Procédé de traitement d'une mèche de filaments continus frisés, et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé L'invention concerne un procédé purement méca nique de traitement d'une mèche non tordue de fila ments continus frisés, afin de rendre ces filaments suf fisamment cohérents pour permettre l'utilisation de la mèche comme fil. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé.
On peut friser une mèche non tordue de filaments continus par des moyens mécaniques pour obtenir un produit qui, après hachage, donne des fibres disconti nues d'une qualité très satisfaisante. Or, une mèche fri sée ne permet pas d'obtenir un fil très bouffant de fila ments continus du fait que la torsion qui a été introduite dans la mèche pour lui donner la cohérence nécessaire, empêche le développement du degré de voluminosité que le frisage des filaments individuels pourrait produire en l'absence de cette torsion.
On peut rendre bouffant un fil de filaments conti nus en le faisant passer à travers un jet d'air ou d'un autre gaz qui chasse les filaments individuels du fil et les formes en boucles. Dans un tel procédé, la torsion introduite initialement ou ultérieurement dans le fil bloque les boucles en position de sorte qu'on obtient un fil bouffant.
Un tel fil possède certains inconvénients en ce qu'un grand nombre de ces boucles dépassent la surface du fil et tendent à accrocher les fils adjacents, d'où difficultés de manutention et, pour certaines appli cations spéciales du fil, ces difficultés peuvent devenir assez sérieuses.
Selon l'invention, on fait passer la mèche de fila ments continus frisés à travers un ajutage où la mèche est soumise à l'action d'au moins un jet de fluide pen dant qu'on règle la tension de la mèche de façon à permettre la séparation et le mouvement relatif de cha cun des filaments, tout en empêchant la formation de boucles et en limitant la suralimentation de la mèche, par rapport à la vitesse de reprise de la mèche traitée, à une valeur comprise entre 0 et 5 %.
Le dispositif selon l'invention, pour la mise en oeuvre de ce procédé, comporte une première paire de rouleaux de serrage, au moins un ajutage à fluide et une deuxième paire de rouleaux de serrage disposée en aval de l'aju tage à fluide.
En opérant de la façon indiquée, il s'est révélé pos sible d'obtenir un tel enchevêtrement des filaments que le produit obtenu possède une cohérence suffisante pour son utilisation comme fil sans torsion de la mèche et en conservant cependant un gonflement important par suite du frisage des filaments, lequel frisage aurait été détruit par la torsion de la mèche.
On a également trouvé que l'opération provoque un desenchevêtrement important des frisures des filaments adjacents. Dans une mèche de filaments continus, frisés par une technique comme la boite à bouvrage ou des roues dentées en prise, les frisures des filaments voisins sont enchevêtrées de sorte que le produit initialement frisé peut rassem bler à un ruban plissé.
Sans le désenchevêtrement effi cace selon le présent procédé, le degré de voluminosité dans le produit final serait insignifiant et les étoffes et autres articles qu'on confectionne avec de tels fils pré senteraient des taches claires et sombres par suite des zones alternées de forte et faible réflexion. Les étoffes, et surtout les tapis et carpettes, qu'on confectionne avec les fils obtenus comme décrit ci-dessus, sont très satis faisantes du point de vue de la voluminosité du fil et aussi de l'uniformité de leur aspect.
On peut maintenir les filaments frisés sous une ten sion réglée pendant leur passage à travers le jet de fluide en utilisant des séries successives de rouleaux de serrage entre lesquelles le jet fonctionne. Entre les séries de rouleaux de serrage, la tension des filaments traités peut être comprise, en général, entre 0,01 et 0,65, de pré férence au-dessous de 0,4 gramme par denier, la valeur exacte étant choisie de façon à obtenir l'effet désiré, par exemple en fonction de la nature des filaments et de la pression du fluide constituant le jet.
La pression peut varier entre de larges limites, et par exemple on peut employer des surpressions pneumatiques de 0,35 à 12,3 lcg/cm2, selon la construction de l'ajutage, bien qu'en général, la surpression soit comprise entre 2,1 et 8,8 lcg/cm2. En général, le fluide peut être de l'air mais on peut utiliser un autre fluide comme l'azote ou l'an hydride carbonique. Dans l'ajutage, le courant d'air ou d'un autre fluide peut être dirigé perpendiculairement à la direction de la mèche, ou en variante,
l'angle d'im pact du jet peut être supérieur ou inférieur à 90 . La construction du dispositif d'application du jet peut être la même que celle de l'un des dispositifs qui ont été décrits pour la formation de boucles de filaments indi viduels du fil, afin de rendre ce fil plus bouffant. On peut utiliser plus d'un jet d'air ou autre fluide que l'on dirige contre la mèche de filaments, en espaçant les dispositifs le long du trajet de la mèche et en utilisant des paires diamétralement opposées d'ajutages.
Comme il a déjà été dit, la tension est réglée en vue d'une faible suralimentation et même d'une absence de sur alimentation, et dans tous les cas, cette suralimentation ne doit pas dépasser 5% car, au-dessus, des boucles annulaires commencent à se former dans le produit.
En procédant comme il est décrit, on peut obtenir des fils dont les filaments ont une cohésion comparable à celle des fils classiques à faible torsion, et par exem ple des fils d'une torsion d'environ 0,26 tour/cm, et fréquemment le produit est équivalent à un fil d'une torsion de 0,4 à 0,8 tour/cm. On peut même obtenir des fils dont les filaments ont une cohésion beaucoup plus forte, équivalente à celle des fils qui présentent une torsion jusqu'à 6 tours/cm.
En général, on peut utiliser des mèches comportant de 1,2 à 40 frisures par cm, et le plus fréquemment, de 2 à 20 frisures par cm, avec des résultats satisfaisants.
Le procédé peut être exécuté en utilisant une mèche de filaments quelconques présentant un frisage perma nent. Les filaments typiques sont ceux en polyamides, par exemple en poly-(epsilon-caproamide) et en poly- (hexaméthylène-adipamide) ; en esters cellulosiques, par exemple en acétate et en triacétate de cellulose; en polyesters, par exemple en téréphtalate de polyéthylène ou en poly-(téréphtalate de p-hexahydroxylylène ;
en polyoléfines, par exemple en polyéthylène ou en poly propylène; en polymères vinyliques ou acryliques, par exemple en poly-(acrylonitrile) et en copolymères de l'acrylonitrile avec d'autres monomères. Les filaments peuvent avoir une section droite circulaire, en étoile, évasée, trilobale, cruciforme ou toute autre.
Les exemples suivants servent à illustrer le procédé décrit. <I>Exemple 1</I> On fait passer une mèche frisée de 204 filaments de nylon-66 titrant un denier total de 10800 et ayant été étirée de 3,67 fois sa longueur initiale et soumise à une détente à chaud de 6 0/0, qui est non cohérente et dont les frisures individuelles sont alignées le long de la lon gueur de la mèche, dans la fente entre deux premiers rouleaux de serrage, puis à travers un ajutage d'air et dans la fente entre une seconde paire de rouleaux.
L'ajutage est une enceinte présentant un alésage cylin- drique et une entrée d'air qui intersecte l'alésage cylin drique et son milieu de sorte que l'axe du jet d'air coupe l'axe de l'alésage. Un élément cylindrique rapporté dans l'alésage de l'enceinte présente un canal cylindrique coaxial pour le passage du fil. Une gorge de pression est usinée dans la périphérie de l'élément rapporté, en son milieu, de sorte que les flancs de cette gorge et la paroi de l'alésage définissent une chambre annulaire de pression lorsque l'élément rapporté est en place.
Deux bagues toriques en caoutchouc logées dans deux gorges circonférentielles supplémentaires, une à chaque bout de l'élément rapporté, dépassent au-dessus de la surface circonférentielle de l'élément rapporté pour ap puyer contre la paroi de l'alésage cylindrique et assu rer l'étanchéité de l'élément rapporté dans l'alésage. Deux passages d'air diamétralement opposés sont per cés à partir du fond de la gorge de pression dans l'élé ment rapporté. Des guides d'alignement à l'entrée et à la sortie sont montés sur l'enceinte et sont coaxiaux avec le canal du fil.
La tension de la mèche qui traverse l'ajutage est réglée en faisant tourner la première et la seconde paire de rouleaux de serrage à la même vitesse périphérique. On fournit de l'air comprimé à la gorge de pression de l'ajutage sous une pression manométrique de 71cg/cm2. Pendant son passage dans l'ajutage, la mèche filamen- taire est heurtée par des jets d'air provenant des pas sages diamétralement opposés.
Les filaments sous bal lottés dans l'air comprimé hautement turbulent de sorte qu'ils sont d'abord écartés les uns des autres et ensuite enchevêtrés à la suite de quoi les frisures sont désen- chevêtrées et la contrainte de frottement des filaments mélangés permet le maintien de la mèche sous forme d'un fil cohérent dont la cohésion équivaut à peu près à celle d'un fil tordu à 0,
26 tour/cm alors que le gonfle- ment est supérieur à 15 % en volume environ par rap- port à la mèche initiale. Le fil qui ne présente ni boucles ni torsion de mèche, est alors repris sur un paquet. <I>Exemple 2</I> On fait pénétrer une mèche de 34 filaments frisés de nylon-66 d'un denier total de 192 dans une enceinte d'air comprimé du même type qu'à l'exemple 1 et avec un fonctionnement identique.
On règle les vitesses des rouleaux de serrage de façon à maintenir une tension de 7 à 10 g sur le fil qui passe dans l'ajutage, et on travaille avec une suralimentation de 0 à 2 0/0. La co hésion du fil équivaut à peu près à celle d'un fil tordu à environ 0,4 tour/cm, et le gonflement est de plus de 15 % en volume par rapport à la mèche initiale. Le fil est exempt de boucles et sensiblement exempt d'une torsion de mèche,
et on l'enroule sur une bobine.