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FIL TEXTILE NOUVEAU ET SON PROCEDE DE PREPARATION.
La présente invention se rapporte à un procédé et un appareil de traitement d'un faisceau de filaments continus tel que des fils de manière à produire un fil à plusieurs filaments beaucoup plus volumineux, et au fil nouveau plus volumineux ainsi produito Elle se rapporte plus particulièrement à un fil volumineux formé de plusieurs filaments individuellement enroulés et au procédé et à l'appareil utilisés pour sa fabrication.
A l'exception remarquable de la soie toutes les fibres naturelles, animales, végétales et minérales, n'existent qu'en longueurs relativement faibleso La production des fils à partir de ces fibres en fibrannes est une opération longue qui exige habituellement une série compliquée d'opérations pour aligner les fibres, les associer en un faisceau allongé et étirer le faisceau sous un plus petit diamètre tout en retordant de manière à éviter un glissement mutuel excessif des fibres contigues.
D'autres opérations de filage produisent ..finalement le fil propre aux opérations textiles
Toutes ou presque toutes les fibres artificielles sont produites très facilement sous forme de filaments continuso La transformation de ces filaments continus en fils est beaucoup plus simple que le traitement des fibranneso Les fils en filaments continus peuvent être fabriqués d'une grande force en raison de l'absence 'extrémités libres qui sont incapables de transmettre les tensions imposées. Toutefois, en raison de leur grande uniformité et de l'absence de discontinuités, les fils ordinaires de filaments continus sont beaucoup plus denses que les fils de fibrannes correspondants.
Les filaments sont étroitement associés dans le fil et les brins contigus du fil à filaments continus dans les tissus sont très voisinso Cette compacité limite la quantité d'espace occupé l'air isolant présenteo Le manque d'espace occupé par de l'air occlus restreint beaucoup le champ d'application de ces tissus en filaments continus. La légèreté,l'efficacité de la protection et le volume donnant de la chaleur sont essentiels dans maintes applicationso C'est pour cette raison qu'une forte proportion de la quantité totale de filaments continus produits en rayonne de viscose, acétate de cellulose, "nylon" et polyacrylonitrile est
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découpée en fibres de faible longueur pour être filée sous forme de fils de fibrannes.
Les efforts antérieurs pour produire un fil à filaments continus possédant les qualités intéressantes du fil de fibrannes ont échoué. Ces efforts tendaient principalement à modifier la structure interne des filaments, par exemple par déformation physique ou chimique. Le crêpage ou le retordage mécanique des filaments donnent des fibres ondulées ou spiralées mais l'effet est décevant. On a de même obtenu des résultats décevants en communiquant un mouvement à la tête de filage et par traitement chimique des filaments filés.
Tous les procédés connus ont été décevants pour une raison ou une autre, telle qu'un volume insuffisant, une répartition non satisfaisante des portions des f ilaments supportant les tensions, des variations notables des propriétés des fibres, la non-permanence de la forme ou la complexité et le coût élevé des opérations.
La présente invention se propose de fournir un fil de filaments continus d'un volume au moins aussi grand qu'un fil de fibrannes obtenu au moyen de fibres comparables et ayant le même nombre moyen de filaments par section transversale. Elle se propose de fournir un fil à plusieurs filaments ressemblant au fil de fibrannes par son intéressante légèreté, son efficacité protectrice et son volume donnant de la chaleur, mais conservant les caractéristiques des filaments continus qui sont exempts d'extrémités libres, non duveteux et non pelucheux, de deniers plus fins que ceux que l'on peut obtenir pratiquement par filage de fibrannes.
Elle se propose de fournir un procédé de fabrication de fils de filaments continus d'un volume égal ou supérieur à celui d'un fil de fibrannes comparable sans usure ou découpage des filaments constituants ni déformation ou modification quelconque de leur structure, permettant le traitement économique et rapide d'un fil ordinaire à plusieurs filaments continus pour en augmenter le volume sans avoir recours à des pièces mécaniques en mouvement ailleurs que dans l'enroulement. Elle se propose encore de fournir un appareil convenable p our la mise en oeuvre du procédé cidessus. D'autres buts apparaîtront de la description qui suit.
On produit, suivant l'invention, un fil satisfaisant aux buts cidessus formé de plusieurs filaments sensiblement continus individuellement spi- ralés. Ces filaments individuels présentent des spires, des boucles ou circonvolutions à intervalles réguliers sur toute leur longueur. Les caractéristiques les plus manifestes de ce fil nouveau de filaments continus sont son volume et la présence d'une multitude de boucles de filaments irrégulièrement espacées sur sa surface.
Ces boucles de filaments facilement visibles contribuent au volume mais les circonvolutions moins manifestes des filaments à l'intérieur du fil fournissent des espaces interfilamenteux latéraux importants dans la formation du volume et qui ont pour résultat de donner aux tissus faits de ces fils un caractère chaude
Les circonvolutions des filaments peuvent être maintenues en place par le retordage habituellement communiqué aux fils. Cette opération effectuée, on peut montrer l'absence de changement de structure interne en détordant le fil et en séparant les filaments qui reprennent alors leur état originalo Quand on utilise des filaments droits ordinaires pour préparer le fil volumineux, on obtient des filaments sensiblement droits en divisant le fil.
Naturellement on pourra traiter conformément à l'invention des filaments crêpés, ondulés ou bouclés, ces filaments reprenant leur configuration respective originale quand on les sépare du fil. On peut prévoir une certaine réduction de la résistance à la traction qui est inférieure à celle d'un fil ordinaire de filaments continus en raison de ce que, en un point quelconque donné du fil volumineux de l'invention, certains des filaments peuvent n'être pas placés sous tension quand on tire sur le fil mais cette diminution peut être réduite ou compensée en augmentant le retordage,
en donnant au fil une configuration dans laquelle les boucles sont à l'intérieur les unes des autres comme on va le décrire ou à l'aide d'un traitement tel que le vaporisage pour communiquer une déformation permanenteo
On pourrait fabriquer un fil similaire à partir d'un faisceau de
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filaments continus mais au prix d'une fastidieuse manipulationo Il faudrait séparer un filament individuel et lui donner du mou, reprendre ce mou en for- mant une très petite spire ou boucle que l'on maintiendrait en place par re- tordage du faisceau de filaments ou en entourant cette boucle par une circon- volution similaire formée dans un filament voisino La répétition de cette opé- ration à intervalles le long de chacun des filaments donnerait finalement au fil la structure désirée.
Conforméménet à l'invention on fournit un procédé de production du fil de la structure décrite d'une manière rapide et avec une surprenante simplicité.
Dans le mode de mise en oeuvre préféré de l'invention on projet- te rapidement un courant d'air ou autre fluide compressible provenant d'un espace confiné de manière à former une région en turbulence. Le fil à traiter passe dans ce courant de fluide qui le supporte et sépare les filaments les uns des autres en les fouettant violemment dans cette région en turbulence.
Il suf- fit d'enlever ces filaments séparés de la région agitée et les réassembler en un fil pour obtenir le résultat désirée c'est-à-dire la formation de boucles et autres circonvolutions distribuées au hasard le long de chacun des filaments et espacées irrégulièrement sur les filaments différentso Le fouettement des filaments dans la zone d'agitation est suffisant pour former des circonvolu- tions qui sont conservées au cours des opérations qui suivent d'enlèvement, de bobinage et autres.
La description qui va suivre, en se référant au dessin annexé permettra de mieux comprendre l'inventiono Ce dessin se rapporte à des modes préférés de mise en oeuvre de l'inventions cités uniquement à titre d'exemples.
La Figo 1 est une vue schématique en perspective d'une installation propre à la fabrication d'un fil de filaments continus volumineux conformément à l'invention.
La Fig. 2 est une vue latérale de l'aspect présenté par le fil non-traité envoyé dans le jet d'air (grossissement d'environ 10)
La Fig. 3 est une vue latérale du fil quittant le jet d'air et tiré vers le bas hors de la zone turbulente (grossissement d'environ 10).
La Figo 4 est une vue latérale montrant l'aspect du fil traité avant retordage (grossissement d'environ 10).
La Figo 5 est une vue latérale montrant l'aspect du fil volumineux après retordage (grossissement d'environ 10);
La Figo 6 est un graphique montrant l'augmentation de la limite d'élasticité en fonction du retordage du fil volumineux (c'est-à-dire la tension initiale de débouclage mesurée comme on va le voir)o
La Figo 7 est une vue latérale du fil traité par une variante du procédé d'augmentation du volume (grossissement d'environ 10).
La Figo 8 est une variante de la buse à air destinée à la mise en oeuvre de l'inventiono
La Figo 9 est une autre variante de la buse, et
La Figo 10 montre l'arrangement des filaments dans une coupe transversale effectuée dans un tissu obtenu au moyen du fil volumineux à filaments continus suivant l'invention (grossissement d'environ 50).
Suivant la Figo 1, le fil de filaments continus à traiter peut être fourni par une source quelconque convenable, par exemple la bobine de fil 20 supportée par le râtelier 21o On utilise normalement un fil non-retordu mais on peut utiliser avec succès un fil retordu en augmentant l'action de séparation des filaments par exemple en opérant sous une pression plus élevée.
Le fil peut également être fourni directement à partir de l'opération de filage qui le produit, sans bobinage intermédiaireo Le fil 22, quelle qu'en soit la source, passe par les guides 23 et 24, entre les cylindres 25 et 26 et devant la buse à air 27.Cette buse ou tuyère comporte un tuyau 28 pour l'air
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comprimé vissé ou brasé sur le tube à fil 29 représentée partiellement en coupe. Le tuyau et le tube sont disposés sous un angle tel qu'il se produit dans le tube un écoulement d'air suffisant pour entraîner le fil.. Le tube 29 peut n'avoir pas plus de 25 mm. de long et 1,25 mm. de diamètre intérieur.
L'aspect du fil à son entrée dans le jet d'air 27 est montré dans la Figo 2. Les filaments sont relativement droits, étroitement accolés et donnent au fil l'aspect d'une baguette. Comme le montre la Fig. 3, le fil quittant le jet d'air est séparé par le courant d'airo La cinématographie au ralenti a montré que les filaments individuels sont fouettés circulairement d'une manière violente par l'air en turbulence. Quand on les retire de la zone de turbulence, ils sont enroulés en circonvolutions que l'on peut maintenir en place par les filaments contigus quand le faisceau se reforme.
Après passage dans la zone de turbulence et remise sous forme de fil, l'aspect du faisceau de filaments est celui représenté dans la Fig. 40 Ces filaments ne sont groupés que d'une manière lâche et une forte traction réduirait leur volume si on les stabilisait par un traitement supplémentaire, de préférence le retordage des filaments.
Le faisceau lâche de filaments est dirigé par les guides 30 et 31 sur les cylindres de réception 32 et 33 et le dispositif de bobinage (ici un retordeur). Comme à l'habitude le fil est retordu par ce dispositif alors qu'il est enroulé, en passant par un curseur 34 qui glisse sur la bague 35 montée sur la plaque de bague 36. Le fil est recueilli sur la broche 37 montée sur le support 38 et entraînée par la courroie 39 de manière à donner une bobine de fil terminée 40. L'aspect du fil retordu produit de cette manière est représenté Fig. 5. Dans le fil réel le diamètre des boucles peut être inférieur à 1 mm. Les boucles et autres circonvolutions des filaments individuels sont énergiquement maintenues en place par le frottement s'exerçant entre les filaments.
L'augmentation du retordage augmente ce frottement entre les filaments et maintient plus énergiquement en place les circonvolutions.
La Figo 6 montre l'effet produit par un retordage croissant sur la limite d'élasticité de fils types. La limite d'élasticité peut être définie approximativement comme la tension nécessaire pour commencer à supprimer les circonvolutionso On la mesure en exerçant sur le fil une tension et en dressant par points la courbe de tensiono On obtient au début une ligne presque droite et à forte pentes elle représente le module d'élasticité. Le glissement survenant, les points se situent généralement sur une ligne moins abrupte. La prolongation de ces lignes aboutit à un point d'intersection et c'est la tension en ce point en grammes qui est portée comme ordonnée dans la Fig. 6 sur laquelle les abscisses représentent le nombre de tours de retordage pour 25,4 mm. de fil.
Dans l'exemple auquel se rapporte la courbe A, la limite d'élasticité est de la faible valeur de 20 g. pour un retordage de zéro ; elle augmente rapidement jusqu'à 64 g. environ pour un retordage à 6 tours pour 25,4 mm. et devient constante à 69 go environ pour un retordage supérieur à 10 tours pour 25,4 mm. de filo Le fil utilisé pour les observations d'après lesquelles a été tracée la courbe A a été fabriqué par le procédé suivant l'invention à l'aide de fil "Acèle" (fil d'acétate de cellulose fabriqué par E.I.
DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY) de retordage zéro, 150 deniers, 40 filaments, sous une vitesse d'alimentation de 26,4 mètres par minute, une pression d'air manométrique de 1,26 kgo/cm2, un débit d'air de 13,86 décimètres cubes par minute, mesuré à 760 mm. de pression de mercure et 21 C.
Le denien final du fil est de 1900 On peut obtenir une résistance suffisante aux tensions ordinaires, pour les deniers courants, quand la limite d'élasticité est d'au moins 0,15 g. par denier, mais des valeurs plus élevées sont préférables.
On peut, si on le veut, faire un fil du type représenté dans la Fig. 7 exigeant peu de retordage ou n'en exigeant pas pour obtenir des limites d'élasticité relativement élevées. L'augmentation de stabilité de ce produit est due à la formation fréquente de vrilles formées par l'entremêlement des boucles, c'est-à-dire un encerclement fréquent des noeuds des boucles par d'autres boucles, ce qu'on voit nettement en a, b et c, Figo 7.
Si l'on essaie d'étirer cette variante du fil il se produit un serrage de nombreuses
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boucles encerclantes, ce qui empêche les portions encerclées de se dérouler et maintient ensemble le faisceau de filamentso Comme le montre la courbe B de la Figo 6, aux retordages zéro ou faibles, la limite d'élasticité de ce fil est beaucoup plus élevée que celle du produit simple représenté Figo 5. Le fil à l'aide duquel on a déterminé la courbe B a été préparé à l'aide du même fil "Acèle" d'acétate, retordage zéro, 40 filaments, 150 deniers que celui utilisé pour la courbe A et dans des conditions identiques à cela près que la pression manométrique d'air est portée à 1,75 kg/cm2g ce qui correspond à un débit d'air de 15, 56 décimètres cubes par minute.
La valeur finale en denier est de 205 en raison de la structure plus complexe du fil tel que le montre la Fig. 7.
On fabrique un fil à structure vrillée ou à boucles emmêlées en compliquant Inaction ordinaire de bouclage. Ce résultat peut être obtenu par l'une quelconque ou plusieurs parmi de nombreuses façons, par exemple en aug- mentant la durée de séjour du fil dans la zone de turbulence, en augmentant la turbulence de la zone ou faisant varier l'intensité de la turbulence.
Le ré- glage des conditions en vue de faire varier le volume du fil fabriqué suivant l'invention de la forme représentée dans la Figo 5 à la structure plus comple- xe représentée Figo 7, ou une structure quelconque intermédiaire, doit être dé- terminé par Inexpérience dans chaque cas particuliero
Il suffit, dans le procédé suivant l'invention, de faire passer le fil dans une zone de turbulence suffisante sur une distance suffisante pour séparer lesfllaments et leur donner les circonvolutions décrites.
Il n'est pas indispensable que le passage du fil se fasse devant une buse ou tuyère d'air des types décrits, mais il peut se faire dans un courant turbulent, quelle que soit la manière dont il est obtenuo Il n'est de même pas nécessaire de faire appel à l'air en tant que milieu turbulent et l'on peut utiliser d'autres gaz ou liquideso On pourrait utiliser des transmetteurs piézo-électriques ou à magnétostriction avec un effet similaire mais le procédé par jet de fluide est si bon marché et si facile à installer, faire fonctionner et entretenir qu'on lui donne naturellement la p référence en tant que meilleur mode opératoire connu.
La buse à air extrêmement simple 27, représentée à la Figo 1, est propre à effectuer le traitement efficace du fil décrit ci-dessus. La variante de la Figo 8 fournit toutefois une opération plus régulière et une utilisation plus efficace de l'air; elle comporte une buse profilée à air 41 à la place du tube simple 29 de la Figo 1. La mise en place ou l'enfilage sont assurés par addition du guide-fil 42 à extrémité intérieure conique 43 par lequel l'extrémité du fil peut être introduite dans le courant d'air dans la position propre à son transport par l'air au travers de la buse ±la Ce guide est vissé en 44 dans un support 45 ce qui permet de régler la distance entre l'extrémité du cône 43 et l'extrémité d'arrivée de la buse à air 41.
L'air est envoyé dans la buse par le tuyau 280
Dans la buse représentée Figo 9. l'air est introduit dans une chambre centrale 49 à l'intérieur dela buse, sort de cette chambre par un passage hélicoïdal formé par la vis 50 qui donne à l'air un mouvement tourbillonnant et quitte la buse par un orifice 51. Il est commode de former cet orifice dans un bouchon 52 vissé dans le corps de la buseo Bien que cela ne soit pas indispensable il est habituellement désirable de briser et de dévier le jet d'air par exemple par une chicane 53 qui est une simple plaque recourbée à angle droit et fixée à la buse par la vis 54.
Le fil est conduit par la vis 50 au voisinage de l'orifice par un tube 55, pris par le courant d'air et transporté hors de l'orificeo Les diamètre les plus convenables pour le tube et l'orifice dépendent du fil à traitero Pour un fil de 100 à 400 deniers des diamètres satisfaisants sont de 0,58 mmo pour le diamètre intérieur du tube et d'environ 1 mmo pour l'orificeo La vis 50 qui supporte le tube 55 est filetée dans le corps de la buseo Le jeu entre l'extrémité intérieure du tube et l'orifice est réglé par la distance d'enfoncement de lavis que l'on commande à l'aide de l'écrou à six pans 56 fixé à l'extrémité extérieure de la vis ou en faisant partie intégranteo Le réglage satisfaisant étant terminé,
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on bloque la vis par le contre-écrou à six pans 57.
L'extrémité extérieure du tube 55 est de préférence évasée pour recevoir l'extrémité du fil quand
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on met en marche ou enfile l'appareilo
Si le réglage est convenable c'est le jet lui-même qui assure l'enfilage, c'est-à-dire que lorsqu'on place une extrémité du fil dans l'entrée évasée du tube le courant d'air assure un vide suffisant pour tirer le fil dans le tube puis le refouler hors de l'orifice, ce qui facilite grandement le commencement d'une opération.
Un enlèvement assez brusque du fil hors de la zone de turbulence conduit à la formation d'un meilleur produito On peut y parvenir en guidant ou tirant le fil hors du courant turbulent, comme il est décrit ou en détournant du fil le courant turbulent par un moyen convenable, par exemple une chicane plane percée d'un trou pour le passage du filo La chicane plane 53 de la Fige 9 peut être percée d'un trou par lequel passe le fil,
le courant d'air étant dévié par la plaqueo Le réglage de la vitesse d'enroulement comparativement à la vitesse à laquelle le fil est amené en présence du jet limite le degré d'action d'augmentation de volume possible par la diminution de l'ampleur de la réduction de longueur provoquée par la formation des boucleso
Les exemples suivants illustrent le procédé et les produits suivant l'invention mais ne sont nullement limitatifs.
EXEMPLE 1.
On utilise un appareil équivalent à celui de la Fig. 1 avec le type de buse de la Figo 1 pour traiter un fil mat d'"Acèle" en acétate de cellulose de 150 deniers, 40 filaments, retordage zéroo Le fil est, en vue du traitement, déroulé d'une bobine par la tension créée par le jet de fluide cependant qu'un dispositif de tension par friction interposé entre la bobine et la buse limite la vitesse du fil à environ 11,9 mo par minute (calculée par la vitesse de bobinage et le rapport du denier final au denier initial).
La buse est alimentée en azote sous une pression manométrique de 10,5 kg/cm2 ce qui correspond à une consommation de gaz d'environ 11,3 dm3 par minute mesuré à 21 C sous 760 mmo Le fil est bobiné à la vitesse de 9 m. environ par minute et retordu à 6 tours par 25 mm. au moyen d'un retordeur ascendant. Le fil grossi terminé possède un denier de 195 ; dimension moyenne des boucles des filaments est de 0,5 mm.
On recommence le traitement du fil au moyen de différentes pressions gazeuses et de différentes vitesses de fil de manière à montrer de quelle manière la dimension des boucles des filaments est affectéeo Les conditions de variation et les dimensions des boucles résultantes sont données dans le tableau I. Les dimensions des boucles sont comparées qualitativement parce qu'il est difficile de les classer numériquemento Toutefois, d'une manière générale, "ToPo" (très petites) signifie que la plupart des boucles ont une dimension inférieure à 0,5 mm., "P" signifie que la dimension prédominante des boucles est d'environ 0,4 à 0,75 mmo, "M" signifie que la dimension prédominante des boucles est de 0,5 à 1,5 mmo et "L" que la majeure partie des boucles ont plus de 1,5 mmo
TABLEAU I.
Effet exercé par les variations des conditions opératoires sur les dimen- sions des boucleso
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<tb>
<tb> A <SEP> B <SEP> G <SEP> D
<tb> Pression <SEP> du <SEP> gaz, <SEP> kg./cm2 <SEP> (mano) <SEP> 10,5 <SEP> 10,5 <SEP> 21 <SEP> 27,3
<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> fil, <SEP> m/min. <SEP> alimo <SEP> 49,4 <SEP> 28,3 <SEP> 49,4 <SEP> 49,4
<tb> Vitesse <SEP> de <SEP> bobinage, <SEP> m/mino <SEP> 36,5 <SEP> 16,5 <SEP> 33,8 <SEP> 32
<tb> Dimensions <SEP> des <SEP> boucles <SEP> L <SEP> M <SEP> P <SEP> T.P.
<tb>
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EXEMPLE 2.-
On utilise pour traiter le fil mat "Acèle" de 150 deniers, 100 filaments, retordage zéro, un appareil du type de celui de la Fige 1 mais en utilisant la buse de la Figo 9. Le fil est fourni au jet d'air à la vitesse de
19 m. environ par minute et rebobiné après traitement à la vitesse de 16,5 m. par minute, la vitesse de la broche étant de 5800 tours/mine de manière à fournir un retordage en Z de 9 tours par 25 mm. La pression manométrique d'air est de 0,35 kg/cm2 et la consommation d'air de 5,95 dm3 par minute. Le denier du fil terminé est de 175, sa ténacité de 0,71 et son allongement de
20,9 %.
Le fil non-traité à 8 spires en Z a un denier de 150, une ténacité de
1,2 et un allongement de 260
Exemple 3.-
On utilise pour le traitement d'un fil brillant en fibres acry- liques d'"Orlon" un appareil du type de l'exemple 1 mais avec la buse de la
Fig. 9 ; ce fil est de denier 200, à 80 filaments, retordage 0,32. Ce fil est envoyé dans le jet d'air à la vitesse de 25,10 m. par minute et rebobiné après traitement à la vitesse de 20,75 m./ mine environ, la vitesse de la broche étant de 4.700 to/mino de manière à faire 6 spires en Z par 25 mm.La pression d'air est de 1,05 kgo/cm2 et la consommation d'air de 7,35 dm3 par mi- nute. Le fil terminé possède un denier de 258, une ténacité de 1,98 et un al- longement de 17,6.
Le fil retordu en Z à 6 spires a un denier de 200, une ténacité de 4 et un allongement de 190 EXEMPLE 4.-
On utilise l'appareil du type de la Figo 1 avec la buse de la Figo 9 pour mélanger et traiter simultanément un fil de rayonne de viscose "Cordura" de 150 deniers, 60 filaments, retordage en S de 2 et un fil mat d'acétate de cellulose "Acèle" de 150 deniers, 40 filaments, retordage zéro.
Les deux fils sont déroulés à partir de bobines séparées et envoyés ensemble dans le jet d'air à la vitesse de 19,2 mo environ par minute. Le fil mixte traité est rebobiné à 16,45 mo par minute avec une vitesse de broche de 5820 tours/mino ce qui donne un retordage en Z de 90 La pression d'air est de 0,7 kg./cm2 et la consommation de 7,1 dm3 par minutée Le fil mixte terminé possède un denier de 342, une ténacité de 0,74 et un allongement de 12,7. Un mélange similaire qui n'a pas subi le traitement augmentant le volume a un denier de 300, une ténacité de 1927 et un allongement de 16%.
Dans les exemples 1 à 4 le traitement augmente le denier respectivement de 30 %, 16,7 %, 29 % et 14 %. C'est là une indication du degré de formation de circonvolutions dans les filaments mais cela ne reflète pas la surprenante augmentation de volume que ces circonvolutions donnent au fil en maintenant un espacement entre les fils. Cette augmentation est en général d'au moins 80 % pour le fil en bobines, ainsi que le montrent les deux exemples suivantso EXEMPLE 5.-
On utilise un appareil du type de la Figo 1 mais avec la buse de la Fig. 8 pour traiter un fil brillant en fibres acryliques d'"Orlon" de 75 deniers, 30 filaments, retordage en Z 0,3.
Le fil est envoyé au jet d'air à la vitesse de 49,3 mo par minute, traité au moyen d'air fourni sous une pression de 5,6 kg./cm2 et rebobiné après traitement à 41m par minute avec retordage en S de 3. Le fil est bobiné sur une bobine permettant une mesure précise du volume sous une tension de 20 grammeso Le volume du fil est de 3,3 ce. par gramme alors que le fil non-traité a un volume de 1,2 cco par gramme, soit une augmentation de volume de 175 %. Ce volume est nettement supérieur à celui des fils de fibranne par ailleurs comparableso EXEMPLE 6.
On utilise l'appareil du type de la Figo 1 mais avec la buse de
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la Figo 8 pour traiter un fil mat d'acétate de cellulose "Acèle" de 150 deniers, retordage zéro= On envoie simultanément deux de ces fils dans le jet d'air à la vitesse de 19,8 mo par minute, sous une pression d'air de 0,7 kg. / cm2 et on rebobine les deux fils associés à la vitesse de 16,45 m. par minute avec retordage en Z de 8 sous une tension de 68 go Le volume du fil est de 2 cc./ go alors que celui du fil non-traité est de 1,1 cc./g., soit une augmentation de volume de 82%, en dépit de la forte tension exercée sur le fil.
Le but du traitement du fil suivant l'invention étant d'améliorer les propriétés des tissus dans lesquels il entre, la manière la plus pratique de montrer l'augmentation de volume obtenue est d'opérer sur les tissus.
EXEMPLE 7.-
On fabrique des tissus croisés 2 x 2 au moyen de fil de rayonne de viscose à filament continu, non-traité, à partir du fil volumineux produit par traitement de ce fil conformément à l'invention et à partir d'un fil de fibranne obtenu par filage de filaments coupésLe tableau II donne les résultats de la comparaison de ces tissuso Le volume est mesuré par la méthode A.S.T.M. D-76-49 sous une pression de 0,21 kgo/ cm2, à l'appareil Ames.
TABLEAU II.
Comparaison des tissus tissés au moyen des trois fils de rayonne de viscose.
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<tb>
<tb>
Type <SEP> de <SEP> Denier <SEP> Décompte <SEP> Epaiso <SEP> Poids <SEP> en <SEP> Volume
<tb> fil <SEP> du <SEP> tissu <SEP> en <SEP> mm. <SEP> g. <SEP> par <SEP> en <SEP> cc./g <SEP>
<tb> @ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> @ <SEP> m2.
<tb>
Nontraité <SEP> 300 <SEP> 63 <SEP> x <SEP> 60 <SEP> 0,33 <SEP> 171 <SEP> 1,9
<tb> Traité <SEP> 340 <SEP> 64 <SEP> x <SEP> 68 <SEP> 0,53 <SEP> 203,1 <SEP> 2,6
<tb> Fibranne
<tb> filé <SEP> 313 <SEP> 68 <SEP> x <SEP> 62 <SEP> 0,49 <SEP> 192,9 <SEP> 2,6
<tb>
EXEMPLE 8.
On fabrique des tissus unis de décompte comparable au moyen d'un fil à filament continu de fibres acryliques "Orlon", non-traité, à partir de fil volumineux obtenu par traitement de ce même fil de la manière décrite dans les exemples précédents et d'un fil de fibranne obtenu par filage de fibres coupées. On détermine le volume du tissu par la méthode A.S.T.M. D-76-49, sous une pression de 0,21 kg./cm2, à l'appareil Ames. Le tableau donne la comparaison des résultats.
TABLEAU III.
Comparaison de tissus tissés au moyen des trois fils dif- férents en fibres acryliques "Orlon".
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<tb>
<tb>
Type <SEP> de <SEP> Denier <SEP> Décompte <SEP> Epais. <SEP> Poids <SEP> en <SEP> Volume
<tb> fil <SEP> du <SEP> tissu <SEP> en <SEP> mm. <SEP> g./m2 <SEP> en <SEP> cc/g.
<tb>
Non-traité <SEP> 100 <SEP> 81 <SEP> x <SEP> 72 <SEP> 0,152 <SEP> 72,4 <SEP> 2,1
<tb> Traité <SEP> 125 <SEP> 80 <SEP> x <SEP> 64 <SEP> 0,381 <SEP> 80,6 <SEP> 4,8
<tb> Fil <SEP> de
<tb> fibres <SEP> en
<tb> vrac <SEP> 133 <SEP> 93 <SEP> x <SEP> 60 <SEP> 0,317 <SEP> 113,4 <SEP> 2,8
<tb>
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Les résultats des exemples 7 et 8 montrent la supériorité marquée du volume des tissus tissés au moyen du fil suivant l'invention comparative- ment aux tissus faits. de fil ordinaire à filament continu. D'une manière géné- rale l'augmentation de volume est d'au moins 30 %, dans les conditions sévè- res décrites. Les résultats montrent également que le fil volumineux peut être égal, sinon nettement supérieur, au fil de fibranne à cet égard. La Fig. 10 montre la manière dont sont espacés les filaments.
On plonge un tissu en fil volumineux dans le méthacrylate de méthyle et on polymérise le monomère de manière à maintenir les filaments en positiono On coupe alors dans le tissu une lame transversale d'une épaisseur de 50 microns. Cette lame est trop mince pour que les circonvolutions des filaments soient directement visibles mais la reproduction d'une microphotographie de la lame suivant la Fig. 10 montre clairement l'espacement des filaments que provoquent ces circonvolutions.
Les intersections des boucles avec le plan de la coupe apparaissent en points de forme irrégulièreo
On peut préparer un fil volumineux par le procédé suivant l'invention à partir de fibres textiles continues quelconques quelle que soit leur origineo Toutefois les circonvolutions des filaments étant maintenues en place par les filaments contigus, le procédé ne réussit qu'avec les fils à filaments multipleso Le nombre minimum de filaments que l'on peut traiter de manière sa- tisfaisante pour obtenir un fil volumineux varie avec la fibre et dépend de facteurs tels que le caractère lisse de sa surface, le denier par filament et le module de courbure,
mais toutes les matières sous forme de plusieurs filaments continus désignés par le terme de "fil" dans le commerce des textiles peuvent être préparées sous cette forme volumineuse. Le procédé décrit a été appliqué avec succès à la production de fils volumineux à partir d'une grande variété de fibres du commerce, comme l'indique le tableau IV. La matière première est désignée dans ce tableau par des nombres indiquant le denier du fil, le nombre de filaments et le retordage en tours pour 25,4 mm., éventuellement le type de spire, enfin la désignation commerciale. Le "nylon" est la polyhexaméthylène adipamide et le "polythène" l'éthylène polymérisé.
L'"Orlon", l'"Acèle" et le "Dacron" sont des marques déposées par E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY respectivement pour les fibres acryliques, d'acétate de cellulose et de polyesterso Le "Vinyontl N est un copolymère de chlorure de vinyle et d'acrylonitrile produit par la Union Carbide and Carbon Corporation, le "Fortisan" est une rayonne à haute ténacité régénérée par saponification d'acétate de cellulose et produite par la Celanese Corporation of America.
"Fiberglas" est un verre filé produit par l'Owens Corning Fiberglas Corporration. Dans les exemples du tableau IV on a fait usage de la buse de la Figo 8 à la pression manométrique d'air indiquée, en kgo/cm2. La consommation d'air est donnée en décimètres cubes par minute sous 760 mm. et 21 C. La vitesse du fil est en mètres par minute.
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TABLEAU IV.
Préparation de fils volumineux à partir de diverses matières.
EMI10.1
<tb>
<tb>
Ex. <SEP> Matière <SEP> première <SEP> Vitesse <SEP> du <SEP> fil <SEP> Press. <SEP> Cons. <SEP> Denier
<tb> n <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> Alimen. <SEP> Bobine <SEP> d'air <SEP> d'air <SEP> final
<tb> 9 <SEP> (70-34-1/2ZoNylon) <SEP> 45,7 <SEP> 32 <SEP> 3, <SEP> 65 <SEP> 19,25 <SEP> 286
<tb>
EMI10.2
150-40-0-l'Acèle)
EMI10.3
<tb>
<tb> 10 <SEP> (70-34-l/2Z.Nylon).
<SEP> 45,7 <SEP> 37,5 <SEP> 3,65 <SEP> 19,25 <SEP> 169
<tb> (75-30-O.Ray.de
<tb> viscose)
<tb>
EMI10.4
11 (70-34-1/2Z.Nylon) 75 60,3 3,65 18,7 161 75-30-O.Ray.visc.) 12 (70-34-1/2Z."Dacron") 45,7 34,7 3,37 33,97 80 13 ±0-34-1/25"Dacron" 28,3 23,7 3,65 24,91 50 14 ±0-34-1/25"Dacron" 22,8 17,3 3,44 35 54 15 (40-34-1/2Se"Dacron") 21,9 16,4 3,5 35,38 247 (150-40-Ot"Acèle")
EMI10.5
<tb>
<tb> 16 <SEP> (40-13-1/22.Nylon) <SEP> 21,9 <SEP> 16,4 <SEP> 3,5 <SEP> 35,38 <SEP> 240
<tb>
EMI10.6
150-±0-0."Acèle")
EMI10.7
<tb>
<tb> 17 <SEP> (40-13-1/2ZoNylon) <SEP> 137 <SEP> 102,4 <SEP> 3,5 <SEP> 20 <SEP> 212
<tb>
EMI10.8
(150-40¯0.'tAcèle)
EMI10.9
<tb>
<tb> 18 <SEP> 40-13-1/2Z. <SEP> Nylon <SEP> 45,7 <SEP> 32,9 <SEP> 2,8 <SEP> 30,00 <SEP> 46
<tb>
EMI10.10
19 300-$0-0. tAcèle' 43,8 37,5 3,5 33,4 359
EMI10.11
<tb>
<tb> 20 <SEP> 300-50-0.
<SEP> Rayonne <SEP> 43,8 <SEP> 37,5 <SEP> 3,5 <SEP> 33,4 <SEP> 345
<tb> de <SEP> vise.
<tb>
EMI10.12
21 300-L0-0$3ZattOrlone' 43,8 37,5 3,5 33,4 354 22 280-136-1/2Z.Nylon 43,8 37,5 3,65 33,68 340 23 289-136-1/2zo"Dacron" 43,8 3$s4 4,25 35,38 301 24 (lao-6o-0e Ray.visco) 34,7 23,8 4,78 36,23 319 150-40-0a "Acèlet) 25 (70-34-1/2Z.Nylon) 34,7 z3,$ 4,7$ 39,06 203 (loo-60-0oRay<viseo) 26 (lOO-40-0,3ZoIl0rlon") 34,7 23,8 4,78 36,23 243 100-60-O.Ray.visc.) 27 (lao-60-oiRayavisca) 34,7 23,8 4,78 36,23 201
EMI10.13
<tb>
<tb> 70-34-1/2Z <SEP> . <SEP> "Dacron")
<tb> 28 <SEP> Soie <SEP> de <SEP> Chine <SEP> brute <SEP> 19,2 <SEP> 17,3 <SEP> 5,34 <SEP> 37,97 <SEP> 149
<tb>
EMI10.14
29 130-l60-3Z."Vinyon" 21,9 1694 3,5 34,25 164 30 g0-0-3Z.
fFortisan" 1$, 9 15,5 3,02 31,42 106
EMI10.15
<tb>
<tb> 31 <SEP> 108-600 <SEP> Caséine <SEP> 19,2 <SEP> 16,4 <SEP> 3,5 <SEP> 26,3 <SEP> 130
<tb>
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
<tb>
<tb> Ex. <SEP> Matière <SEP> première <SEP> Vitesse <SEP> du <SEP> fil <SEP> Presso <SEP> Cons. <SEP> Denier
<tb> n <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> Alimen. <SEP> Bobine <SEP> d'air <SEP> d'air <SEP> final
<tb> 32 <SEP> 110-115. <SEP> "Fiberglas" <SEP> 19,2 <SEP> 18,3 <SEP> 4,9 <SEP> 36,80 <SEP> 112
<tb> 33 <SEP> 66-20-7z. <SEP> "Polythène" <SEP> 192, <SEP> 16,4 <SEP> 2,88 <SEP> 30,29 <SEP> 76
<tb>
Les avantages que présente invention sont nombreux. Le fil volu- mineux possède les propriétés intéressantes des fils filés à l'aide de fibran- ne sans qu'il soit nécessaire de couper les filaments continus en fibranne puis de reconstituer le fil à l'aide de cette fibranne.
Sa préparation est simple et économique par un procédé ne demandant que peu d'appareillage et se fait directement à partir du faisceau de filaments continus produit au départ dans l'industrie des fibres artificielleso Le fil volumineux est supérieur au fil de fibranne dans bien des cas par suite de l'absence d'extrémités libres.
On peut toutefois lui donner l'apparence du fil de fibranne à cet égard, si on le désire, en coupant ou grillant les boucles en saillie du filament de manière à créer des extrémités libres. Les tissus faits de fil volumineux sont d'un toucher généralement plus raide que les tissus faits en matière corres- pondante sous forme de fibranne, ce qui les rend plus propres à l'usage dans les draperies, les vêtements, pardessus, etcoo
Ce fil est suffisamment régulier pour être aisément traité dans les machines textiles et donner des tissus extrêmement réguliers sans sacrifier le volume ou 1?enchevêtrement caractéristique des fibres comme c'est le cas de certains fils crêpés mécaniquement dont la structure est trop régulière.
Ce fil a été appliqué sans difficulté au tissage automatique et au tricotage automatiqueo L'augmentation du caractère protecteur du tissu fait à l'aide de ce fil permet de fabriquer une plus grande quantité de tissu à partir d'un même poids de fil et de plus, en augmentant le champ d'application des fibres artificielles, il permet de remplacer par elles, dans maints usages, des fibres plus coûteuses ou plus rareso
Un autre avantage du procédé est la possibilité d'associer des filaments de denier extrêmement fin en gros fils légers, d'un aspect très régulier, ce qui est irréalisable avec le fil de fibranne. On peut traiter simultanément plusieurs sortes de filaments pour créer un fil présentant un mélange intéressant de caractéristiques de fibres.
L'impulsion intermittente du multifilament en cours de traitement est applicable à la production d'un fil nouveau présentant alternativement des zones lisses et gonflées, suivant le procédé décrit.
La simplicité de ce nouveau procédé permet de l'appliquer à un point quelconque de la fabrication ou du bobinage des fils sans modifier le cours normal de la fabrication et à l'aide d'un faible supplément de matériel. Il présente en outre d'autres avantages tels qu'une faible surveillance, peu d'entretien en raison de son absence de pièces en mouvement et de ce qu'il ne comporte pas de réglage de la température et de l'humidité.
La présente invention n'est naturellement pas limitée aux exemples et modes de mise en oeuvre particuliers décrits qui sont susceptibles de nombreuses variantes sans qu'on s'écarte pour autant de son cadre et de son esprit.
REVENDICATIONS.
1. Fil volumineux caractérisé en ce qu'il est formé de plusieurs filaments sensiblement continus présentant individuellement des spires, boucles et circonvolutions disposés à intervalles irréguliers sur leur longueur.
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