La présente invention concerne un procédé d'étirage à �haud d'objets moulés, tels que des fils ou des cordons, en superpolymères synthétiques linéaires.
L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé d'étirage à chaud de fils et de cordons assez épais ainsi
que de rubans, pour obtenir des fils de haute résistance présentant un caractère d'orientation marqué.
Au cours de la fabrication d'objets moulés tels que
des fils, des cordons et des rubans en superpolymères linéaires synthétiques, il est connu de soumettre ces objets, après l'opération de filage, qui peut s'effectuer à partir de la matière fondue ou dissoute, à un étirage allant souvent jusqu'à plusieurs fois la longueur primitive, pour donner à ces objets des qualités intéressantes, telles qu'une forte résistance à la rupture et un allongement de rupture pas trop élevé.
Jusqu'à présenta l'étirage s'effectuait par passage des objets à étirer, par exemple un ou plusieurs fils, sur deux rouleaux dont le premier présente une vitesse périphérique inférieure à celle du second. Par des mesures appropriées-, en veille à ce que le fil ne puisse glisser ou déraper sur les rouleaux. On peut par exemple faire passer le fil plusieurs fois autour des rouleaux en utilisant, le cas échéant, un galet dit de dépôt, ou utiliser, au lieu d'un seul rouleau, des paires
de rouleaux ou des systèmes à trois rouleaux, les rouleaux de
la paire ou des systèmes étant appliqués les uns contre les autres par des moyens appropriés, de façon à serrer le fil pendant son passage. Le rapport des vitesses périphériques du rouleau d'entrée et du rouleau étireur détermine le degré d'étirage désiré. Dans de nombreux cas. un tel étirage s'effectue à la température ordinaire. Mais dans d'autres cas, par exemple lorsqu'il s'agit d'étirer des objets en téréphtalate de polyéthylèneglycol, le procédé ne peut pas se dérouler à la température ambiante ou seulement à une vitesse si réduite qu'il ne donne pas un résultat suffisant. On obtient toutefois de bons résultats
si on effectue l'étirage des objets non pas à la température ambiante mais à une température assez élevée. Il ne suffit pas alors de produire l'étirage à chaud en disposant entre les rouleaux d'entrée et d'étirage un élément chauffant, par exemple une plaque chauffante, le long de laquelle on fait défiler le fil ou l'objet, ou encore un canal dans lequel on échauffe le fil à étirer par de l'air chaud ou de la vapeur d'eau, ou encore un bain liquide chaud dans lequel on fait passer le fil. Il s'est avéré que ce mode opératoire ne permettait d'atteindre que des degrés d'étirage relativement faibles car le fil est
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leau d'entrée, par conséquent, avant de rencontrer l'élément chauffant et de prendre la température nécessaire à l'étirage. Les tensions d'étirage correspondant à de hauts degrés d'étirage atteignant des valeurs tellement élevées que le fil encore froid commence déjà à s'étendre d'une manière si intense qu'il en résulte un fluage de la matière constituât le fil ou l'objet, fluage qui entraîne de fréquentes et très gênantes ruptures du fil. Un grand rapport d'étirage est pourtant nécessaire lorsqu'on veut obtenir des résistances de ruptures élevées.
Il faut donc échauffer le fil avant de lui appliquer toute la tension d'étirage et on connaît déjà plusieurs modes opératoires conçus dans ce but. Un procédé connu, illustré par <EMI ID=2.1> par exemple à faire passer le fil ou l'objet quittant le rouleau - d'entrée a sur une barre fronde et fixe)autour de laquelle il
est enroulé une ou plusieurs fois, ''la barre étant chauffée d'une manière usuelle à une température suffisamment élevée. Sur la barre, le fil subit un freinage, c'est-à-dire que la tension
dans le fil avant qu'il atteigne la barre, donc entre le rouleau d'entrée a et la barre h, est inférieure à la tension lorsqu'il quitte la barre chaude, c'est-à-dire entre la barre b et le rou-
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ment à la température nécessaire à un déroulement convenable de l'étirage, tandis qu. 'en même temps la tension d'étirage qui s'exerce sur lui croît.
L'utilisation d'une barre chauffée comme organe de freinage et de chauffage a donné de bons résultats, avec des objets relativement minces,en particulier des fils de faible titre "Elle ne convient pas toutefois lorsque les fils ont un titre assez élevé ou lorsqu'il s'agit d'objets d'assez forte épaisseur.
La demanderesse a trouvé que l'on pouvait éviter ces inconvénients de l'étirage à chaud d'objets en superpolymères linéaires, en particulier de fils assez forts, c'ést-à-dire d'un
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d'un dispositif de freinage et de chauffage simultanés des fils, dispositif constitué d'au moins deux barres chauffées,.dispo-
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lement produisant un chauffage des objets de tous côtés.
La figure 2 montrera titre d'exemple)un mode de réalisa- <EMI ID=6.1>
pérature de chauffage des barres est d éterminée par la composition du fil à étirer. On utilise par exemple des températures de
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des températures de 90 à 1300 pour des fils de poly-propylène.
Si on enroule autour d'une barre simple b, comme représenté sur la figure 1, un fil assez fort, ce fil n'est pas unir formément chauffé sur toute sa section car le temps de son passage sur la barre n'est pas suffisant. En augmentant le nombre des tours du fil autour de la barre chauffée, on ne parvient pas à écarter.cet inconvénient, car l'effet de freinage sur la barre dépasserait alors la valeur admissible. Ce n'est qu'en'utilisant, selon l'invention, au moins deux barres chauffées qu'entoure le fil, à la manière représentée sur les figures 2 et 4 que le fil se trouve chauffé d'abord d'un côté, puis de l'autre.
La longueur du tour ou de la partie du tour que le fil effectue autour de chacune des barres et, par conséquent, l'adaptation du freinage et du chauffage; peuvent être réglées de toute manière voulue en montant les barres de telle sorte que l'on puisse les dépla-
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vention peut être adapta simplement à toutes les conditions, c'est-à-dire au degré d'étirage désiré compte tenu de la composition et du titre du fil à étirer. Par un choix approprié du diamètre des barres chauffées, on peut faire varier largement le temps de chauffage sans modifier de manière appréciable l'effet de freinage. L'utilisation de barres de diamètre particulièrement grand accroît le temps de chauffage. La section des barres peut être circulaire en forme de rein ou de toute autre forme ronde mais différente de la forme circulaire. ;
Il est souhaitable dans la plupart des cas de produire, l'étirage des fils ou des objets à une vitesse aussi élevée que' possible. Lorsqu'on accroît la vitesse, il peut toutefois 'arriver
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sur les barres chauffées qu'il en résulte une tension excessive.du fil entre les barres de freinage et le rouleau d'étirage. Si l'on veut s'opposer à cet effet en modifiant l'angle de contact du fil sur les barres, la durée de chauffage du fil ou des objets se trouvera simultanément réduite, ce qui est justement indési-
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menter la vitesse d'étirage sans provoquer ces inconvénients en remplaçant les barres fixes par un nombre, égal de rouleaux tournants qui sont chauffés également de l'intérieur, selon un procédé connu, et qui sont entraînés à des vitesses périphériques inférieures ou tout au plus légèrement supérieures à celles du rouleau d'entrée. Les rouleaux ont de préférence des vitesses périphériques égales ou sensiblement égales, réglées de telle sorte que,d'une part, la force de frôlement qui produit le freinage n'entraîne pas une tension excessivement élevée du fil, et,
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posées par la matière �t le degré d'étirage désiré, régler la vitesse périphérique de ces rouleaux chauffés au quart, à la moitié ou au deux tiers de la vitesse périphérique du rouleau
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chauffés égale à celle du rouleau d'entrée, il ne se produit plus de glissement du fil ou des objets sur les surfaces des rouleaux, le fil restant en repos sur les surfaces des rouleaux pendant leur rotation. Les rouleaux chauffés continuent toutelois à remplir leur rôle dans le fait qu'ils préservent la partie froide du fil de la tension d'étirage élevée. Uans des buts
n
particuliers, il s'est révélé avatageux de choisir une vitesse périphérique des rouleaux chauffés très peu supérieure, par
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ainsi à mainenir constamment tendus les fils ou les objets entre le rouleau d'entrée et les rouleaux chauffés, sans toutefois provoquer un allongement suffisant pour que se produisent les phénomènes indésiraoles, cités plus haut, de fluage de la matière froide avec ses conséquences fâcheuses.
On peut évidemment utiliser, au lieu du rouleau d'étirage
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Lorsqu'on utilise selon l'invention les rouleaux chauffés décrits plus haut, il est de peu d'importance que ces rouleaux soient, entraînés par un dispositif externe à une vitesse appropriée ou qu'ils soient entraînés par le fil ou les objets à étirer. Précisément, les fils assez forts et les objets assez forts,auxquels la présente invention s'applique avec le plus d'intérêt, sont particulièrement appropriés à assurer l'entrainement des rouleaux sans qu'il en résulte une contrainte excessive. L'effort de freinage nécessaire peut être produit par un dispositif de freinage connu quelconque agissant sur les rouleaux ou sur leurs axes, de préférence un dispositif permettant de régler la vitesse de freinage.
Les exemples suivants s oit donnés à titre purement indicatif et ne limitent nullement la portée de l'invention.
EXEMPLE 1
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élémentaires en téréphtalate de polyéthylène-glycol est amené
à un rouleau d'entrée muni d'un rouleau de déport et enroulé 5 fois autour de ces rouleaux afin d'éviter le glissement. Le fil passe ensuite en S autour de deux barres chauffées de 60 mm de diamètre (figure 2), l'angle total de contact sur les deux bar-
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poli superficiellement. Intérieurement,ces barres sont parcourues par de l'eau fournie,à 95[deg.]/par un dispositif thermostatique.
La température superficielle des barres atteint 91[deg.]. Le fil est ensuite amené �ur un rouleau d'étirage équipé également d'un rouleau de déport et enroulé six fois autour de ces rouleaux.
De là, le fil est emmagasiné sur une bobine. La vitesse périphérique du rouleau d'entrée est de 150 m par minute, celle du rouleau d'étirage est de 660 m par minute, ce qui donne donc un rapport d'étirage de 1:4,4. L'étirage a lieu sans rupture du fil. On obtient un fil d'un titre de 200 deniers dont la résistance est de 6,5 g par denier et l'allongement de rupture de
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téréphtalate de polyéthylène-glycol. Le fil à étirer passe d'abord sur une paire de rouleaux a-b, dont le rouleau a, garni de caoutchouc, est mobile et appliqué d'une manière usuelle contre le rouleaux en acier b dont l'axe est fixe, ceci pour éviter un glissement du fil. Le fil fait ensuite un tour et demi autour
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puis parvient au bouleau d'étirage d relié fixement au rouleau d'entrée d et coaxial avec celui-ci,de sorte que les vitesses périphériques des rouleaux, qui définissent le rapport d'étirage, sont dans le rapport de leurs diamètres. Les diamètres des
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trois fois autour du rouleau d et d'un rouleau de déport e�puis est envoyé à un dispositif de bobinage. Si on utilise seulement une barre simple c, il n'est pas possible, par exemple, d'étirer sans inconvénient au moyen du dispositif représenté sur la <EMI ID=21.1> de téréphtalate de polyéthylène-glycol. On atteint des vitesses d'Entrée de 12 m par minute au maximum et par conséquent des
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le fil se rompt fréquemment. Par contre, on peut étirer dans le même rapport, avec la même vitesse et le même succès qu'à l'exemple 1, si l'on remplace la barre simple c par trois barres métal-
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quent la durée de chauffage du fil peuvent être modifiés par déplacement vers le haut ou vers le bas (en direction des flè-
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Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.