Procédé pour accumuler temporairement un fil circulant en continu
La présente invention concerne un procédé pour accumuler temporairement un fil circulant en continu.
Il est fréquent, dans l'industrie textile, d'effectuer en continu deux ou plusieurs opérations successives parfois à très grande vitesse. Lorsque, pour une raison quelconque, par exemple une panne, une interruption intervient dans l'une des opérations, il est nécessaire, si l'on ne veut pas arrêter la marché des opérations précédant celle où intervient l'interruption, d'accumuler temporairement le fil jusqu'à ce que le déroulement normal des diverses phases du procédé de fabrication soit rétabli.
Il est aussi souvent nécessaire, dans un procédé continu de traitement d'un fil, comportant plusieurs stades, de lancer et de régler successivement les divers stades: ceci nécessite, le temps de la mise au point, de stocker temporairement entre une phase et la suivante, une certaine longueur de fil.
Ces accumulations de fil peuvent évidemment être recueillies sous forme de déchets, mais ceci n'est pas souhaitable, même s'il ne s'agit pas de grandes longueurs, car le prix de revient peut en être affecté.
On peut également accumuler temporairement le fil alimenté en continu sur une bobine de réserve d'où il peut être récupéré: mais la bobine doit être entraînée positivement, ce qui exige un dispositif moteur dont l'encombrement peut être gênant, ainsi que le volume de la bobine, si la longueur de fil à stocker est importante.
La récupération pose également des problèmes de réglage de la vitesse de rotation de cette bobine.
D'autre part, il faut parfois qu'un certain laps de temps s'écoule avant qu'un fil soumis à une première opération textile ne subisse un autre traitement: il est donc nécessaire, lorsqu'on veut mettre en oeuvre un procédé en continu, de stocker provisoirement le fil entre les deux phases du procédé. L'utilisation d'un support cylindrique autour duquel le fil s'enroule, présente les mêmes inconvénients que la bobine de réserve citée cidessus.
Le procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce que l'on transforme temporairement la forme sensiblement rectiligne du fil en une forme curvilinéaire compacte par entassement sous l'action d'un fluide qui introduit, replie, entasse et fait progresser le fil dans une enceinte, ledit fluide étant inerte envers le fil dont la structure apparente et l'aspect se retrouvent inchangés après retour à la forme linéaire après extraction de l'entassement.
On entend par fluide inerte, au sens de la présente description, un fluide qui, par sa nature et sa température n'est pas susceptible, par son contact avec le fil entassé, d'imprimer à ce fil des modifications d'aspect et/ou de structure apparentes.
Suivant la matière constitutive du fil, la nature et la température du fluide peuvent être très diverses. Toute- fois, de façon générale, on utilise l'air comprimé à température ambiante et parfois la vapeur humide..
La pression du fluide sera de préférence supérieure à la pression atmosphérique et est généralement choisie en fonction de la vitesse d'alimentation et du titre du fil et des dimensions de l'enceinte.
Le procédé selon l'invention pourra s'appliquer à des fils d'origine naturelle (laine, soie, etc.), artificielle (viscose, acétate ou triacétate de cellulose, etc.) ou synthétique (polyamides, polyesters, polyacryliques, etc.). Ces fils peuvent être des mono- ou multifilaments formés de brins continus, ou des filés, composés de fibres discontinues; leur titre peut être fin, 10 deniers par exemple (11 dtex) ou élevé, 4500 deniers par exemple (5000 dtex).
Le procédé pourra s'appliquer aussi bien à des fils simples qu'à des fils retors, guipés, texturés ou fantaisie.
L'invention peut permettre d'accumuler des longueurs de fils allant de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres. La quantité de fil entassé n'est pas nécessairement limitée par les dimensions de l'enceinte dans laquelle le fil est introduit, car il est possible de recueillir l'entassement sur une surface, mobile par exemple, et d'extraire le fil de l'entassement après sa sortie de l'enceinte.
La vitesse d'alimentation du fil peut varier dans de grandes limites, et le procédé est notamment intéressant, dans le cas de fils alimentés à vitesse très élevée.
Selon la nature des opérations textiles entre lesquelles cette accumulation temporaire de fil est constituée, il est possible de conserver à l'entassement une importance constante dans le temps ou de le résorber progressivement. Dans ce dernier cas, lorsque l'entassement de fil aura disparu, le fil traversera seulement l'enceinte qui ne jouera plus que le rôle d'un simple guidefil.
Un dispositif utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention est d'un type en soi connu et a été utilisé jusqu'à ce jour pour le frisage de fils synthétiques.
Ce dispositif comporte:
- une enceinte tubulaire définissant un espace res
treint allongé,
- des moyens pour produire un courant de fluide
sous pression dans cet espace, d'une extrémité
à l'autre, afin d'introduire le fil à une extrémité,
- et des moyens pour évacuer ce fluide latéralement,
en partie ou en totalité.
Un tel dispositif est décrit par exemple dans le brevet français No 1289491.
L'enceinte a, de préférence, la forme d'un cylindre et en particulier d'un cylindre de révolution, mais peut avoir également la forme d'un parallélépipède.
La longueur et le diamètre de l'enceinte peuvent varier dans d'assez larges limites et sont généralement choisis en fonction du titre du fil à stocker, de la vitesse d'alimentation de ce fil, et éventuellement, lorsqu'elle est prévisible, de la durée du stockage.
Le fil est introduit à l'une des extrémités de l'enceinte de préférence par un injecteur, alimenté par un fluide sous pression, généralement l'air comprimé à température ambiante.
Pour évacuer latéralement une partie au moins du fluide on peut soit ménager des orifices dans la paroi de l'enceinte, soit utiliser des parois perméables.
La forme de l'enceinte et la disposition de l'appareil sur le trajet du fil sont choisies de telle sorte que, lorsque cet appareil joue le rôle de simple guide-fil, les forces de frottement sur le fil soient les plus faibles possible.
Les exemples suivants illustrent des mises en oeuvre particulières du procédé selon l'invention.
Exemple I
On décrira dans cet exemple, en se référant aux figures jointes, l'utilisation du procédé selon l'invention entre les opérations d'extrusion et d'étirage à froid d'un fil de polyamide 66.
La fig. 1 montre l'installation complète, la fig. 2 montre le dispositif utilisé à plus grande échelle.
On extrude à travers une filière 1, à 60 trous, un polyhexaméthylène adipamide, de viscosité relative 39, à 2920 C.
Après passage dans une cheminée de refroidissement 2, alimentée par de l'air à température ambiante et dans un conditionneur 3 alimenté par de la vapeur à 1100, le fil solidifié passe sur un rouleau 4 animé d'une vitesse périphérique de 210 m/mn, et possède alors un titre de 4500 deniers.
Ce fil est introduit au moyen d'un injecteur 5, alimenté en 10 par de la vapeur saturée à la pression de 2 bars, dans une enceinte 6, constituée par un tube métallique de diamètre interne 12 mm, de longueur 200 mm, percé, à 10 mm de l'extrémité où est introduit le fil, de 4 rangées de 6 orifices, de 1,5 mm de diamètre, disposés en couronne dans une zone de 25 mm de longueur.
Sous l'effet du fluide qui s'échappe en partie par les orifices, le fil se replie et s'entasse dans l'enceinte et progresse sous forme entassée, grâce à l'autre partie du fluide.
La durée du séjour du fil sous forme entassée dans l'enceinte est de 2,6 secondes et la longueur de fil stockée est d'environ 9 mètres.
A sa sortie du dispositif d'accumulation, le fil est conduit dans un frein à grille puis sur le rouleau d'alimentation 7, animé d'une vitesse périphérique de 210 m/mn, d'un appareil d'étirage à froid, comportant un doigt en acier inoxydable 8, autour duquel passe le fil, et un rouleau renvideur 9, tournant à la vitesse périphérique de 900 m/mn.
L'encombrement total du dispositif de stockage, y compris la buse d'alimentation, est de: 30 cm X 10 cm
x 10 cm.
Exemple 2
Un polyhexaméthylène adipamide de viscosité relative 35 est extrudé à 2920 C à travers une filière à 204 trous.
Après refroidissement dans un bain d'eau le fil passe sur un rouleau animé d'une vitesse périphérique de 104 m/mn et possède un titre de 11200 deniers.
Ce fil est introduit au moyen d'une buse, alimentée par de la vapeur d'eau saturée à la pression de 3 bars, dans une enceinte constituée par un tube métallique ayant un diamètre interne de 20 mm et une longueur de 250 mm, percé à 20 mm de l'extrémité où est introduit le fil de 4 rangées de 8 trous de 2 mm de diamètre, disposés en couronne dans une zone de 20 mm.
Le fil entassé séjourne environ 7 secondes dans l'enceinte et la longueur de fil stockée est d'environ l2,5m.
A sa sortie du dispositif d'accumulation le fil est étiré à froid sur un appareil dont le rouleau délivreur est animé d'une vitesse périphérique de 104 m/mn et le rouleau renvideur d'une vitesse de 370 m/mn. On obtient un fil de 3120 deniers dont l'aspect et la structure apparente sont identiques à celui d'un fil obtenu en discontinu, dans les mêmes conditions de filature et d'étirage. Les caractéristiques dynamométriques sont également sensiblement identiques.
Exemple 3
Un fil de 3120 deniers 204 brins ayant subi l'opération d'étirage et débité à 370 m/mn est traité en continu dans un dispositif de frisage par entassement dans une chambre où le fil est introduit par deux rouleaux sensiblement tangents tournant en sens inverse.
Sur son parcours entre le dernier rouleau de l'appareil d'étirage et son entrée dans le dispositif de frisage, le fil traverse un dispositif de stockage, qui en marche normale joue le rôle de simple guide-fil.
Ce dispositif est constitué par une buse d'alimentation pneumatique, et un tube métallique de diamètre intérieur 20 mm et de 1 mètre de long, comportant à 20 mm de l'extrémité d'entrée du fil 3 rangées de 8 orifices de 1 mm de diamètre, disposés en couronne à 20 mm de l'extrémité d'entrée du fil. La buse est reliée à une source d'air comprimé à température ambiante, sous 3,5 bars.
Lorsqu'un incidenl de marche intervient dans le fonctionnement du dispositif de frisage, le fil en aval du dispositif de stockage n'est plus soumis à la moindre tension. L'ouvrier ouvre l'alimentation en air comprimé de la buse, obture quelques fractions de seconde l'extrémité de sortie du tube et l'échappement latéral du fluide dans le tube métallique provoque l'entassement du fil.
La longueur de fil entassé dans le tube peut atteindre 80 mètres: l'ouvrier chargé de la surveillance des opérations dispose donc de 13 secondes environ pour intervenir.
L'entassement de fil est ensuite résorbé progressivement en jouant sur la vitesse d'entrée du fil dans le dispositif de frisage.
Si une plaque métallique inclinée est disposée à la sortie de la tuyère, le boudin s'entasse de lui-même sur la plaque et on peut ainsi doubler la durée de stockage.
Exemple 4
Un fil étiré de polyamide 66, 1040 deniers, 60 brins, est transféré en continu d'une machine d'étirage à un dispositif de texturation par fluide turbulent chaud.
Sur son trajet entre les deux appareils le fil traverse un dispositif constitué par une buse d'alimentation pneumatique et un tube métallique de 10mm de diamètre intérieur et 150 mm de longueur, percé à 8 mm de l'extrémité d'entrée du fil de 3 rangées de 6 orifices de 1 mm de diamètre disposés en couronne. La buse est alimentée par de l'air comprimé à 3,5 bars.
Au cours de la mise en route, dès que la machine d'étirage a atteint son régime normal, le fil est introduit dans le dispositif de stockage, ce qui laisse à l'ouvrier, lorsque la vitesse du fil après étirage est de 300 m/mn, 6 secondes pour régler l'opération de texturation.
Le procédé décrit s'applique également au stockage de fil au cours du changement de bobine, en filature par exemple, et peut être utilisé pratiquement à n'importe quel stade de la fabrication d'un fil où une accumulation temporaire de ce fil est nécessaire.