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La présente invention concerne des perfectionnements et des modifications aux procédés.de torsion et de crêpage de filaments textiles décrits dans .le brevet principal n 549.640.
Le brevet principal décrit, entre autres., un procédé pour donner une fausse torsion à un filament textile en mouvement, dans lequel le filament est amené à s'appuyer sur, et à recevoir le mouvement de rotation de la surface périphérique intérieure d'une extrémité, au moins, d'un tube de torsion en rotation et d'un côté de l'axe de celui-ci. La surface intérieure du tube, au moins à son extrémité qui entre en contact avec le fil, est composée d'une matière non abrasive ayant un coefficient élevé de frottment sur le filament.
Un tel procédé de fausse torsion peut être avantageuse- ment applioué si le filament est thermofixé pendant qu'il est à
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,,état de haute torsion, au crêpage de filaments thermoplastiques tels que le nylon, conformément au brevet principal.,
Il est dit dans le brevet principal que dès que le tube de torsion tourne à une vitesse angulaire minimum donnée, ou plus élevée, le nombre de tours de torsion par pouce (l pouce = 25,4 mm) donnée au fil multifilamentaireest peu affecté par les variations de la tension d'entrée ou de la vitesse du fil, ou par les varia- tions de la vitesse du tube au-dessus de la vitesse critique,Cette vitesse angulaire minimum peut être calculée pour tout nombre donné de tours de torsion par pouce et pour un denier donné de filament textile.
On a découvert à présent que bien que ceci soit vrai dans l'ensemble, il existe une relation entre la vitesse du filament, la vitesse de la partie de la surface périphérique intérieure' du tube avec laquelle le filament entre en contact et les tensions d'entrée et de sortie du filament, d'une part, et le nombre de tours de torsion par pouce, d'autre part, pour n'importe quelle dimension donnée du tube et n'importe quels angles d'entrée et de sortie donnés qu'il fait avec le filament. Suivant cette relation, le rapport de la vitesse du filament à la vitesse péri- phérique de la partie du tube avec laquelle le filament vient en contact a une valeur optimum; c'est-à-dire que pour une certaine valeur de ce rapport, le nombre de tours de torsion par pouce que reçoit le filament présente un maximum.
Ceci est dû évidemment, aux effets complexes du frottement entre le filament et la surface périphérique intérieure du tube résultant du mouvement d'avancement du filament et du mouvement transversal relatif de la surface du tube.
Si le rapport précité a une valeur inférieure à son opti- mum, il sera nécessaire, pour obtenir le nombre voulu de tours de torsion par pouce, d'avoir une tension d'entrée plus élevée que celle convenant au fixage efficace du filament à l'état de haute torsion. Pour obtenir les meilleurs résultats de fixage thermique
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il est désirable de laisser rétrécir quelque peu le filament au cours du fixage thermique, par exemple d'au moins 2%, et de' préfé- rence d'au moins 3%, et un tel rétrécissement ne peut normalement se produire dans des filaments, de nylon par exemple, que si la tension du filament est faible, c'est-à-dire de l'ordre de 0,2 g par denier, ou moins, dans les conditions normales du fixage thermi- que d'un tel filament en mouvement.
Les conditions (c'est-à-dire la température et la durée du chauffage et d.u refroidissement) du fixage thermique efficace d'un filament textile en mouvement dépen- dent de la nature et du denier du filament, de la nature des milieux de chauffage et de refroidis'sement et de la vitesse du filament de même que de la quantité de contraction permise au cours du traitement de fixage dans son ensemble.
Si le rapport des vitesses précité a une valeur dépassant sensiblement la valeur optimum, par exemple 0,9 ou plus, non seulement le nombre de tours de torsion par pouce n'est pas aussi grand que celui qui pourrait être atteint, mais de plus, par suite du facteur multiplicateur de tension accru, la tension de sortie (la vitesse d'appel du filament restant constante) aura une valeur susceptible de provoquer une usure exagérée de la surface du tube de torsion entrant en contact avec le filament.
La découverte concernant la valeur optimum du rapport mentionné ci-dessus permet de réaliser un compromis satisfaisant entre les nécessités contradictoires du facteur de torsion requis pour obtenir les déformations de crêpage nécessaires et les condi- tions requises pour fixer efficacement ces déformations.
La valeur du rapport correspondant aux conditions ootima du crêpage de fils multifilamentaires de nylon suivant la présente invention, se trouve dans le voisinage de 0,8. Cependant, comme la valeur de la tension de sortie s'accroît sensiblement proportionnel- lement à la valeur du rapport des vitesses, (la vitesse d'appel des filaments restant constante), il est désirable d'opérer seule- ment avec le rapport optimum pour les fils de denier:: relativement
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bas (par exemple jusqu'à 70 deniers), étant donné que la valeur de la tension de sortie devient trop élevée pour un crêpage satis- faisant lorsqu'on opère à un rapport de vitesses optimum et avec une tension d'entrée de 0,2 g par denier avec des fils de deniers relativement élevés.
Dans ce dernier cas, un rapport de 0,54 produit les meilleurs résultats dans toutes les circonstances. On peut affirmer, par conséquent, que pour des filaments textiles comme défini dans le brevet principal'auxquels la présente invention se rapporte exclusivement, la valeur du rapport des vitesses doit être d'au moins 0,50, et de préférence 0,8 pour des fils multifi- lamentaires de nylon dont le denier va jusqu'à 70, lorsque la tension d'entrée est. de l'ordre de 0,2 g par-denier, ou une tension choisie de manière à permettre un rétrécissement sensible par exemple 3%, du filament au cours du fixage, sans nuire à la stabilité du mouvement des filaments.
Des fils multifilamentaires ou câbles allant jusqu'à 840 deniers peuvent recevoir avec succès une fausse torsion suivant la présente invention, bien que le denier des filaments crêpés normalement requis soit beaucoup moins élevé.
La présente invention comprend donc un procédé pour communiquer une fausse torsion à un filament textile en mouvement, dans lequel le filament est amené à s'appuyer sur, et à recevoir le mouvement de rotation de la surface périphérique intérieure d'u- ne extrémité, au moins, d'un tube de torsion en rotation, d'un côté de l'axe de celui-ci, la surface intérieure du tube à cette extrémité au moins, étant composée d'une matière non abrasive ayant un coefficient élevé de frottement sur le filament, et dans lequel le rapport de la vitesse du filament à la vitesse superfi- cielle de la partie de la surface périphérique intérieure du tube avec laquelle le filament vient en contact n'est pas inférieur à 0,5.
La présente invention comprend également un procédé pour crêper un filament textile thermoplastique auquel on donne une fausse torsion conformément au procédé précité et on chauffe
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suffisamment des parties successives du filament qui sont à l'état de haute torsion pour y fixer la torsion, tandis qu'on laisse rétrécir le filament d'une quantité sensible, on refroidit ensuite les parties successives du filament à torsion fixée avant son détordage et on détord le filament et on l'envide ensuite sous faible tension.
Les exemples suivants visent à montrer plus clairement la relation entre les divers facteurs auxquels on s'est référé plus haut, les valeurs des facteurs pour les conditions opération- nelles optima dans le crêpage de fils multifilamentaires de nylon de divers deniers.
EXEMPLE 1. - .Le tube de torsion utilisé dans cet exemple, et les exemples suivants, est un tube comme décrit dans le brevet princi- pal et représenté aux dessins qui y sont annexés, ayant une surface intérieure en forme de coussinet, composée de caoutchouc naturel chargé de carbon blaelc, et ayant les dimensions suivantes:
(1) Longueur du coussinet- 1/5 pouce (31,7 mm) (2) Diamètre intérieur de la portion cylindrique du coussinet- 5/8 pouce (15,9 mm) . @ (3) Epaisseur du coussinet -.7/16 pouce (11,1 mm) (4) Rayon de courbure des ex- trémités du coussinet - 7/16 pouce (11,1 mm) On conduit un'fil de nylon à dix filaments de 30 deniers d'un enrou- lem'ent d'alimentation à un dispositif de tension addition qui applique une tension de 6 g (0,2 g par denier) comme tension d'en- trée, au fil atteignant le tube de tension qui tourne à 2. 000 tours par minute.
Entre le dispositif de tension et le tube de torsion, le fil passe par un dispositif de chauffage à l'infra-rouge qui a pour but de thermofixer le fil à l'état de haute torsion, un espace d'environ 6 pouces (15,2 cm) étant prévu entre l'extrémité du dispositif de chauffage et le tube de torsion pour permettre au fil chaud de se refroidir suffisamment pour atteindre une températu-
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re inférieure à sa température de plasticité. Le dispositif de chauffage à l'infra-rouge est du type dans lequel l'élément de chauffage (une résistance électrique) est placé le long d'un foyer d'un tube de réflexion elliptique et le fil passe le long de l'autre foyer du tube. La température d'un thermocouple en équili- bre dans la trajectoire du fil dans le tube est de 242 C.
Le fil est tiré au travers du tube de torsion à 265 pieds par minute (80,8 m/min) par un rouleau placé de l'autre côté du tube de torsion par rapport au tube de chauffage, le fil étant enroulé deux fois autour du rouleau et le fil est forcé d'entrer dans une extrémité du tube de torsion suivant une trajectoire dont la projection forme un'angle de 85 avec la projection de l'axe du tube (un angle d'au moins 80 étant préféré suivant l'invention), pour qu'il reste,en se déplaçant,en contact ferme et constant avec la surface périphérique intérieure du coussinet en caoutchouc d'un côté de l'axe de celui-ci, sans qu'il ait tendance à sauter, et pour qu'il quitte le tube de torsion suivant une trajectoire sous un angle de 65 , défini de manière semblable.
La tension du fil entre le tube de torsion et les rouleaux d'appel est de 22 g.
Entre les rouleaux d'appel et son envidage, le fil est détendu, 'de manière que l'envidage ait lieu sous faible tension. Dans ces conditions optima, lorsque le rapport des vitesses (vitesse du fil à vitesse superficielle de la périphérie intérieure du coussinet) est de 0,81, la torsion donnée au fil est de 131 tours par pouce, et on laisse se contracter le fil de 3,5% entre les rouleaux d'appel et le dispositif de tension.
EXEMPLES 2 à 5.-
Pour la facilité, ces exemples sont présentés sous forme de tableau. L'appareil est semblable à celui décrit dans l'exemple
1, et ces exemples montrent les conditions variables dans des procédés semblables à celui de l'exemple 1 pour des fils de nylon de deniers croissants crêpésà 265 pieds par minute (80,8 m/min).
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On constatera que la température du tube de fixage est accrue.en même temps que le denier et que les conditions sont toujours . choisies pour que le fil puisse se contracter d'au moins 3%.
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EMI8.1
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Exemple <SEP> Denier <SEP> et <SEP> Vitesse <SEP> du <SEP> fil <SEP> Rapport <SEP> Vitesse <SEP> Tension <SEP> Tension <SEP> % <SEP> de <SEP> Tempéra- <SEP> Nombre
<tb> n <SEP> nombre <SEP> de <SEP> pieds <SEP> par <SEP> des <SEP> angulai- <SEP> d'entrée, <SEP> de <SEP> sor- <SEP> rétré- <SEP> tures <SEP> de <SEP> de
<tb> filaments <SEP> minute <SEP> vitesses <SEP> re <SEP> du <SEP> grammes <SEP> tie, <SEP> cisse- <SEP> thermo- <SEP> tours <SEP> de
<tb> tube, <SEP> grammes <SEP> ment <SEP> fixage <SEP> torsion
<tb> tours/ <SEP> dans <SEP> la <SEP> par
<tb> minute <SEP> trajec- <SEP> pouce <SEP> - <SEP>
<tb> toire <SEP> du <SEP> (25,4mm)
<tb> fil, C
<tb> 2 <SEP> 45/15 <SEP> 265 <SEP> (80,8 <SEP> m/min) <SEP> 0,81 <SEP> 2000 <SEP> 8 <SEP> 30 <SEP> 3,3 <SEP> 250 <SEP> 105
<tb> 3 <SEP> 60/20 <SEP> 265 <SEP> (80,8 <SEP> m/min) <SEP> 0,81 <SEP> 2000 <SEP> 12 <SEP> 42 <SEP> 3,
4 <SEP> 255 <SEP> 101
<tb> 4 <SEP> 100/34 <SEP> 265 <SEP> (80,8 <SEP> m/min) <SEP> 0,54 <SEP> 3000 <SEP> 20 <SEP> 42 <SEP> 4,2 <SEP> 270 <SEP> 72
<tb> 5 <SEP> 150/50 <SEP> 265 <SEP> (80,8 <SEP> m/min) <SEP> 0,54 <SEP> 3000 <SEP> 30 <SEP> 66 <SEP> 4,0 <SEP> 290 <SEP> 57
<tb>
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Bien qu'une vitesse de fil de 265 pieds/minute (80,8 m/min) soit donnée ci-dessus à titre d'exemple,des vitesses de 1.000 pieds minute (305 m/min, environ) et plus sont possibles suivant l'invention.