallèle, ou par assemblage par torsion ou par câblage.

Afin de résoudre le problème de produire des fils hybrides comportant au moins un fil élémentaires haute ténacité, qui présente une faible capacité d'allongement sous charge combinée à une forte résistance à la rupture, et au moins un autre fil élémentaire extensible, qui présente une élasticité et/ou une capacité d'allongement plus élevée, avec un niveau de qualité élevé et avec des coûts de production réduits, l'invention porte sur un procédé de production de fil hybride dont l'étape finale est réalisée par câblage direct de deux groupes de fils, parmi lesquels celui qui comporte le ou les fils élémentaires de haute ténacité sont disposés dans le pot.

Selon un perfectionnement important de ce procédé qui concerne la production de fils hybrides comportant au moins deux fils haute ténacité, les dit fils haute ténacité sont eux même réunis préalablement par un procédé de câblage en deux étapes, le fil câblé ainsi produit étant disposé dans le pot lors de l'étape finale de câblage.

Selon un perfectionnement important de ce procédé qui concerne la production de fils hybrides comportant deux fils haute ténacité, les dit fils haute ténacité sont eux même réunis dans une première étape préalable par un procédé de câblage direct, le fil câblé ainsi produit étant disposé dans le pot de la broche lors de l'étape finale de câblage.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé de production de fils hybrides comporte les étapes suivantes - on prend au moins deux bobines de fils haute ténacité, que l'on réuni par un procédé de câblage à N1 torsion par mètre, et que l'on réceptionne sur une bobine, - on place ladite bobine de fil haute ténacité câblé ainsi produite dans le pot de la broche d'une unité de câblage directe, - on place une bobine contenant le ou les fils élastiques dans le cantre de ladite unité de câblage, pour réaliser par câblage direct un fil câblé à N2 tours par mètre.

Selon un premier aspect important de l'invention, lors de l'opération de câblage final, le frein de pot qui détermine la tension du fil de pot (qui est donc le fil câblé par câblage direct des deux fils haute ténacité) est ajusté pour que, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles soit, en moyenne, supérieure à la longueur développée des fils de haute ténacité.

Selon un deuxième aspect important de l'invention, la torsion de câblage direct (Ni) des fils haute ténacité est effectuée dans le même sens (S ou Z) que la torsion de câblage direct final (N2) des fils haute ténacité avec le fil extensible.

Selon un troisième aspect important de l'invention, la torsion de câblage direct (Ni) des fils haute ténacité est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3) et de préférence entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2) de la torsion de câblage direct (N2) des fils haute ténacité avec le fil extensible.

Selon un perfectionnement de l'invention, le procédé de câblage direct mise en oeuvre dans l'étape finale de réalisation du fil hybride est réalisé au moyen d'un dispositif rotatif coaxial à la broche entraîné par le ballon et destiné à guider les fils vers le point de câblage et ainsi stabiliser ledit point de câblage.

Selon une variante de ce perfectionnement de l'invention, le procédé de câblage direct mis en oeuvre dans l'étape finale de réalisation du fil hybride, est réalisé au moyen d'un dispositif rotatif connu sous la désignation de tête de câblage , qui est un dispositif rotatif coaxial à la broche, entraîné par le ballon. Le dispositif comporte au moins un ensemble tournant présentant des pistes synchronisées sur lesquelles le fil en provenance du pot et le fil en provenance du cantre s'enroulent, ledit dispositif étant destiné à synchroniser l'avancement desdits fils à leur arrivée au point de câblage et à stabiliser ledit point de câblage.

On comprendra mieux l'invention en se reportant aux schémas suivants : -La figure 1 présente un schéma du procédé de câblage direct selon l'état de la technique. - La figure 2 présente un diagramme illustrant un premier exemple de constitution d'un fil hybride conforme à l'invention. - La figure 3 présente un diagramme illustrant un deuxième exemple de constitution d'un fil hybride conforme à l'invention. - La figure 4 présente un diagramme d'un premier exemple de procédé d'obtention d'un fil hybride selon l'invention - La figure 5 présente un diagramme d'un deuxième exemple de procédé d'obtention d'un fil hybride selon l'invention - La figure 6 présente un schéma du procédé de câblage direct à l'aide d'un dispositif rotatif de stabilisation du point de câblage. - La figure 7 présente un schéma du procédé de câblage direct à l'aide d'une tête de câblage. - La figure 8 présente la courbe d'élongation d'un fil hybride selon l'invention. Dans ce qui suit les repères (3), (6), (7, (9), (10) renvoient à des éléments représentés sur la figure 1 qui décrit en détail le procédé de câblage direct, lesquels éléments ne sont pas, pour des raisons de simplification, reportés sur les figures 2 à 5. 10 L'invention s'applique donc pour la production de fils hybrides qui comportent : - au moins des fils élémentaires haute ténacité (FHT), caractérisés par une faible capacité d'allongement sous charge combinée à une 15 forte résistance à la rupture (ou ténacité), tel par exemples des fils de verre, carbone, aramide, rayonne... au moins un autre fil élémentaire (FE) présentant une élasticité et/ou une capacité d'allongement plus élevé tel par exemple des fils de Polyamides, polyester... 20 Comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, selon une caractéristique importante de l'invention, le fil hybride (FHY) est obtenu par câblage direct de deux groupes de fils (GHT) et (GE). Le premier groupe (GHT) comporte l'ensemble des fils haute ténacité (FHT) étant disposé dans 25 le pot (7) de la broche (3) de câblage direct, le deuxième groupe (GE) comporte l'ensemble des fils présentant une élasticité plus grande (FE).

Le premier groupe (GHT) peut être constitué d'un seul fil (FHT) ou de plusieurs fils élémentaires (FHT1, FHT2...) assemblés en parallèle encore5 constitué par plusieurs fils élémentaires (FHT1, FHT2...) réunis par un procédé de câblage.

De même, le deuxième groupe (FE) peut être peut être constitué d'un seul fil (FE) ou de plusieurs fils élémentaires (FE1, FE2...) assemblés en parallèle, ou encore constitué par plusieurs fils élémentaires (FE1, FE2...) réunis par un procédé de câblage.

Optionnellement, et sans que l'on s'écarte de l'invention, d'autres fils ou composants peuvent entrer dans l'un ou l'autre ou dans les deux groupes (GHT et/ou GE) tel par exemple des mono filaments, des fils de carbones ou tout autre fils apportant une fonctionnalité auxiliaire.

Selon un aspect important de l'invention, quelle que soit sa constitution, par unité de longueur du fil hybride (FHY) produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles (FE) entrant dans la composition du deuxième groupe (GE) est, en moyenne, supérieure à la longueur développée des fils de haute ténacité (FHT) du premier groupe (GHT).

Cette caractéristique est obtenue par le réglage du procédé de câblage assemblant les deux groupes (GHT et GE), en ajustant la tension relative d'un groupe de fils par rapport à l'autre. D'une manière connu par exemple, un tel résultat est obtenu en réglant une tension du groupe (GE) contenant le ou les fils élastique (FE) plus petite que la tension du groupe (GHT) contenant les fils haute ténacité (FHT) pendant l'opération de câblage. Un tel réglage peut être obtenu en ajustant la tension délivrée par l'organe de freinage (9) disposé dans le pot (7) de la broche de torsion (3) Une forme optimisée du fil selon l'invention présente, par unité de longueur du fil hybride (FHY) produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles (FE) entrant dans la composition du deuxième groupe (GE) est, en moyenne, supérieure de 2% à 10%, et de préférence de 4% à 7%, à la longueur développée des fils de haute ténacité (FHT) du premier groupe (GHT).

Selon un perfectionnement de l'invention, le groupe de fils (FHT) contenant le ou les fils haute ténacité est préalablement retordu ou assemblé par un procédé lui conférant une torsion N1.

La figure 2 présente à titre d'exemple une forme préférée de l'invention. Le fil hybride (FHY) selon l'invention est constitué de la façon suivante : - un premier groupe (GHT) d'au moins deux fils (FHT1, FHT2...) de haute ténacité préalablement câblés entre eux par un premier procédé de câblage avec une torsion d'assemblage de N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z). - un deuxième groupe (GE) constitué d'au moins deux fils élastiques (FE1, FE2...) juxtaposés ou assemblés par un procédé de câblage. - les deux groupes (GHT, GE) sont câblés ensemble avec une torsion d'assemblage de N2 tours par un procédé de câblage direct, le groupe (GHT) comprenant les fils de haute ténacité étant disposé dans le pot (7) de la broche (3), -la torsion N1 d'assemblage du premier groupe (GHT) de fils haute ténacité (FHT1, FHT2) est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3), et de préférence entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2), de la torsion d'assemblage N2 des deux groupes (GHT, GE). - par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée des fils extensibles (FE1, FE2...) est, en moyenne, supérieure à la longueur développée des fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...). Selon un aspect important de ce mode de réalisation de l'invention, la torsion d'assemblage final N2 est réalisée dans le même sens que la torsion d'assemblage N1 du premier groupe (GHT) de fils haute ténacité (FHT).

10 Le fil hybride selon l'invention est constitué de fils dont, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la moyenne des longueurs développée du ou des fils extensibles (FE1, FE2...) est, supérieur de 2% à 10%, et de préférence de 4% à 7%, à la moyenne des longueurs développée des deux fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...). 15 Le fil hybride (FHY) selon l'invention à une charge à la rupture supérieure à la somme des charges à la rupture des fils haute ténacité (FHT1, FHT2...).

20 Le fil hybride selon l'invention présente une courbe d'allongement présentant une zone de charge faible dans laquelle l'allongement augmente rapidement en fonction de la charge, puis une zone de charge plus élevée dans laquelle l'allongement augmente faiblement en fonction de la charge, la transition entre les deux zones étant progressive. 25 La figure 3 présente une forme particulièrement avantageuse d'un fil hybride selon l'invention. Un tel fil hybride (FHY) est constitué : - d'un premier groupe (GHT) de deux fils haute ténacité (FHT1, FHT2) préalablement câblés entre eux par un premier procédé de5 câblage avec une torsion d'assemblage de N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z). - d'un deuxième groupe (GE) constitué d'un fil élastique, - les deux groupes (GHT, GE) sont câblés ensemble avec une torsion d'assemblage de N2 tours dans le même sens que le premier groupe de fils, par un procédé de câblage direct, le groupe (GHT) comprenant les fils de haute ténacité étant disposé dans le pot (7) de la broche (3), - la torsion N1 d'assemblage du premier groupe (GHT) de fils (FHT1, FHT2) est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3), et de préférence entre le dixième (1/10), et la moitié (1/2) de la torsion d'assemblage N2. - par unité de longueur du fil hybride (FHY) produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du fil extensible (FE) est, en moyenne, inférieure à la longueur développée des fils de haute ténacité (FHT1, FHT2).

Quelles que soient les variantes de l'invention, d'autres fils, multifilaments ou mono-filaments peuvent être adjoints à l'un des deux groupes (GHT, GE) ou aux deux groupes avant qu'ils ne soient câblés ensemble. Cette adjonction peut se faire par juxtaposition en parallèle ou avec un assemblage par torsion ou par câblage.

Afin de résoudre le problème de produire des fils hybrides comportant au moins un fil élémentaires haute ténacité (FHT), qui présente une faible capacité d'allongement sous charge combinée à une forte résistance à la rupture, et au moins un autre fil élémentaire extensible (FE), qui présente une élasticité et/ou une capacité d'allongement plus élevé, avec un niveau de qualité élevé et avec des coûts de production réduits, l'invention porte sur un procédé de production de fils hybrides dont l'étape finale est réalisée par câblage direct de deux groupes de fils dans lesquels le ou les fils élémentaires de haute ténacité (FHT) sont disposés dans le pot (7) de la broche de câblage direct (3). Selon ce procédé de fabrication le ou les fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...) peuvent être même préalablement retordus, avant d'être disposés dans le pot (7) de la broche (3) lors de l'étape finale de câblage.

10 Selon un perfectionnement de ce procédé, représenté figure 4, qui concerne la production de fil hybrides (FHY) comportant au moins deux fils haute ténacité (FHT1, FHT2...), les dit-fils haute ténacité (FHT1, FHT2...) sont eux même réunis préalablement par un procédé de câblage en deux étapes. Le fil câblé (GHT) ainsi produit est disposé dans le pot (7) de la 15 broche de câblage direct (3) lors de l'étape finale de câblage. Le procédé de câblage des fils haute ténacité (FHT1, FHT2...) peut être réalisé en deux étapes au moyen de broches double torsion, mais aussi avec des broches simple torsion, à anneau ou tout autre procédé de câblage.

20 Selon un autre perfectionnement important de ce procédé, représenté figure 5, qui concerne la production de fils hybrides comportant deux fils haute ténacité (FHT1, FHT2), les-dit fils haute ténacité (FHT1, FHT2) sont eux même réunis préalablement par un procédé de câblage direct. Le fil câblé (GHT) ainsi produit est disposé dans le pot (7) de la broche de câblage direct 25 (3) lors de l'étape finale de câblage.

Selon l'un quelconque de ces modes de réalisation préférés de l'invention, le procédé de production de fils hybrides (FHY) comporte les étapes suivantes5 - on prend au moins deux bobines de fils haute ténacité (FHT1 FHT2...), que l'on réuni par un procédé de câblage à N1 torsion par mètre, et que l'on réceptionne sur une bobine (GHT), - on place ladite bobine de fil haute ténacité câblé (GHT) ainsi produite dans le pot (7) d'une deuxième unité de câblage directe, - on place une bobine (GE) contenant le ou les fils élastiques dans le cantre de ladite unité de câblage, pour réaliser par câblage direct un fil câblé à N2 tours par mètre (FHY).

Selon un premier aspect important de l'invention, lors de l'opération de câblage direct final, le frein de pot (9) qui détermine la tension du fil de pot (qui est donc le fil câblé par câblage des deux fils haute ténacité GHT) est ajusté pour que, par unité de longueur du fil hybride FHY produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles (FE) soit, en moyenne, supérieure à la longueur développée des fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...). D'une manière avantageuse, le réglage de la force de freinage du frein de pot est effectué de façon à ce que, par unité de longueur du fil hybride FHY produit, en l'absence de forces de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles (FE) soit, en moyenne, supérieure de 2% à 10% et de préférence de 4% à 7%à la longueur développée des fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...).

Selon un deuxième aspect important de l'invention, la torsion de câblage (Ni) des fils haute ténacité (FHT1, FHT2...) entre eux est effectuée dans le même sens (S ou Z) que la torsion de câblage direct final (N2) des fils haute ténacité (GHT) avec le ou les fils extensibles (GE).

Selon un troisième aspect important de l'invention, la torsion de câblage direct (Ni) des fils haute ténacité (FHT1, FHT2...) est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3) et de préférence entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2) de la torsion de câblage direct (N2) des fils haute ténacité (GHT) avec le ou les fils extensibles (GE).

Selon un perfectionnement de l'invention, le procédé de câblage direct mis en oeuvre dans l'étape finale de réalisation du fil hybride (GHY) est réalisé au moyen d'un dispositif rotatif (11) coaxial à la broche (3) entraîné par le ballon (6) et destiné à guider les fils vers le point de câblage (10) et ainsi stabiliser ledit point de câblage (10) (voir figure 6).

Selon une variante de ce perfectionnement de l'invention, le procédé de câblage direct mis en oeuvre dans l'étape finale de réalisation du fil hybride (FHY) est réalisé au moyen d'un dispositif rotatif connu sous la désignation de tête de câblage (12). On rappelle qu'une tête de câblage est un dispositif rotatif coaxial à la broche (3), entraîné par le ballon (6), comportant au moins un ensemble tournant (13) présentant des pistes synchronisées sur lesquelles le fil formant le ballon (6) et le fil (F1) en provenance du pot (7) s'enroulent. (Voir figure 7). Ce dispositif est destiné à synchroniser l'avancement desdits fils à leur arrivée au point de câblage et à stabiliser ledit point de câblage.

Les avantages de l'invention ressortent bien de la description :

- L'utilisation du procédé de câblage direct pour effectuer le câblage final du fil hybride en disposant le groupe (GHT) contenant les fils de haute ténacité dans le pot (7), permet d'obtenir un fil câblé en minimisant les contraintes auxquels ces fils, qui sont fragiles, sont soumis selon les procédés traditionnels. Notamment, les fils de haute ténacité ne subissent pas de cycle de torsion et détorsion propre aux procédés en deux étapes traditionnel. Selon l'invention, le groupe contenant les fils de haute ténacité est déroulé dans le pot (7) de la broche et rejoint le point de câblage (10) en passant par un frein (9), sans subir de frottement dans la broche (3), de fausses torsions, de tension liées à la force centrifuge ou aux forces aérodynamiques dans le ballon (6).

- L'utilisation du procédé de câblage direct permet de surcroît d'ajuster la tension du fil en provenance du pot par réglage du frein (9) et donc indépendamment des autres paramètres du procédé, et notamment de la vitesse de rotation de la broche, du titre du fil qui déterminent la tension du ballon (6). Ainsi, il est possible de constituer des câblés en ajustant librement la tension du groupe de fils (GHT) en provenance du pot par rapport à la tension du groupe de fils (GE) en provenance du ballon. Cette possibilité de réglage indépendant, qui est habituellement exploitée pour rechercher une équi-tension ou une équi-longueur entre les brins des câblés conventionnels, peut être, selon l'invention, mise à profit pour procéder au câblage sous des tensions volontairement différentes.

Cette différence est parfaitement contrôlée, afin d'ajuster l'état de tension relative des différents composants, et par suite la structure du câblé caractérisée, par exemple, par la longueur développée de chaque brins dans le câblé. Un tel ajustement permet notamment de modifier le profil de la courbe d'allongement dudit fil. - Le procédé câblage direct pour effectuer le câblage final du fil hybride se faisant sans introduire de torsions ou de détorsions aux fils élémentaires, les procédés de préparation par torsion, câblage amont des groupes de fils, ne sont aucunement affectés. Ainsi, il est par exemple possible d'appliquer au groupe de fils contenant les fils de haute ténacité qui sont fragiles une torsion de protection ou une torsion d'assemblage qui assure la protection et la cohésion dudit groupe de fils pendant le procédé de câblage final et dans les procédés avals, cette torsion de protection ou d'assemblage étant intégralement préservée.

Exemple : On réalise un fil hybride composé de trois fils élémentaires : 2 fils aramide 1680 Dtex et 1 fil polyamide 1480 Dtex. La constitution d'un tel fil est représenté figure 3, et son procédé de production figure 5.

Dans une première étape, les deux fils aramides (FHT1, FHT2) sont câblés par câblage direct à 50 Torsions par mètre, sens S. Cette opération est réalisée sur une broche de câblage direct à 6000 T/mn. On obtient ainsi le groupe de fils haute ténacité (GHT).

Dans une deuxième étape, la bobine des fils aramide ainsi câblés (GHT) et le fil polyamide (GE) sont câblés ensemble par câblage direct à 280 Torsions par mètre, sens S. Cette opération est réalisée en disposant la bobine (GHT) de fil aramide câblé, dans le pot (7) de la broche de câblage direct (3).

Le fil hybride (FHY) obtenu présente une ténacité de 650 N, et un allongement à la rupture de 9%. La courbe d'allongement du fil hybride obtenu est représenté figure 6. On observe une zone d'élasticité élevée, pour une charge comprise entre 0 et 100 N conduisant à un allongement de 0 à 4%. L'élasticité moyenne sur cette zone est de 0,04% d'allongement par Newton. Ensuite le fil hybride présente une plus grande raideur pour la zone comprise entre 100 et 650 N, conduisant à un allongement de 4 à 9%. L'élasticité moyenne sur cette zone est inférieure à 0,01% par newton.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Fil hybride comprenant au moins un fil élémentaire haute ténacité présentant une faible capacité d'allongement sous charge combinée à une forte résistance à la rupture et au moins un autre fil élémentaire extensible présentant une élasticité et/ou une capacité d'allongement plus élevée, caractérisé en ce que - les fils élémentaires sont répartis en deux groupes (GHT) et (GE), - le premier groupe (GHT) comporte le ou les fils de haute ténacité, - le deuxième groupe (GE) comporte le ou les fils extensibles, - ces deux groupes sont assemblés par un procédé de câblage direct, le groupe (GHT) comportant le ou les fils de haute ténacité, étant disposé dans un pot (7) d'une broche (3) de câblage direct.

2. Fil hybride selon la revendication 1 caractérisé en ce que, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles est, en moyenne, supérieure à la longueur développée du ou des fils de haute ténacité.

3. Fil hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la moyenne des longueurs développée du ou des fils extensibles est, supérieure de 2 % à 10%, et de préférence de 4% à 7%, à la moyenne des longueurs développée du ou des fils de haute ténacité.

4. Fil hybride selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est constitué de: - un premier groupe (GHT) d'au moins un fils de haute ténacité préalablement retordu à N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z),-un deuxième groupe (GE) constitué d'un fil extensible, ou de plusieurs fils extensibles (FE1, FE2...) juxtaposés ou assemblés par un procédé de câblage, - les deux groupes (GHT, GE) sont câblés ensemble avec une torsion d'assemblage de N2 tours par un procédé de câblage direct, le groupe (GHT) comprenant les fils de haute ténacité étant disposés dans le pot (7) de la broche (3), - la torsion N1 d'assemblage du premier groupe de fils (GHT) est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3), et de préférence entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2), de la torsion d'assemblage N2.

5. Fil hybride selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est constitué de: - un premier groupe (GHT) d'au moins deux fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...) préalablement câblés entre eux par un procédé de câblage avec une torsion d'assemblage de N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z), - un deuxième groupe (GE) constitué d'un fil extensible, ou de plusieurs fils extensibles (FE1, FE2...) juxtaposés ou assemblés par un procédé de câblage, - les deux groupes (GHT, GE) sont câblés ensemble avec une torsion d'assemblage de N2 tours par un procédé de câblage direct, le groupe (GHT) comprenant les fils de haute ténacité étant disposés dans le pot (7) de la broche (3), - la torsion N1 d'assemblage du premier groupe de fils (GHT) est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3), et de préférence entre le dixième (1/10) et la moitié (1/2), de la torsion d'assemblage N2.

6. Fil hybride selon l'une quelconque des revendications 4 à 5caractérisé en ce que la torsion d'assemblage final N2 est réalisée dans le même sens que la torsion d'assemblage N1 du premier groupe de fils.

7. Fil hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que sa charge à la rupture est supérieure à la somme des charges à la ruptures des fils haute ténacité qui le compose.

8. Fil hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que sa courbe d'allongement présente une zone de charge faible dans laquelle l'allongement augmente rapidement en fonction de la charge, puis une zone de charge plus élevée dans laquelle l'allongement augmente faiblement en fonction de la charge, la transition entre les deux zones étant progressive.

9. Fil hybride selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est constitué : - d'un premier groupe (GHT) de deux fils haute ténacité (FHT1, FHT2) préalablement câblés entre eux par un procédé de câblage avec une torsion d'assemblage de N1 tour par mètre dans un sens (S ou Z), - d'un deuxième groupe (GE) constitué d'un seul fil élastique, ou plusieurs fils élastiques (FE1, FE2...) juxtaposés, - les deux groupes (GHT, GE) sont câblés ensemble avec une torsion d'assemblage de N2 tours dans le même sens que le premier groupe de fils, par un procédé de câblage direct, le groupe (GHT) comprenant les fils de haute ténacité étant disposé dans le pot (7) de la broche (3), - la torsion N1 d'assemblage du premier groupe de fils est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3), et de préférenceentre le dixième (1/10) et la moitié (1/2), de la torsion d'assemblage N2, - par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles est, en moyenne, supérieur à la longueur développée des fils de haute ténacité.

10. Fil hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que d'autres fils, multi-filaments ou mono-filaments sont adjoints à l'un des deux groupes ou aux deux groupes avant qu'ils ne soient câblés ensemble ; cette adjonction pouvant se faire par juxtaposition en parallèle, ou par assemblage par torsion ou par câblage.

11. Procédé de fabrication d'un fil hybride comprenant au moins un fil élémentaire haute ténacité, qui présente une faible capacité d'allongement sous charge combinée à une forte résistance à la rupture, et au moins un autre fil élémentaire extensible, qui présente une élasticité et/ou une capacité d'allongement plus élevée, caractérisé en ce que on répartit les fils élémentaires en deux groupes (GHT, GE) que l'on assemble par câblage direct, le groupe de fils (GHT) comportant le ou les fils élémentaires de haute ténacité (FHT1, FHT2...) étant disposés dans un pot (7) d'une broche de câblage (3).

12. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon la revendication 11 caractérisé en ce que le ou les fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...) sont eux même préalablement retordus, avant d'être disposés dans le pot (7) de la broche (3) lors de l'étape finale de câblage.

13. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon la revendication 11 caractérisé en ce que les fils de haute ténacité (FHT1, FHT2...) sont eux même réunis préalablement par un procédé de câblage en deux étapes, le fil câblé ainsi produit étant disposé dans le pot (7) de la broche (3) lors de l'étape finale de câblage.

14. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon la revendication 11 caractérisé en ce que les fils de haute ténacité (FHT1, FHT2) sont eux même réunis dans une première étape préalable par un procédé de câblage direct, le fil câblé (GHT) ainsi produit étant disposé dans le pot (7) de la broche (3) lors de l'étape finale de câblage.

15. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon l'un quelconque des revendications 11 à 14 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on prend au moins deux bobines de fils haute ténacité (FHT1, FHT2...), que l'on réuni par un procédé de câblage à N1 torsion par mètre, et que l'on réceptionne sur une bobine (GHT), - on place ladite bobine de fil haute ténacité câblé (GHT) ainsi produite dans le pot (7) de la broche (3) d'une unité de câblage directe, - on place une bobine (GE) contenant le ou les fils élastiques dans le cantre de ladite unité de câblage, pour réaliser par câblage direct un fil câblé à N2 tours par mètre,

16. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon la revendication 15 caractérisé en ce que le frein (9) de pot qui détermine la tension du fil de pot est ajusté pour que, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles soit, en moyenne, supérieure à la longueur développée des fils de haute ténacité.

17. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon la revendication 15 caractérisé en ce que le frein (9) de pot qui détermine la tension du fil de pot est ajusté pour que, par unité de longueur du fil hybride produit, en l'absence de force de traction, la longueur développée du ou des fils extensibles soit, en moyenne, supérieure de 2 % à 10% et de préférence de 4% à 7% à la longueur développée des fils de haute ténacité.

18. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce que la torsion de câblage direct (Ni) des fils haute ténacité est effectuée dans le même sens (S ou Z) que la torsion de câblage direct final (N2) des fils haute ténacité avec le fil extensible.

19. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon l'une quelconque des revendications 14 à 18 caractérisé en ce que la torsion de câblage direct (Ni) des fils haute ténacité est comprise entre le vingtième (1/20) et les deux tiers (2/3), et de préférence entre le dixième (1/10), et la moitié (1/2) de la torsion de câblage direct (N2) des fils haute ténacité avec le fil extensible.

20. Procédé de fabrication d'un fil hybride selon l'un quelconque des revendications 11 à 19 caractérisé en ce que le procédé de câblage direct mis en oeuvre dans l'étape finale de réalisation du fil hybride est réalisé au moyen d'un dispositif rotatif (11) coaxial à la broche entraîné par le ballon et destiné à guider les fils vers le point de câblage (10) afin de stabiliser ledit point de câblage.

21 Procédé de fabrication d'un fil hybride selon l'un quelconque des revendications 11 à 19 caractérisé en ce que le procédé de câblage direct mis en oeuvre dans l'étape finale de réalisation du fil hybride est réalisé au moyend'un dispositif rotatif connu sous la désignation de tête de câblage (12), qui est un dispositif rotatif coaxial à la broche, entraîné par le ballon, comportant au moins un ensemble tournant présentant des pistes synchronisées (13) sur lesquelles le fil en provenance du pot et le fil en provenance du cantre s'enroulent, destiné synchroniser l'avancement desdits fils à leur arrivée au point de câblage (10) et à stabiliser ledit point de câblage.