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"Fils tbermoplastiques, ainsi que procédé et appareil pour les fabriquer"
La présente invention est relative à des fils à filaments thermoplastiques volumineux, montrant une performance améliorée au tuftage. Les filaments composants detesl fils ont des frisures pre- nant l'allure d'une courbe sinusodale dont les sommets sont lo- calisés au hasard parmi les filaments. Ces filaments sont déplacés
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dans le-sens latéral et sont entremêlés les uns aux autres. Le fil prend un aspect non volumineux lisse compact sous des tensions nor- males de tuftage, sans perdre de sa cohérence d'entremêlement des filaments ou de son aspect volumineux.
L'invention concerne un appareil et un procédé de trai- tement de fils à filaments synthétiques, ayant une frisure ou un caractère volumineux latent, qui peut'au moins être partiellement développé avant que le fil ne soit converti en une étoffe dans la- quelle le volume peut être ensuite plus pleinement développé encore.
La mise en oeuvre de l'invention procure, de préférence, des fils textures multifilaments , présentant une certaine frisure latente résiduaire qui est spécialement intéressante dans la production d'étoffés tuftées pour les garnitures d'ameublement, les tapis, etc.
Beau-coup de fils parmi les types les plus largement utilisés dans la production d'étoffes tuftées pour l'ameublement, les tapis, etc. ont une frisure potentielle ou latente qui est pleine- ment développée durant les traitements d'apprêtae ou de teinture appliqués aux étoffes réalisées en utilisant de tels fils. Avant de telles opérations de traitement des étoffes, le fil est plus ou moins compact au lieu d'être volumineux. De tels fils potentiellement volumineux peuvent être réalisés par le procédé de texturation et d'é tirage à chaud décrit dans le brevet belge n 610.574¯
Les fils suivant ce brevet de la technique antérieure ont été largement acceptés sur le marché.
Cependant, au fur et à mesure que la vitesse opératoire des machines de tuftage a augmenté dans les installations industrielles, on a trouvé que des fils texturés, à l'état complètement non volumineux, ne s'utilisent pas sans provo- quer un nombre intolérable de défauts de tuftage dans les étoffes.
Une méthode décrite pour adapter les fils potentiellement frisables aux opérations de tuftage plus rigoureuses consiste à donner un "pré-volume" au fil et à appliquer une matière d'apprêt de surface à ce fil avant le tuftage. Un tel procédé est exemplifié par Hills et
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consc:2t dars la 'brevet U.S.A.. n' 3.299.485. -¯Des cnangem&nt:J. rkent8 dans les machines de tuftage ont imposé des exigences encore plus strictes en ce qui concerne la performance des fils au tuftage , exigences auxquelles les fils de la technique antérieure ne satisfont, pas totalement. L'aiguilla habituelle de tuftage avec son oeillet a été remplacée, dans la plupart des cas, par une aiguille creuse à travers laquelle le fil se déplace axialement , en étant partielle- ment chassé par un courant d'air.
Cette innovation permet d'augmen- ter de façon importante la vitesse du tuftage ou la productivité de la machine, pourvu que le fil d'alimentation puisse supporter les conditions opératoires nouvelles. Le fil de la présente invention convient particulièrement bien pour l'utilisation dans ces machines de tuftage à haute vitesse.
Le fil de la présente invention a une performance amélio- rée au tuftage et il est caractérisé en ce qu'il comporte des frisu- res imparties par roues dentées, prenant l'allure d'une courbe snusoi- dale, les sommets des frisures des filaments individuels étant loca- lisés au hasard les uns par rapport aux autres. Les filaments cons- tituant les fils sont déplacés latéralement et entremêlés las uns aux autres. Scus des tensions, par exemple, de 0,02 à 0,8 gr par denier, le fil prend un aspect non volumineux lisse compact sans perdre de son caractère volumineux ou de sa cohérence en ce qui concerne les filaments entremêlés. Toutefois, sous une tension suffisante pour solliciter le fil au-delà de sa limite élastique, ce fil perd une telle cohérence filamentaire.
Le fil est de préférence composé d'au moins deux bouts suffisamment entremêlés pour former ce qui apparaît comme étant un seul fil. Les filaments ont de préférence une sec- tion à lobes multiples. Le caractère volumineux latent du fil n'est que partiellement développé et le caractère volumineux total de ce fil nI 'est pas créé avant qu'un tissu ou matière analogue ne soit réalisé en utilisant un tel fil.
Un procédé de traitement de fils à filaments continus
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thermoplastiques artificiels est décrit ici pour le développement partiel du caractère volumineux latent imparti par roues dentées.
Ce procédé consiste à faire passer un fil à filaments continus the plastiques, non retordu ou étiré avec une faible torsion, ayant un caractère volumineux latent imparti par roues dentées, à travers u zone délimitée avec une sur-alimentation d'au moins 15% Une série de petits courants d'un fluide chauffé , se déplaçant à une vitess élevée, sont dirigés contre le fil traversant cette zone. Les cou- rants ont des entrées à la zone étroitement espacéee les unes des autres en relation étagée ou en quinconce, par rapport à l'axe du fil et agencées circonférentiellement autour du parcours du fil à travers la zone. Le résultat en est que le caractère volumineux latent du fil est partiellement développé et que les filaments sor entremêlés pour arriver à une efficacité améliorée au tuftage.
La sur-alimentation du fil est normalement de l'ordre de 15 à 60% Le fluide est de préférence constitué par de la vapeur d'eau à 160-23 cette vapeur d'eau se déplaçant à une vitesse de masse d'au moins 0,105 à 0,385 kg/minute/cm2 de section transversale des admission! de vapeur. On a également prévu un appareil pour développer partie lement un tel caractère volumineux latent dans un fil à filaments continus et pour entremêler de tels filaments. L'appareil comprend un ajutage prévu pour permettre le passage d'un fil. Des moyens sc associés à cet ajutage pour alimenter un fluide chauffé depuis une source appropriée. Une série de conduits relient les moyens d'ali: tation du fluide aux extrémités de réception et de déchargement d' fil pour diriger une série de courants projetés de fluide chauffé sur ce fil.
Les conduits sont étroitement espacés en relation éta ou en quinconce par rapport au déplacement axial du fil et ils soi également prévus suivant un agencement circonférentiel tout auto= du parcours du fil.
L'invention sera encore décrite ci-après, à titre d'ex pie non limitatif ,avec référence aux dessins eanexés.
La figure 1 est une représantation schématique d*une
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forme de réalisation préférée utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention.
La figure 2 est une représentation schématique d'un appa- reil convenant pour la mise en oeuvre d'une autre forme de réalisa- tion du procédé de l'invention.
La figure 3 est une coupe latérale agrandie , prise sui- vant la ligne 3-3 de la figure 1, et elle montre des caractéristiques structurelles internes d'une forme de réalisation d'appareil sui- amt l'invention.
La figure 4 est une vue en perspective, partiellement en coupe, d'un ajutage suivant l'invention.
La filtre 5 est une vue latérale schématique d'un segment de fil à filaments multiples, traité suivant le procédé et par l'ap- pareil de l'invention.
L'appareil et le procédé de l'invention sont décrits plus complètement ci-après avec référence aux dessins-
Sur la figure 1, on a représenté deux bobines 1 et 2 d'un fil à filaments continus thermoplastiques , ce fil étant non étiré et stocké sur un râtelier courant comportant des bobines 3 et
4. Les bouts de fil provenant de chaque bobine, passent séparément à travers des oeillets ou guides en queue-de-cochon 5 et 6, puis ils passent ensemble à travers un guide en queue-de-cochon ou autre 7.
Les bouts combinés pour former un fil 8 passent autour d'un cylindre d'alimentation commandé 9 coopérant avec son cylindre fou associé
11, et autour d'un cylindre ou broche chauffé 13. De cette cbroche
13, le fil chauffé passe dans l'étranglement de deux cylindres d'éti- rage dentés 15 et 16 qui engrenent entre eux et sont entrajne1é à une vitesse périphérique qui est de plusieurs fois supérieure à la vi- tesse du cylindre d'alimentation 9, de telle sorte que le fil chauf- fé reçoit un étirage d'orientation, tandis qu'il est chaud, et qu'il est déformé et refroidi au fur et à mesure qu'il'passe entre les cy- lindres dentés. Le ou les cylindres dantés d'étirage peuvent être refroidis par un courant d'air à faible vitesse débité par un aju-
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tage 17.
Le fil sortant de la zone A de frisage par cylindres den- tés et d'étiraqe à chaud présente alors un caractère volumineux ou frisure latent, qui peut être développé par chauffage du fil sous des conditions de faible tension, comme on le sait.
Le fil potentiellement frisable , maintenant désigné par la référence 18, traverse axialement une chambre 20 lui donnant un pré-volume et un entremelement chambre dans laquelle un jet d'un fluide chauffé , à haute vitesse, dirigé contre le fil mobile, dépla- ce les positions relatives des filaments et chauffe simultanément ce fil pour développer son caractère volumineux latent. Le fil ayant reçu un tel pré-volume , désigné maintenant par la référence 21, passe sur un cylindre de sortie courant 22 , qui est entraîné et qui coopère avec un cylindre 23 formant un étranglement avec lui.
De là, le fil est enroulé sur une bobine 24 pour former le paquet fini 25 de fil entremêlé et ayant un pré-volume Pour former une telle bobi- ne ou paquet de fil , on peut utiliser des bobines entraînées sup- perficiellement, un bobinoir sur bout ou en fait n'importe quel autre système de dévidage courant; le fil peut également être récolté dans un pot à étoupe de type courant.
La structure et la fonction du dispositif 20 donnant un pré-volume et formant un entremlement peuvent être mieux comprises en se référant à la figure 3 qui présente une coupe longitudinale prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2. Cet appareil donnant un pré-volume est constitué par un corps et un ajutage amovible 26. Ce corps comporte une enveloppe externe 27 qui peut être cylindrique ou avoir une section transversale carrée, rectangulaire ou autre, et ce pour la facilité du montage dans une installation existante.
Coaxialement à l'axe de symétrie de cette enveloppe externe 27, est prévu un cylindre interne 28 qui est ouvert à son extrémité inférieu- re ,,celle-ci-étant.en saillie par rapport à l'extrémité de l'envelop- pe, tandis que ce cylindre interne 28 est fermé , dans son extrémité supérieure, par une pièce terminale cylindrique 29 qui est formée d'une pièce avec la fermeture terminale supérieure 30 de l'envelop-
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pe 27. L'extrémité inférieure de cette enveloppe 27 est fermée par une pièce terminale 31 qui s'adapte contre l'extérieur du cylindre inter- ne 28.
Toutes les jonctions ou surfaces de contact entre les fermetu- res extrêmes et l'enceinte et le tube sont soudées ou scellées d'une autre manière pour former des joints robustes , qui résistent aux fuites. En analogie avec les échangeurs de chaleur à enveloppe et tu- bes, le volume annulaire ouvert, formé entre la paroi externe du cylindre intérieur et la paroi interne de l'enveloppe peut être dé- signé par cöt enveloppe- , tandis que le volume interne du cylin- dre intérieur peut être désigné par " coté tube". Deux raccords ou demi-accouplements 33 et 34 s'ouvrent dans la paroi de l'enveloppe pour f former respectivement une entrée et une sortie pour un fliu- de chauffé.
Une tige filetée 35 , soudée à l'enveloppe, constitue un moyen convenable pour attacher cet appareil donnant un pré-volu- me et un entremelemtn à une console de support ou au châssis de la machine.
Une ouverture cylindrique 36, concenrique à l'axe du cy- lindre interne, est formée dans la fermeture extrême supérieure 30.
Le diamètre de cette ouverture centrale est réduit brusquement à peu près à mi-chemin de l'axe de la fermeture extrême 30, pour former un épaulement annulaire 37 supportant un ajutage 26. Cette ouverture centrale s'évase alors pour former une surface tronconique divergente 38 en direction de la paroi du tube interne . Une série de lumières radiales 40 traversent la paroi de la pièce extrême en formant des passages pour fluide, allant du côté enveloppe vers le coté tube.
Un ajutage amovible 26 est monté à ajustage étroit dans l'ouverture de la pièce extrême 30 et il s'appuie contre une garniture annulaire d'étanchéité, en métal doux, tel que de l'aluminium, supportée par l'épaulement 37. Une garniture annulaire d'étanchéité, en matière similaire, est placée- à l'extrémité supérieure de l'ajutage, ces deux garnitures et l'ajutage étar.t comprimés avec un montage étroit. grace à un gland 41 mantenu fermemant en place par des vis 42.
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;1 àà ùtràctura de 1 ajutage"à6eÈÉ plus claire+nt 'éeµréseo- :# -... tïctaa cie lsauta 6 " "' slus 1 tée par la vue en perspective de la f re 4, qui montre que le pas- sage axial destiné à recevoir le fil subissant -le traitement est cons- titué par une entrée tronconique convergente 43 qui rejoint un court
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a;;sage cylindrique 44 . celui-ci rejoignant, à son extrémité infé- rieure, une section de sortie tronconique divergente 45. Le long d'une: portion importante de la longueur de l'ajutage, son diamètre externe
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est réduit pour former un canal circonfér3entiel 46 qui correspond aux lumières radiales 40 du corps, telles que représentées sur la figure 3.
Le bord externe de l'extrémité supérieure de l'ajutage forme une surface conique externe aidant au centrage et à l'étanchéi- té avec la garniture annulaire supérieure.
Une série de conduits 47 espacés le long de l'axe de sy- -'trie du jet et espacés également circonférentiellement tout autour de cet axe, relient le canal circonférentiel 46 à l'alésage interne 44. Pour la facilité de la fabrication, les conduits peuvent avoir un contre-alésage d'entrée agrandi, qui converge en un petit orifice
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de sortie aboutissant t la paroi de l'alésage central. Les axes des conduits 47 peuvent être perpendiculaires à l'axe de l'alésage central de l'ajutage mais ils sont de préférence prévus en oblique de manière qu'une composante appréciable de la vitesse du fluide soit dirigée le long de l'axe de l'alésage central.
Si la direction de déplacement du fil est considérée comme étant la direction de l'axe de symétrie centrale de l'alésage, les axes des conduits sont alors de préférende disposés suivant un angle obtu de 1001-75 par rapport à cet axe de symétrie central. Le diamètre effectif de l'alésage central dépend - évidemment de la dimension du fil ou de l'étoupe ou filasse que l'on traite.
D'une manière générale, le diamètre de l'alésage devrait être de lordre de 2 à 10 fois le diamètre nominal du fil que l'on traite; lorsque l'alésage est excessivement grand, il y a une ten- dance sporadique au développement d'une torsion dans le faisceau de filaments et au développement de boucles à noeuds indésirables dans les filaments individuels? un petit degré de conicité dans l'alésage
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etnral peut également être désitable De façon similaire le diamè tre des orifices de sortie des conduits devrait être de l'ordre de
1/10 à 1/2 du diamètre de l'alésage central.
Habituellement. il est' désirable, spécialement avec des fils ou filasses importants, qu'au moins l'un des conduits de fluide s'ouvre dans l'alésage central juste en amont de la sertie divergente.
Les angles de conicité ou angles de convergence et de divergence des sections d'entrée et de sortie tronconiques de l'aju- tage peuvent être égaux; pour des fils ou filasses importants, l'an- gle de convergence d'entrée et l'angle de divergence de sortie peu- vent cependant être i.égaux. Pour éviter une turbulence indésirable, l'angle de divergence de la section de sortie est prévu égal eu inférieur à l'angle de divergence de la fermeture extrême supérieur? du corps du dispositif donnant le pré-volume (surface 38 sur la fi- gure 3). Les angles de conicité pour les sections de convergence et de divergence devraient être dans l'intervalle d'environ 15-95 ..
Comme indiqué par la référence 48 sur les figures 1 à 3 un conduit métallique présentant une face avant ouverte est monté di- rectement en dessous de Appareil donnant le pré-volume et l'entre- mément Un conduit d'aspiration 50 (fi--ure 3) est connecté à ce conduit métallique 48 de manière que les composants volatils ou l'humidité s'échappant de la sortie de l'appareil de pré-volume et d'entremêlement soient aspirés de la zone opératoire. La source d'as- piration ou dide, reliée au conduit 50 ,peut être constituée par le coté d'admission d'une soufflerie courant à air, compactant un condenseur et un collecteur de condensat en amont de la soufflerie.
Un aspirateur actionné par eau ou un jet de vapeur d'eau aplati de faible puissance, constitue des sources d'aspiration très intéressan- tes, en particulier lorsque la vapeur d'eau constitue le fluide actif dans l'appareil de pré-voame et d'entremêlement La circulation principale des vapeurs se fait normalement en direction descendante à partir de l'appareil de pré-volume et d'entremêlemtr à cause de l'entraînement de fluide rêé par le fil se déplaçant,.
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Une seconde forme de réalisation préférée de l'invention est représentée schématiquement par la figure 2 et pourra se compren- dre aisément par comparaison avec la figure 1. Dans cette forme de réalisation, une série de fils ayant déjà un caractère volumineux ou frisure latent, sont traités par le procédé de -l'invention pour former un seul fil cohérent volumineux. Depuis des bobines montées cens des pots sur rétalier des fils 51 et 52 sont menés à travers des guides de centrage et son*,-- rassemblés à un guide-fils 53.
Le fil résultant 54 pase dans l'étranglement de cylindre:! d'aliumenta- +ion 55 et 52 qui font avancer le fil dans l'appareil de pré-volume et d'entrfemêlement 20, où les filaments du fil sont déplacés laté- m@ment les uns par rapport aux autres et sont chauffés par des cou- rants à haute vitesse d'un fluide chaud pour développer partielle- ment la frisure latente de ces filaments. Le fil volumineux cohérent résultant 57 traverse 1'étranglement de cylindres de sortie 58 et 60 et il est enroulé sur une bobine 61 par un bobinoir de type courant.
La forme de réalisation opérationnelle de l'invention illustrée par la figure 2 est particulièrement intéressante lors- qu'il est praticable, du point de vue commercial, de conserver un stock de fils ayant une frisure potentielle. Une large gamme de di- mensions de fils cohérents présentant un pré-volume peuvent être produites suivant les exigences du marché, en combinant simplement le nombre approprié de bouts simples du fil à volume potentiel.
Il est tout à fait praticable et intéressant du point de vue économi- que de produire des fils traités de dimensions allant de quelques centaines de denier d'un bout simple à plusieurs milliers de deniers d'une série de bouts combinés, l'ajutage (figure 3) étant remplacé suivant les nécessités par un autre ajutage de dimensions appropriées A lieu d'alimenter le fil thermoplastique non étiré depuis les bobi- nes 1 et 2, il est évident que le fil peut être pris directement depuis les têtesde filage d'une machine courante à filer, en consti- tuant ainsi un procédé direct en continu pour la production d'un
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'7--PrOd-gÎt 1 bouts de fil volumineux cohérente Un cer7t-ain-nombre-de phi .se$ de manipulation sont éliminées dans un tel procédé en continu.
A échelle agrandie, la figure 5 présente l'aspect général d'un fil volumineux cohérent produit suivant le procédé de 1'iven- tion et maintenu sous une légère tension. Les filaments présentent
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de la cohérence du fait du degré modéré d'entremeiement latéral des filaments constituant le fil. Sous une -tension modérée, par exemple , celle produite au cours d'opérations normales de tuftage ou de tis- sage, le fil volumineux se contracte en diamètre de 100 à 200% et
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prend un aspect lisse compact, mais @ récupère son caractère volu- mineux et conserve sa cohérence lorsque la cha @ tension est sup- primée.
Lorsqu'une tension importante est appliquée, suix.¯ - sur solliciter le fil au-delà de la limite élastique nominale correspon dant au redressement complet des frisures, le fil récupère son ca- ractère volumineux mais perd sa cohérence lorsque la tension est libérée. Si on retord ensemble des fils ou plus, ils tendent à se sé- parer après qu'une tension appréciable leur a été appliquée ,puis est relâchée. Ces observations constituent un test pratique simple
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pour vérifier le développement du procédé de pré-volume et d lentreme- lement. un opérateur expérimenté applique simplement une tension modérée à la main , d'environ 0,05 à 0,2 gr par denier, à une loguex du fil traité, puis il libère cette tension.
Si les filaments ne sont
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plus cohérents, un entremSIement insuffisant S'est produit. Des cor- rections sont alors faites un conquencc dans les conditions ope- ratoires. De même, si les filement tendent à être cohérents après qu'une tension importante a été appliquée au fil puis a été real-
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chiée, un entrem'nt excessif s'est développé. Evidemment, la somme correcte d8entr.a.,niemen peut également être déterminée en utilisant des dispositifs 'est né3 à appliquer une tension mesurée de façon précise. Les conditions opératoires sont réglées ensuite en conséquence.
Le degré d'encombrement dépend fortement des vi- tesses linéaires relatives du @ et à partir de l'appareil de
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pré-volume et d'entremêlement, ainsi que du débit de fluide à tra- vers l'ajutage: ces points sont discutés par la suite.
Il est à noter, comme montré par la figure 5, qu'un fil traité suivant le procédé de l'invention ne contient que peu de boucles fermées ou crunodales dans les filaments De nombreuses boucles fermées apparentes des filaments représentés par la figure 5 sont simplement dues à la vue en projection et ne constituent pas des boucles réelles. Le développement de boucles crunodables dans un fil doit être évité du fait d'au moins deux effets néfastes. Sauf pour des boucles crunodales miniscules, des boucles de ce genre ne se produisent que sous des conditions opératoires qui-mènent à une cohé- ance excessive parmi les filaments, ce qui est montré par la véri- fication de mise sous tension à la main dont il a été question anté- rieurement.
Non seulement la présence de boucles sur la surface exté- rieure du fil entrave sérieusement le passage de ce fil à travers les aiguilles de tuftage, mais en outre l'aspect de l'étoffe tuftée finie en est également affectée sérieusement. Dans le traitement de dégraissage et de teinture de létoffe, la masse résiduaire du fil est pleinement développée de sorte que les parties tuftées tendent avantageusement à se rabattre légèrement et à s'étaler.
Avec un fil trop cohérent., les filaments internes mieux retenus ne développent pas pleinement leur frisure potentielle et les parties tuftées ten- dent à apparaître insuffisantes ou pauvres, tandis que les boucles superficielles exposées font masse, ce qui donne un aspect assez flou au tuftage, ce qui nuit à la définition du tuftage et à la définition du dessins des étoffes, qui constituent deux des qualités esthétiques les plus mporantes déterminant le caractère acceptable d'un tissu
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tuf té particulier du point de vue COI'l1r.lerc:iel.. Une caï*B)C't.<risfique très importante des fils traités suivant l'invention est qu'ils don- nent des définitions de tuftage. jet de dessin nettement'supérieures dans le tissu tufté fini, spécialement lorsqu'il s'agit de dessins
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.3 'oa-netttentat.ioït.
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Il est à noter que l'action des filaments se produisant dans le procédé de l'invention diffère nettement de celle que l'on ren contre dans les procédés habituels où un fil ayant une frisure po- tentielle est chauffé sous faible tension sans l'action d'entremêle- ment d'un courant de fluide à haute vitesse, ou dans lesquels un fil ne présentant pas de frisure potentielle est soumis à un cou- rant de fluide à haute vitesse pour développer un volume par forma- tion et entremêlement de boucles de filaments.
Dans l'ajutage sui- vant l'invention, les filaments sous faible tension sont simultané- ment chauffés et déplacés par le courant.de fluide, de sorte que les frisures potentielles qui se développent tendent à former un entremlement important à trois dimensions pour les filaments dépla- cés, sans formation de grandes boucles de filaments. Si on soumet les filaments frisés et entremêlés à un chauffage prolongé, immédiate- ment au-delà de l'ajutage, les filaments tendent à se fixer dans les configurations entremêlées.
Dans le fonctionnement de l'appareil de pré-volume et d'entremêlement, les conditions optima pour un type donné de fil synthétique sont normalement déterminées empiriquement, car les qualités esthétiques désirées dans une étoffe tuftée donnée ne peuvent pas être prédites avec précision en partant des propriétés du fil; de petits ajustements dans le procédé initial sont habituellement nécessaires pour donner les caractéristiques qualitatives désirées finales. Des conditions initiales convenables peuvent être choisies en considérant les conditions opératoires les plus importantes.
On peut employer de nombreux fluides différents pour chauf- fer et 'entremêler les filaments du fil à frisure potentielle ,par exemple de la vapeur d'eau, de l'air chauffé, de l'azote, etc. L'air et-la vapeur d'eau sont les plus économiques, ia vapeur d'eau étant.. proférée pour traiter des filaments de Nylons ou de polyesters.. Le. fluide à grande vitesse traversant les conduits de i'ajutage prouc- re à la fois de la.chaleur aux filaments et l'énergie cinétique per- mettant de déplacer latéralemtn les filaments.
Le degré désiré
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de cohérence du fil est normalement obtenu lorsque la vitesse linéai- re du fluide est inférieure à la vitesse du son dans le fluide, à la température et à la pression cpératoires Cependant, le terme "vi- tesse" est assez ambigu dans ce contexte, la "vitesse de masse" étant une mesure plus appropriée du débit. Suivant l'invention, la vitesse de masse du fluide à travers chaque orifice des conduits est de l'or- dre de 0,105 à 0,385 kg/seconde/cm2 de section transversale d'orifi- ce. Le débit de fluide requis dépend également de la dimension du fil et de la vitesse linéaire du fil subissant le traitement.
Pour des fils à filaments de Nylon et de polyester, qui sont importants du point de vue commercial, une vitesse de masse de l'ordre de 0,193 à 0, 298 kg/seconde/cm2 convient très bien.
La température à laquelle le fil doit être chauffé par les courants de fluide dépend de la matière constituant le fil.
D'une manière générale, le fil ne doit pas être chauffé au-dessus de la température de collage de la matière constituant les filaments.
Sinon, les filaments tendent à se fondre ensemble à la surface, en formant un fil rigide et dur, difficile à convertir en un tissu.La température effective du fluide lui-même peut dépasser le point de ramollissement de la matière et il doit d'ailleurs en être ainsi aux vitesses très élevées de fil, afin de chauffer le fil suffisamment durant sa courte exposition au fluide . Des températures inférieures à environ 135 C sont trop faibles pour chauffer suffisamment le fil se déplaçant à des vitesses importante5.
Pour des filaments de Nylons et de polyesters, des températures opératoires de fluide de l'ordre de 165-230 C se sont avérées très satisfaisantes, des températures un peu plus élevées étant intéressantes pour des fils ou filasses importants, pourvu que les filaments ne ramollissent pas et ne collent pas ensemble de façon désordonnée.. Des appareils de chauffage auxili- aires peuvent être intéressants ,,lorsqu'-on utilise des gaz préchauf- fés où-surchauffes tels que de l'air.
Lorsque , ci-après, -on fait référence à de la vapeur d'eau constituant le fluide-préférée la température citée est la température de la vapeur d'eau saturée
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du coté enveloppe, en amont des orifices des conduits de 1'jutage
11 car entendu que la température effective de la vapeur d'eau .dans le jet libre,, immédiatement en aval des orifices, peut être de -quelques degrés plus élevée que la température de saturation,, à cause de l'expansion semi-adiabatique de la vapeur d'eau traversant les conduits¯ L'expérience a montré cependant que ce degré de sur- chauffe ne justifie pas l'application d'une correction dans la spé- cification de la température.
Le facteur contrôlable principal, déterminant le caractère volumineux d'un fil donné, traité sous des conditions à part cela constantes,est le degré de sur-alimentation du fil dans l'appareil de pré-volume et d'entremêlement.La sur-alimentation, exprimée par un pourcentage, est l'excédent de vitesse linéaire du fil pénétrant dans l'appareil de pré-volume, comparativement à la vitesse linéai- re du fil quittant cet appareil , et elle est contrôlée par 1 vi- tesses relatives des cylindres de débit de fil, immédiatement en amont et en aval de l'appareil de pré-volume et d'entremelemt A titre d'exemple, si les cylindres de débit 55,56 et 58-60 de la figure 2 tournent à des vitesses telles que le fil passe dans 1'ap- pareil de pré-volume et d'entremêlemetn à ,
ne a;ure de 173 m/minute et est retiré de cet appareil à une allure de 91,4 m/miniute, la sur- alimentation est de 50% . D'une manière générale, le volume du fil traité sera d'autant plus faible que la sur-alimentation est plus basse. La sur-alimentation ne peut pas être augmentée de façon illi- mitée cependant, sans modification de la nature de l'opération de pré-volume et d'entremêlement cela signifie que le développement de la frisure potentielle plus le déplacement modéré des filaments peuvent nepas compenser le- degré élevé de sur-alimentation ,de sorte -.
que des boucles crupdales importantes, et indésirables se formeraiet les filamets Pour donner des fils à pré-volume et entremêlés, présentant les caractérisitiquesw avantageuses mentionnées antérieure- ment, le pourcentage de sur-alimentation ne doit pas dépasser numéri-
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7pï<Msent d''p3us d'environ 30 unités, la frisure potentielle , telle OeW# :1- , =, .. u , :
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. par de boucles crunodales indésirables. *ndant, il doit être noté qu'un certain de gré de contraction se produit dans le traite- ment thermique des fils, que le fil soit rendu .ou non potentielle- ment frisable avant le traitement; une telle contraction peut attein-
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dre 8 à 12%, suivant les,traitements précédents particu3iezsque le fil a reçu au cours de sa fabrication;
un raccourcissement longitudi- nal appréciable du fil se produit également au fur et à mesure que les filaments sont amenés à dévier depuis leurs parcours ordonnés
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par l'entrtmelement dù au courant de fluide turbulent. Au départ de l'opération de pré-volume et d'entremelement avec un nouveau type de fil non produit antérieurement, les limites de la charge de tension pour une cohérence optimale du fil devraient être vérifiées.
Une méthode commode pour le faire consiste à faire passer une boucle du fil traité sur un crochet ou broche fixe et à appliquer une tension au fil grâce à un peson à ressort, accroché à la boucle et tiré à la man Un peson à ressort du type à 0-5 kg. disponible dans les magasins de fournitures d'appareils scentif ques, est préférable à un peson à ressort du type courant.
Une petite charge de tension mesurée est appliquée à la boucle du fil et elle est ensuite libérée, le fil étant observé pour voir si une séparation des filaments s'est produite. Ensuite, on applique une tension plus grande , on la libère et on observe à nou- veau les filaments, et ainsi de suite. Par ce procédé, il s'est avéré que, si une tension modérée d'environ 0,05 à 0,2 gr/denier amène le fil à perdre sa cohérence, les filaments sont insuffisamment entre- mêlés.
Inversement, si une tension importante d'environ 0,7 à 0,8
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gr/denier ou plus ne permet pas de provoquer une séparation virtuel- lement totale des filaments, ceux-;1 sont entremêlés de façon exces-- sive et le fil ne prendra pas un volume de façon convenable dans l'étoffe tuftée finie. ordinairement, des filaments à denier impor- tant tendent à commencer à perdre leur cohérence à un effort de traction inférieur à celui permettant d'arriver au même résultat. avec des fils à faible denier.
Comme noté antérieurement, un opéra- teur expérimenté apprendra très rapidement à appliquer et à interpré- ter l'effet de tension à la main , avec une précision suprenante sans l'aide de peson à ressort ou d'un autre dispositif de mesure de la charge. Il n'est pas de pratique courante de définir le degré de volume ou de frisure d'un fil par le changement de longeur du fil sous certaines conditions spécifiées de mise en charge, après que le fil a été chauffé sans tension pour développer pleinement sa frisu- re ou son volume.
Le "volume à sec" , dont il a été question dans le paragraphe précédent et auquel on se référera dans les exemples suivants, est déterminé par un procédé arbitraire qui suppose des valeurs reproductibles :2,5 à 4,0 gr d'un fil sont enroulés en un écheveau dont la longueur de boucle est d'environ 40-50 cm;
la Ion- gueur réelle du fil dans 1'écheveau varie avec le denier ou la dimen- si.on du fil mais elle est habituellement de l'ordre de 6 à 50 mètres.1
L'écheveau de fil , enfilé sur une barre de support d'a- cier est suspendu dans un four de laboratoire pendant exacte minutes, le four étant contrôlé à une température de 121+2 C L'écheveau chauffé est ensuite retiré du four et placé sur un cro- chet fixe, et un autre crochet portant un poids de 50 gr est accro- ché à l'extrémité libre de la boucle de l'écheveau pour donner une tension dans celui-ci ; exactement 30 secondes après, la longueur de la boucle est mesurée avec une échelle verticale.
Ensuite, un pods supplémentaire de 4,54 kg est ajouté au poids de 50 gr et, trente secondes plus tard, la longueur de la boucle étirée est à nouveau mesurée.
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La différence des longueurs respectives de la boucle mesurée, expri- mée par le pourcentage de la longueur de boucle sous la charge de
50 gr, est désignée par "% de volume à sec" A titre d'exemple, après chauffage, la longueur mesurée d'un écheveau sous une charge de 50 gr est de 40,0 cm et, sous 50 gr plus 4,54 kg , la longueur est de
50,0 cm ; le volume à sec de cet échantillon serait donc de 25%.
Une autre mesure intéressante du volume est désignée par "volume au mouillé". Le procédé pour sa détermination est identique à celui prévu pour le volume à sec, sauf en ce qui concerne le chauf- fage de 1'écheveau de fil . L'écheveau est suspendu sans tension dans de l'eau bouillante pendant 10 minutes et, immédiatement après, il est chauffé dans un four de laboratoire à 121 + 2 c pendant 30 minutes, avant que la longueur de l'écheveau ne soit mesurée comme dans le procédé pour le volume à sec. Le pourcentage de volume au mouillé excède habituellement le pourcentage de volume à secd'un fil donné, de quelques %, et il est invariable de façon raisonnable avec le temps.
Cela signifie que si, pour un spécimen donné de fil, le volume à sec et le volume au mouillé sont mesurés, le pourcen- tage de volume au mouillé dépassera numériquement le pourcentage du volume à sec d'une petite quantitési le volume au mouillé et le volume à sec d'échantillons du même spécimen sont redéterminés après une certaine période de temps, par exemple quelques mois, le pourcentage de volume au mouillé aura très peu changé mais le pour- centage de volume à sec aura diminué de façon appréciable, compara- tivement aux valeurs mesurées au départ.
Le pourcentage de volume au mouillé est, par conséquent, un facteur de caractérisation plus convenable pour le fil final, mais le pourcentage de volume à sec est très commode et intéressant pour vérifier les conditions opéra- toires et contrôler le procédé de pré-volume et d'entremêlement.
Le pourcentage de volume au mouillé indique également le degré dta- baissement des parties tuftées dans le tissu tifté, car la teinture et le finissage de tissus de ce genre supposent une exposition pro- longée à des solutions aqueuses chaudes, le tout étant suivi par
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un séchage
Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont donnés ci-après.
Un dispositif de pré-volume et d'entremêlemetn a été réalisé sensiblement comme représenté par la figure 3, l'enveloppe externe étant constituée par un tuyau courant de 6,35 cm, tandis que le cylindre interne est formé par un conduit courant de 3,81 cas, qui dépasse de 1,27 cm en dessous de l'extrémité inférieure de 3en- veloppe. La pièce extrême supérieure , formée d'une pièce avec la fer- meture extrême du cylindre intérieur est alésée à un diamètre de
1,9 cm , avec un épaulement espacé de 2,54 cm par rapport à l'extrémi- té supérieure:
la portion de cet alésage , se situant en dessous de l'épaulement,, diverge suivant un angle de conicité de 60 C Deux trous radiaux de 0,48 cm de diamètre forment les lumières reliant l'enveloppe et le tube. Deux raccords de 0,635 cm s'ouvrent dans l'en- une veloppe Le gland a été réalisé avec/ouverture de 1,27 cm de diamè- tre et quatre vis-le bloquent en place.
Un ajutage a été réalisé sensiblement comme illustré par les figures 3 et 4. Le diamètre externe total est de 0,635 cm et la longueur totale est de 2,54 cm. L'entrée convergente a une angle de conicité de 60 et l'alésage cylindrique central a un diamètre de
0,20 cm sur une longueur de 0,56 cm, cet alésage rejoignant la sortie divergente avec un angle de conicité de 60 Un seul conduit a été foré dans la paroi de l'alésage , perpendiculairement à l'axe de celui-ci, la portion contre-alésée du conduit a une diamètre de 0,24 cm et le diamètre de l'orifice s'ouvrant dans l'alésage est de 0,064 cm.
Cet ajutage a été bloqué dans le corps de l'appareil grace au gland et à deux garnitures annulaires d'aluminium , comme présenté par la figure 3-
L'appreil de pré-volume et d'entremêlement a été monté à 30,5 cm en dessous d'une combinaison de cylindres d'alimentation commandés, sur un châssis vertical surmonté par un râtelier, comme
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montré par la figure 2. Une combinaison similaire de cylindre a été disposée à environ 25,4 cm en dessous de l'appareil de pré- voune et d'entremlement, et un bobinoir couvrant modèle 959, fabriqué par la société Leesona Corporation, a été placé en dessous des cylin- dres entratnés inférieurs.
Le raccord supérieur de l'enveloppe de l'appareil de pré-volume et d'entremêlement a été relié à un collec- teur de vapeur d'eau grace à une canalisation comportant un manomètre de pression et un régulateur de la pression de la vapeur d'eau, pré- vus immédiatement en maont. Le raccort inférieur a été relié à un collecteur de vapeur d'eau Sarco ordinaire, qui est relié à l'égout.
L'appareil de pré-volume et d'entremêlemetn a été isolé thermique- ment par un recouvrement en magnésie d'épaisseur courante et envelop- pé par une toile d'asbeste cousue. Le gland a été laissé sans isole- ment et exposé, de sorte que l'ajutage pouvait êtree facilement reti- ré et replacé. Un conduit en aluminium à embouchure en forme d'en- tonnoir. disposé immédiatement en dessous de l'appareil de pré-volu- me et d'entremêlemtn ,a été relié à une source de vide pour aspirer les vapeurs de la zone opératoire.
EXEMPLE 1
En utilisant l'appareil tel que décrii-dessus, une bo- bine simple d'un fil de Nylon 66 texturé par cylindres dentés, ayant une frisure potentielle, a été placé sur le râtelier. Ce fil ayant un denier nominal de 1230 et comportant 68 filaments a été amené à travers des guides sur le cylindre d'alimention supérieur, puis à travers l'appareil de pré-volume et d'entremêlemtn pour aboutir sur le cylindre de débit inférieur et à la bobine de ren- vidage, comme montré sur la figure 2. Les vitesses ont êté détermi- nées pour alimenter le fil dans 1'appareil de pré-volume et d'en- temêlemnt à 183 mètres par minute et pour le retirer à 137 mètres par minute,
ce qui équivaut à une sur-alimentation de 33 De la vapeur d'eau a été admise du coté enveloppe de 1*appareil .Sa pré- volume et d'entremêlemetn à faible pression, celle-ci étant, auomen-
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tée périodiquement , et des échantillons du fil traité ont été exami- nés à la vue.
Il était évident qu'un pré-vond/discernable du fil ne se produisait pas à moins que la pression de vapeur d'eau ne soit d'au moins 3,51 kg/cm2, ce qui correspond à une température de saturation de 148 C. La pression de vapeur d'eau était augmentée progressivement jusqu'à ce qu'un pré-volume du fil soit considéré comme satisfaisant mais, sous aucune des conditions, il n'y avait un entremêlement uniforme des filaments. L'ajutage était retiré et un orifice supplémentaire de conduit. de dimensions identiques, était foré diamétralement à l'opposé du premier orifice. L'ajutage était réinstallé dans l'ensemble et une autre série d'essais opéra- tionnels était faite.
Le pré-volume du fil était amélioré pour de la vapeur d'eau de plus basse pression mais l'uniformité de l'entre- mêlement n'était pas améliorée de façon appréciable. Un entremêle- ment dense et excessivement important se produisait sporadiquement, les quelques pouces intermédiaires de fil étant assez lâches, et les filaments individuels étant séparés de façon erratique.
Un nouvel ajutage était réalisé avec des dimensions iden- tiques au premier mais les deux orifices étaient déplacés l'un par rapport à l'autre suivant l'axe de 1alésage central, d'une distance de 0,16 cm. Sous les conditions d'essai ,cet ajutage donnait une amé- lioration importante de l'uniformité de l'entremêlement sans que l'on sacrifie le développement du pré-volume. D'autres essais mon- traient qu'un fil à pré-volume et entremêlement satisfaisants pou- vait être produit; cepandant la gamme des vitesses du fil et des taux de sur-alimentation était assez limitée.
Un autre orifice de conduit était ajouté, cet orifice étant déplacé suivant l'axe de l'alésage, de telle manière qu'il divergente travers la paroi juste à 1'endroit où la sortie conique divergente rejoignait .extrémité inférieure de l'alésage central.
L'axe du troisième conduit est disposé circonférentiellement à 90 par rapport aux axes des deux autres conduits et, dans un plan vertical, ce troisième conduit est
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pr6vu suivant un angle de 120par rapport à l'axe de l'alésage c-entral, la direction descendante du déplacement du fil étant con- sidérée comme la direction positive de l'axe de l'alésage. Avec cet orifice supplémentaire en place, on a réalisé d'autres essais.
On a obtenu un pré-volume et un entremêlement satisfaisants des fi- laments sur une large gamme de vitesses du fil et de taux de sur-ali- mentation, la composante d'entraime du fluide, due au troisième conduit prévu angulairement,aidant à stabiliser le déplacement du fil dans l'appareil de pré-volume et d'entremêlement
Un autre ajutage a été réalisé avec des dimensions globa- les telles que précédemment mais on 1a modifié pour incorporer les caractéristiques essentielles et avantageuses démontrées dans les tests antérieurs. L'aspect et la forme de l'ajutage étaient sembla- bles à ceux de l'ajutage illustré par la figure 4.
Cependant, pour rendre cet ajutage mieux utilisable pour le traitement de fils de dimensions très différentes, la portion inférieure de l'alésage cen- tral a été rendue légèrement divergente dans la direction du dépla- cemertdu fil. L'entrée tronconique convergente avait un angle de conicité de 60 et s'étendait sur une distance de 0,68 cm le long de l'axe central.
L'entrée de l'alésage central, d'un diamètre de 0,20 cm, s'étendait le long de l'axe sur 0,24 cm et se transformait dans une portion tronconique divergente ayant un angle de conicité de 15 cette portion divergente de l'alésage se poursuivait sur 0,79 cm le long de l'axe central et rejoignait la sortie tronconique divergente ayant un angle de conicité de 60 Trois conduits présentant un con- tre-alésage interne de 0,24 cm et un diamètre d'orifice de 0,064 cm ont été forés à travers la paroi de l'ajutage. Les trois orifices sont espacés le.long de l'axe de l'alésage central avec un écartement de 0,20 cm, le centre du premier orifice étant situé à 0,16 cm en dessous de la jonction des sections droite et divergente de l'alésa- ge central.
Circonférentiellement, les trois conduits sont espacés à 120 l'un de l'autre et, dans le plan vertical, l'axe de chaque
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conduit se trouve suivant un angle de 1300 par rapport à l'axe de l'alésage central. Ce type d'ajutage a été utilisé dans l'appareil de pré-volume et d'entremêlement employé au cours des essais décrits dans lés exemples 2,3 et 4 suivants.
EXEMPLE 2
En utilisant l'appareil de pré-volume et d'entremêlement monté comme décrit dans l'exemple 1 et tel que représenté par la figu- re 2, un échantillon de fil pour tapis à filaments continus, prévu pour des tapis de poids léger, a été préparé et une bobine d'un fil d'alimentation de ce genre a été montée sur le ratelier, le bout unique de fil étant amené à parcourir l'appareil de la figure 2.
Le fil d'alimentation est constitué par du Nylon 66 ayant un denier total de 2460 et comportant 136 filaments, avec une frisure poten- tielle texturée par cylindres dentés, et une torsion en S de 0,19 tour/cm, appliquée au faisceau des filaments. Le volume à sec de ce fil était de 30%. L'opération de pré-volume et d'entremêlement a été réalisé sous les conditions suivantes :
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<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> cylindre <SEP> d'alimentation <SEP> supérieur <SEP> 320 <SEP> mètres/minute
<tb>
<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> cylindre <SEP> de <SEP> débit <SEP> inférieur <SEP> 228 <SEP> mètres/minute
<tb>
<tb> Sur-alimentation <SEP> 40%
<tb>
<tb> Pression <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> d'eau <SEP> (coté <SEP> enveloppe) <SEP> 18,6 <SEP> kg/cm2
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur <SEP> d'eau <SEP> (saturée) <SEP> 211 C
<tb>
Le contrôle de la tension sur le bobinoir S Leesona 959 a été réalisé pour arriver à une tension de 100 gr dans le fil, au fur et à mesure qu'il est bobiné sur un tube de carton. Le procédé se développait de façon très uniforme et on recueillait un grand nombre de petites bobines du fil traité. Le fil était cohérent de fa- çon très uniforme et volumineux sans tension.
Par l'essai de tension à la main, on observait que le fil était d'une bonne cohérence après application d'une tension modérée et qua les filaments se séparaient : après application d'une tension importante. Si on examinait le fil avec un faible agrandissement (environ 4 fois) par projection avec un lecteur de microfilms, on voyait que le fil avait un aspect
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semblable à celui illautrd par la figure 5, les frisures très pro- 1It"*",.I- "- --.. '"' ""- ches de la snusoide dans le fil d'alimentation ayant été déformées quelque peu et déplacées pour s'entremêler dans toutes les direc- tions tout autour de l'axe de symétrie du fil;
seules quelques bou- clés crunodales minuscules étaient discernables, avec une absence pratiquement totale de boucles plu- grandes indésirables. Le volu- me au mouillé moyen du fil traité était de 28%.
Une machine de tuftage courante, à aiguilles et crochets, (type 0,40 cm) a été utilisée pour préparer des échantillons de tapis d'une largeur de 71,20 cm et d'un poids respectif de 542 gr/m2 et de 678 gr/m2, avec , comme matière de dossier ou de support, du jute tissé avec une armure toile de type courant. On a utilisé deux types de construction de tapis pour chacun des poids, l'un avec des poils à boucles de niveau, d'une hauteur de poils de 1,11 cm, et l'autre avec un dessin à hauts et bas et des hauteurs de poils de 0,127 cm et de 0,32 cm. A titre comparatif, on a tufté des étoffes similaires avec un fil de tapis du commerce, de la marne dimension , réalisé avec le marne type de fil d'alimentation mais avec un pré-volume et une application d'une matière d'apprêt spéciale.
Dans l'opération de tuftage, le fil essayé se comporte nettement mieux que le fil du commerce comparatif :il y avait beau- coupe moins de boucles sorties ou défauts similaires et virtuelle- ment pas de filaments égarés ou rompus.
Des portions de chaque échantillon de tissus ont été teintes à la pièce avec une teinte vert foncé par des procédés cou- rants. Cinq inspecteurs qualifiés du point de vue technique ont examiné les tissus sous la forme greige et sous la forme teinte.
L'opinion unanime a été que le tissu. vérifié était nettement supé- rieur sous tous les critères courants, spécialement en ce qui con- cerne le tissu, à dessins :les définitions du dessin, et du tuftage étaient remarquables et la résilience et le toucher pelucheux de l'échantillon de tapis étaient d'un attrait nettement plus esthéti- que.
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EXEMPLE 3
Des échantillons d'un fil pour tapis à pré-volume et entremêlés ont été préparés sous les mêmes conditions opératoires que dans l'exemple 2, sauf que le fil d'alimentation a été changé.
On a prévu sur le râtelier trois bobines d'un fil de Nylon 66 pré- sentant une frisure potentielle texturée par cylindres dentés. Chaque bout de fil 'comprenait 68 filaments ayant un denier total de 1230 et une torsion en Z de 0,10 tour/cm. Les trois bouts de fil ont été amenés ensemble par des guides appropriés et envoyés dans l'appareil de pré-volume et d'entremêlement jusqu'au bobinoir final, comme décrit précédemment.
Le volume à sec nominal du fil d'alimentation était de 27-32%,. Le fil produit résultant était constitué de 204 filaments avec un denier nominal total de 3690 et une torsion 0. !
Le fil à pré-volume et entremêlé, possédait la cohérence uniforme et le caractère volumineux observés antérieurement, avec une absence de boucles; le volume moyen au mouillé du fil était de 26% Un grand nombre de bobines de dimensions modérées ont été re- cueillies et ont été transférées dans une usine de fabrication @ tapis, pour réaliser des essais.
Sur une machine de tuftage courante du type 0,40 cm, le fil essayé a été monté pour réaliser une pièce d'une largeur de 76,2 cm d'un tissu tufté à un poids de 780 gr/m2 sur un dossier de jute de 283,4 gr. Deux dessins différents ont été utilisés : un dessin à boucles hautes et basses et un dessin à boucles hautes, moyennes et basses; dans le dessin à boucles hautes, les poils hauts ont été cou- pés. Une autre pièce d'une largeur de 76,2 cm faite en un fil compa- rable du commerce et qui a subi un pré-volume et un apprêtage été prévue ainsi qu'une troisième pièce d'une largeur de 76,2 cm, faite d'un autre type de fil pour tapis du commerce en Nylon 66 volumineux; l'ensemble du tissage avait une largeur de 228 cm.
Sur la machine de tuftage, le fil essayé montrait un excellent comportement.
Le tissu ainsi réalisé pour comparaison a été teint à une
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nuance dorée et il a été pourvu d'un dossier secondaire .. puis fini par les méthodes habituelles. La portion de tapis formée du fil es- sayé a été jugée comme étant au moins égale aux portions réalisées avec les fils du commerce, sous tous les rapports, et elle était parcontre nettement supérieure en ce qui concerne les définitions du tuftage et du dessin, la résilience et le caractère -pelucheux., qui constitue une qualité esthétique importante mais vaguement défi- nie seulement, que l'on désire dans les tapis.
Les échantillons du fil essayé et des fils pour tapis du commerce ont ensuite été comparés sur une machine de tuftage à haute vitesse nouvelle ,qui utilise des aiguilles creuses et un fil chassé par air pour former des boucles, au lieu des aiguilles et des crochets habituels. L'opérateur augmentait progressivement la vitesse du tuftage. Lorsque la vitesse augmentait au-delà du maximum pou- vant être atteint avec les appareils de tuftage courants, le fil du commerce à pré-volume et apprêté provoquait tant de défauts qu'il devait être retiré de la machine; à une vitesse encore plus élevée, le scond fil du commerce défaillait également et devait être retiré.
Le fil essayé à pré-volume et entremélement continuait à se bien comporter avec un minimum de défauts lorsque la vitesse du tuftage était augmentée jusqu'au maximum pouvant être atteint avec les combi- naisons de poulies disponibles dans le dernier essai. Le personnel de cet atelier croyait que le fil essayé aurait continué à se compor- ter de façon satisfaisante à des vitesses encore plus levées si des poulies avaient été disponibles pour créer de telles vitesses enco- re plus élevées. Il était évident que le fil essayé avait non seule- ment des caractéristiques avantageuses dans les tapis terminés mais qu'il était capable d' Être tufté à des vitesses bien supérieures à celles employées dans la production courante des tapis.
EXEMPLE 4 '
Un appreil tel qu'illustré par la figure 1 a été monté sur la face d'un châssis vertical surmonté par un râtelier à bobines .
Le cylindre d'alimentation supérieur 9 et le cylindre de débit iné
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inférieur 22 étaiend d'unmê,e diantète et les cylindres coopérants
11 et 23 étaient recouverts d'un élastomère de polyuréthane dense pour assurer un bon contact. La broche chauffée 13 avait un diamè- tre de 5,08 cm et elle était chauffée avec un appareil de chauffage à cartouche de 1000 watts. L'appareil de pré-volujme et d'entremêle- ment, monté entre les cylindres de texturation et les cylindres de débit inférieurs ,était identique à celui précédemment décrit dans les exemples 2 et 3.
Deux bobines d'un fil de Nylon 66 semi-mat., non étiré, de 3900 deniers et de 68 filaments, ont été montées sur le râtelier ; les deux bouts des fils sont amenés ensemble au guide supérieur 7 et emmenés à travers l'appareil tel que représenté par la figure 1, le fil traité étant enroulé.sur des tubes de carton par un bobinoir
Leesona 259. Les fils combinés faisaient trois enroulements autour de la broche chauffée et faisaient trois passages par l'étranglement des cylindres de texturation, un rouleau séparateur auxiliaire cou- rant étant utilisé pour empêcher les enroulements de fil de ee che- vaucher.
Le procédé était mis en oeuvre sous les conditions suivantes:
Vitesse du cylindre d'alimentation supérieur 114 m/miniute
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<tb> Vitesse <SEP> d <SEP> cylindres <SEP> de <SEP> texturation <SEP> 367 <SEP> m/minute
<tb>
<tb> (rapport <SEP> d'étirage) <SEP> (3,20)
<tb>
<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> cylindre <SEP> de <SEP> débit <SEP> inférieur <SEP> 302 <SEP> m/minute
<tb>
<tb> Sur-alimentation <SEP> 21%
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> broche <SEP> 200 C
<tb>
Aire de refroidissement sur les cylindres dentés 0,42 m3/minute
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<tb> Pression <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> d'eau <SEP> (coté <SEP> enveloppe) <SEP> 18,84 <SEP> kg/cm2
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur <SEP> d'eau <SEP> (saturée)
<SEP> 208 C
<tb>
Avant le passage à travers l'appareil de pré-volume et d'en- tremêleme le fil texturé avait un volume à sec de 21%. Le fil ayant subi le traitement de pré-volume et d'entremêlement avait un denier de 2590 et un volume au mouillé de 24,7%
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Des tapis tuftés présentant deux dessins différents de tuftage à hauts et bas et une construction à boucles de niveau ont été réalisés sur une machine de tuftage de type habituel (0,40 cm), en utilisant des échantillons du fil essayé et d'un fil du commerc similaire qui avait subi un pré-volume et qui avait été apprêté.
Des échantillons de tissus ont été réalisésen trois poids diffé- rents, à savoir 541 gr, 627 gr et 846 gr par m2, avec un dossier réalisé en un jute courant. Tous les échantillons étaient terminés de la manière technique habituelle et teints à la pièce à une nuance verte.
La performance au tuftage du fil essayé était remarquable ment bonne avec un minimum de défauts. Lorsqu'ils ont été jugés par cinq observateurs compétants, les échantillons de tapis du fil essayé ont été jugés comme étant supérieurs,sous tous les rapports, en particulier en ce qui concerne l'attrait esthétique , plus spé- cialement dans le cas des tapis à dessins, où les définitions du dessin et du tuftage sont nettement supérieures.
EXEMPLE 5
On a suivi le procédé de l'exemple 4, sauf que les deux bouts de fils de Nylon 66 comportaient différents additifs incorpo- rés dans le polymère pour réaliser une différence importante en ce qui concerne leur réceptivitévis-à-vis de colorants acides. Lors. d'un tuftage en un tissu et d'une teinture avec un colorant acide, le fil composé donnait un effet chiné agréable sa:
rayures désa- gréables. Les additifs incorporés dans le polymère de l'un des bouts pour rehausser l'aptitude à la teinture par les colorants acides sont du type décrit dans le brevet belge n 653.067 de additifs incorporés dans l'autre bout pour de rendre résistant aux colorants acides sont décrits dans la demande de brevet U.S.A n 553.715 du 31 mai 1966. De ce qui précède, on peut voir que les avantages de la présente invention sont nombreux. Le procéd assure le dévelo pement au moins partiellerent d'un caractère volumineux latent dans
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des fils à filaments continus thermos-plastiques synthétiques et il assure un entremêlement à undegré modéré des filaments composant ces fils.
Le fil résultant est volumineux et il est cohérent de façon voulue pour Etre utilisé dans des machines de tuftage à haute vitesse, avec un excellent rendement. L'appareil est d'une construc- être tion relativement simple. Il peut/incorporé dans les installations existantes sans modifications conteuses. D'autres avantages sont évidents.
Il sera évidemment entendu que l'invention n'est pas li- mitée aux détails donnés car de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sorir pour autant du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1.Un fil à filaments thermoplastiques volumineux, d'un comportement amélioré au tuftage, caractérisé en ce qu'il comporte des frisures prenant l'allure d'une courbe sinusoïdale, les sommets des frisures des filaments individuels étant localisés au hasard les uns par rapport aux autres, les filaments composant le fil ayant été déplacés latéralement et entremêlés les uns aux autres, le fil pre- nant un aspect non volumineux lisse compact sous une tension appli- quée dans le sens longitudinal d'environ 0,02 à 0,8 gr par denier, sans perte du caractère volumineux ou de la cohérence des filaments entremêlés, mais en perdant une telle cohérence lors de l'applica- tion d'une tension suffisante pour solliciter le fil au-delà de sa limite élastique nominale.