EP0568467B1 - Procédé pour le traitement de fils chimiques, notamment lors d'une opération de texturation, et installation textile mettant en oeuvre ce procédé - Google Patents

Procédé pour le traitement de fils chimiques, notamment lors d'une opération de texturation, et installation textile mettant en oeuvre ce procédé Download PDF

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EP0568467B1
EP0568467B1 EP93420129A EP93420129A EP0568467B1 EP 0568467 B1 EP0568467 B1 EP 0568467B1 EP 93420129 A EP93420129 A EP 93420129A EP 93420129 A EP93420129 A EP 93420129A EP 0568467 B1 EP0568467 B1 EP 0568467B1
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EP
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yarn
wire
air
tube
cooling
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Carlos Matas Gabalda
Pierre Mirabel
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ICBT Roanne SA
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ICBT Roanne SA
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    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/0206—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting
    • D02G1/0266—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting false-twisting machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/001—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a tube or vessel
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/003—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass by contact with at least one stationary surface, e.g. a plate

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating a moving wire, and more particularly a method of cooling the wire after passing through an oven during a texturing operation, in particular by false twisting according to the preamble of claim 1.
  • the present invention applies to all types of single or multifilament yarns, even a yarn of fibers.
  • the method according to the invention making it possible to cool a wire in motion at the outlet of an oven before passing through a processing member such as a false twist spindle, consists in passing said wire through the inside a tube traversed by a stream of fresh air or other gaseous product, said stream of air being directed in a direction opposite to the direction of passage of the wire, and it is characterized in that during this cooling phase , the wire is kept in contact with a bearing or guide surface arranged coaxially inside the tube through which the air stream which flows along said guide surface passes.
  • the outer tube is of cylindrical section and the coaxial guide surface is itself constituted by a cylindrical element, the air stream flowing along said surface in the space between said tube.
  • the material allowing the guide surface to be produced any material having mechanical characteristics such that it resists abrasion will be used, without altering the properties of the wire, such as for example ceramic.
  • the passage of the wire against the guide surface is carried out so that it forms a helix around the latter; advantageously, the wire surrounds said guide surface over 180 ° between its entry and its exit from the cooling zone.
  • the guidance of the wire is advantageously obtained by making the connection between the guide surface and the outer tube by means of "pins" arranged at the ends of the assembly and angularly offset one with respect to the other.
  • the outer tube also has a longitudinal slot facilitating the introduction of the wire; such an embodiment makes it possible to automatically obtain a positioning of the propeller against the surface disposed inside the outer tube.
  • the invention also relates to a textile installation comprising means making it possible to cool a yarn before leaving an oven using such a method.
  • cooling means consist of an assembly comprising a tube traversed by a stream of fresh air or other gaseous product, directed in the opposite direction to the direction of passage of the wire and inside which is disposed , coaxially, a bearing surface for said wire.
  • said guide or support surface is in the form of a rectilinear block, of cylindrical cross section, and outside of which comes to bear the wire during its displacement.
  • the path of the wire against the guide surface is produced by forming a helix between the inlet and the outlet of the cooling assembly; in this embodiment, the guiding of the helical wire is obtained by providing, at least one inlet and one outlet for the cooling assembly of the "pins" connecting the internal cylindrical surface to the external surface, and which are angularly offset from each other, such elements making it possible not only to ensure the automatic positioning of the wire inside the cooling assembly, but also the connection between the outer casing and the core ( guide surface) internal.
  • Such a cooling assembly is aligned with the furnace outlet and the false twist spindle, and can be arranged in any position, either horizontally or slightly inclined downward in the direction of movement of the wire, either vertically or making any angle to the vertical.
  • a second fixing oven can be provided between the last call (8) and the winding system (3).
  • the cooling zone produced in accordance with the invention consists essentially of an assembly (6) arranged in the extension and near the outlet of the oven (5), and preferably aligned with the false twist pin (7) to obtain a substantially straight path of the wire.
  • This cooling assembly is constituted by a tube (10), preferably of cylindrical section, and which comprises a slot allowing the positioning of the wire (2) during the launching operation. Inside this tube (10) is arranged, coaxially, a cylindrical guide surface (9) based on any suitable material, such as in particular ceramic, or stainless steel having received a surface treatment such as for example a plasma treatment.
  • such an assembly (6) has a length of 300 millimeters, a diameter for the outer tube (10) of 25 millimeters, and a diameter for the cylindrical guide surface (9) of 15 millimeters.
  • Additional guide means (11,12) for the wire (2) are preferably provided upstream and downstream of the cooling assembly (6) and allow the wire (2) to follow a path in the form of propeller against the surface (9).
  • a path in the form of a helix is obtained by using as guide means (11,12) two "pins" disposed at each end of the assembly (6), and which are offset angularly one in relation to the other.
  • a slot is provided to facilitate threading of the wire.
  • the helical wire is automatically positioned around the surface (9), the pins (11,12) playing their role of connecting and centering elements. of the cylindrical guide surface (9) relative to the outer tube (10).
  • the outlet of the assembly (6) there opens a conduit (13) connected to a source of compressed air, making it possible to breathe into the space between the core (9) and the outer casing (10), a current of air flowing in a direction opposite to that of the advance of the wire (2) and producing a venturi effect inside said assembly.
  • the air pressure blown inside the cooling assembly is generally low and of the order of one (1) bar, the flow rate being significant taking into account the fact that there is an additional call. of air from the outlet towards the inlet of the envelope (10).
  • the air flow can be regulated by any suitable means and depends on the nature of the wire, its temperature and its speed.
  • the air supply can be carried out either individually for each position of the machine, or by means of a common supply for all positions.
  • the air cools the thread in the opposite direction and therefore breaks the hot air sheath which surrounds it, the cooling being moreover accentuated by contact with the guide surface.
  • wire which, in summary, provides cooling combining both an extraction of calories by convection and conduction.
  • the guide surface (9) against which the wire rests during its passage inside the cooling assembly not only promotes its cooling, but also eliminates any risk of disturbances or faults created by the air flowing inside the cooling assembly.
  • the external split tube not only makes it possible to channel the air, but causes a venturi effect resulting in a large natural flow, making it possible to remove the sheath of hot air which accompanies the wire.
  • the treatment organs are arranged horizontally, but it could be envisaged to arrange them vertically or by using any angle with respect to the vertical.

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Description

  • La présente invention a trait à un procédé pour le traitement d'un fil en mouvement, et plus particulièrement un procédé de refroidissement du fil après passage dans un four lors d'une opération de texturation, notamment par fausse torsion selon le préambule de la revendication 1.
  • Un tel procédé est connu du GB-A-2 019 456.
  • Elle concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
  • Dans la suite de la description, l'invention sera décrite appliquée à un procédé de texturation dit "par fausse torsion", procédé selon lequel on soumet le fil en mouvement à une torsion provisoire et à un traitement thermique à l'état tordu, le fil étant éventuellement soumis à un traitement de fixation .
  • Il est évident que cela ne limite pas la portée de l'invention et qu'il peut également être appliqué à tous les procédés dans lesquels on traite thermiquement un fil en mouvement, le fil devant être ensuite refroidi rapidement avant passage dans un organe de traitement situé en aval de l'organe de traitement thermique.
  • Par ailleurs, la présente invention s'applique à tous types de fils mono ou multifilamentaires, voire même un filé de fibres.
  • La nécessité d'effectuer un refroidissement du fil dans une machine de fausse torsion entre la sortie du four et la broche, a été mise pratiquement en évidence dès le début du développement industriel de cette technologie, comme cela ressort notamment du brevet français no. 1 076 599.
  • Du fait de l'amélioration des performances des broches de fausse torsion et de l'augmentation des vitesses linéaires des fils, qui, actuellement, dépassent fréquemment les mille mètres par minute (1000 m/min), il a été nécessaire non seulement d'augmenter la longueur des fours pour que le fil reçoive la quantité de calories suffisantes pour son traitement thermique, mais également soit d'allonger de manière pratiquement proportionnelle la longueur du trajet de refroidissement lorsque ce dernier se fait à l'air libre, soit de prévoir des moyens permettant de réaliser un refroidissement accéléré du fil entre la sortie du four et son passage dans la broche de fausse torsion.
  • Parmi les différentes solutions envisagées, pour réaliser un tel refroidissement accéléré, il a été proposé de mettre le fil en contact avec une surface refroidie, voire même de le mouiller, ainsi que de le soumettre à l'action d'un jet d'air refroidi. Cette dernière solution, refroidissement par jet d'air, ressort notamment du brevet français no. 1 168 540 (correspondant à l'US-A- 3 058 291).
  • Cette dernière technique de refroidissement par "courant d'air froid" qui, d'une manière générale, consiste à faire passer le fil à l'intérieur d'un tube traversé par un courant d'air frais ou autre produit gazeux, ce courant étant dirigé en sens opposé au sens du passage du fil, si elle permet un refroidissement accéléré, n'a cependant jamais été utilisée industriellement, du moins à la connaissance du Demandeur, ce qui peut s'expliquer par le fait qu'il est difficile de contrôler les conditions de traitement qui peuvent varier d'une position à une autre, compte tenu que le courant d'air peut perturber le déplacement des fils.
  • Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé simple, efficace et économique, qui surmonte les inconvénients des procédés antérieurs, permet de refroidir rapidement un fil se déplaçant à grande vitesse, notamment lors d'une opération de texturation telle que par fausse torsion.
  • D'une manière générale, le procédé selon l'invention permettant de refroidir un fil en mouvement à la sortie d'un four avant passage dans un organe de traitement tel qu'une broche de fausse torsion, consiste à faire passer ledit fil à l'intérieur d'un tube traversé par un courant d'air frais ou autre produit gazeux, ledit courant d'air étant dirigé dans une direction opposée au sens de passage du fil, et il se caractérise en ce que lors de cette phase de refroidissement, le fil est maintenu en contact avec une surface d'appui ou de guidage disposée coaxialement à l'intérieur du tube traversé par le courant d'air qui s'écoule le long de ladite surface de guidage.
  • Selon une forme préférentielle de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, le tube extérieur est de section cylindrique et la surface de guidage coaxiale est elle-même constituée par un élément cylindrique, le courant d'air s'écoulant le long de ladite surface dans l'espace compris entre ledit tube. Comme matériau permettant de réaliser la surface de guidage, on utilisera tout matériau présentant des caractéristiques mécaniques telles qu'il résiste à l'abrasion, sans altérer les propriétés du fil, tel que par exemple de la céramique. Il est cependant avantageux d'utiliser un matériau qui présente également, en plus des caractéristiques précitées, celle d'être également bon conducteur thermique, ce qui permet encore d'améliorer le processus de refroidissement ; un tel matériau peut par exemple être constitué par de l'acier inoxydable ayant reçu un traitement de surface (plasma...).
  • Enfin, toujours selon une forme préférentielle de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, le passage du fil conre la surface de guidage est réalisé de telle sorte qu'il forme une hélice autour de cette dernière ; avantageusement, le fil entoure ladite surface de guidage sur 180° entre son entrée et sa sortie de la zone de refroidissement. Bien entendu, il peut être envisagé de former une hélice présentant un angle entre l'entrée ou la sortie différent de 180° sans sortir du cadre de l'invention. Dans cette forme de réalisation, le guidage du fil est avantageusement obtenu en réalisant la liaison entre la surface de guidage et le tube externe par l'intermédiaire de "pions" disposés aux extrémités de l'ensemble et décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. Dans cette forme de réalisation, le tube externe présente également une fente longitudinale facilitant l'introduction du fil ; une telle forme de réalisation permet d'obtenir automatiquement un positionnement de l'hélice contre la surface disposée à l'intérieur du tube externe.
  • L'invention concerne également une installation textile comportant des moyens permettant de refroidir un fil avant la sortie d'un four mettant en oeuvre un tel procédé.
  • Cette installation se caractérise en ce que les moyens de refroidissement sont constitués par un ensemble comprenant un tube traversé par un courant d'air frais ou autre produit gazeux, dirigé en sens opposé au sens de passage du fil et à l'intérieur duquel est disposée, coaxialement, une surface d'appui pour ledit fil.
  • Selon un mode préférentiel de réalisation conforme à l'invention, ladite surface de guidage ou d'appui se présente sous la forme d'un bloc rectiligne, de section transversale cylindrique, et à l'extérieur duquel vient s'appuyer le fil lors de son déplacement. De préférence, le trajet du fil contre la surface de guidage, est réalisé en formant une hélice entre l'entrée et la sortie de l'ensemble de refroidissement ; dans cette forme de réalisation, le guidage du fil en forme d'hélice est obtenu en prévoyant, au moins une entrée et une sortie de l'ensemble de refroidissement des "pions" reliant la surface cylindrique interne à la surface externe, et qui sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, de tels éléments permettant non seulement d'assurer le positionnement automatique du fil à l'intérieur de l'ensemble de refroidissement, mais également la liaison entre l'enveloppe externe et le noyau (surface de guidage) interne.
  • Un tel ensemble de refroidissement est aligné avec la sortie du four et la broche de fausse torsion, et peut être disposé selon n'importe quelle position, soit horizontalement ou légèrement inclinée vers le bas dans le sens de déplacement du fil, soit verticalement ou faisant un angle quelconque par rapport à la verticale.
  • Avantageusement et en pratique, pour une machine de texturation par fausse torsion permettant de traiter des fils synthétiques (polyamide, polyester ..) à une vitesse de production de mille mètres par minute (1000 m/min) ou plus, et qui, pour un refroidissement naturel du fil à l'air libre, nécessite une distance entre la sortie du four et l'entrée de la broche de fausse torsion de l'ordre de 1,5 mètre, il est possible de réaliser le refroidissement dudit fil conformément à l'invention en utilisant un ensemble ayant une longueur inférieure à un mètre, comportant un tube externe de 25 millimètres de diamètre et, disposé concentriquement, un noyau cylindrique en céramique de 15 millimètres avec une injection d'air, à contre sens du défilement du fil, réalisée à la sortie du dispositif de refroidissement sous une pression comprise entre un et deux bars.
  • L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation décrit ci-après à titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels :
    • la figure 1 illustre l'ensemble d'une installation de texturation par fausse torsion mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention ;
    • la figure 2 est une vue partielle, agrandie, montrant en détail la zone de refroidissement réalisée conformément à l'invention dans une machine de fausse torsion ;
    • la figure 3 est une vue de détail, en perspective éclatée, d'un mode de réalisation préférentiel d'un ensemble de refroidissement réalisé conformément à l'invention et monté sur une telle installation.
  • Si l'on se reporte aux figures 1 et 2, dans une machine de texturation de fils par fausse torsion mettant en oeuvre le procédé de refroidissement du fil conforme à l'invention, chaque position de travail comprend, disposé entre une zone d'alimentation (1) du fil (2) à traiter et une zone de réception (3) après traitement, un ensemble de transformation dudit fil (2) composé d'éléments disposés dans le prolongement les uns des autres, et accessible par l'opérateur, et qui comporte :
    • un premier appel (4) du fil (2) ;
    • un dispositif de chauffage (5) de tout type connu (four ouvert ou fermé) ;
    • un système de refroidissement, désigné par la référence générale (6), réalisé conformément à l'invention, et dont la structure et le fonctionnement sera vu plus en détail dans la suite de la description ;
    • une broche de fausse torsion (7) constituée par une broche à disques ou à courroies croisées conventionnelle ;
    • un système d'appel conventionnel (8) disposé en aval de la broche (7) et des moyens de renvidage (3).
  • Eventuellement, un second four de fixation peut être prévu entre le dernier appel (8) et le système de renvidage (3).
  • Ainsi que cela est montré plus en détail à la figure 3, la zone de refroidissement réalisée conformément à l'invention, est constituée essentiellement par un ensemble (6) disposé dans le prolongement et la proximité de la sortie du four (5), et de préférence alignée avec la broche de fausse torsion (7) pour obtenir un trajet sensiblement rectiligne du fil. Cet ensemble de refroidissement est constitué par un tube (10), de préférence de section cylindrique, et qui comporte une fente permettant la mise en place du fil (2) lors de l'opération de lancement. A l'intérieur de ce tube (10), est disposée, coaxialement, une surface de guidage cylindrique (9) à base de tout matériau approprié, tel que notamment céramique, ou acier inoxydable ayant reçu un traitement de surface tel que par exemple un traitement plasma.
  • A titre indicatif, pour une machine de texturation fonctionnant à une vitesse de mille mètres par minute (1000 m/min) ou plus, un tel ensemble (6) a une longueur de 300 millimètres, un diamètre pour le tube externe (10) de 25 millimètres, et un diamètre pour la surface de guidage cylindrique (9) de 15 millimètres. Des moyens de guidage additionnels (11,12) pour le fil (2) sont de préférence prévus en amont et en aval de l'ensemble de refroidissement (6) et permettent de faire suivre au fil (2) un trajet en forme d'hélice contre la surface (9). Dans la forme de réalisation préférentielle illustrée, un tel trajet sous forme d'hélice est obtenu en utilisant comme moyens de guidage (11,12) deux "pions" disposés à chacune des extrémités de l'ensemble (6), et qui sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. Par ailleurs, une fente est prévue pour faciliter l'enfilage du fil. De cette manière, on obtient, lors de la mise en route de la machine, un positionnement automatique du fil en hélice autour de la surface (9), les pions (11,12) jouant leur rôle d'éléments de liaison et de centrage de la surface de guidage cylindrique (9) par rapport au tube externe (10).
  • Conformément à l'invention, à la sortie de l'ensemble (6), débouche un conduit (13) relié à une source d'air comprimé, permettant d'insuffler dans l'espace compris entre le noyau (9) et l'enveloppe externe (10), un courant d'air s'écoulant dans une direction inverse à celle de l'avance du fil (2) et produisant un effet venturi à l'intérieur dudit ensemble. La pression d'air insufflé à l'intérieur de l'ensemble de refroidissement, est en général faible et de l'ordre d'un (1) bar, le débit étant important compte tenu du fait qu'il se produit un appel additionnel d'air depuis la sortie en direction de l'entrée de l'enveloppe (10). Le débit d'air peut être régulé par tout moyen approprié et est fonction de la nature du fil, de sa température et de sa vitesse. L'alimentation en air peut être réalisée soit de manière individuelle pour chaque position de la machine, soit au moyen d'une alimentation commune pour l'ensemble des positions.
  • Grâce à une telle manière de procéder, il est possible de refroidir parfaitement le fil, sans altérer ses propriétés textiles, et ce en ayant un encombrement minimal. Ceci s'explique par le fait que conformément à l'invention, l'air refroidit le fil à contresens et brise donc la gaine d'air chaud qui l'entoure, le refroidissement étant par ailleurs accentué par le contact avec la surface de guidage du fil ce qui, en résumé, permet d'obtenir un refroidissement combinant à la fois une extraction des calories par convexion et conduction. De plus, la surface de guidage (9) contre laquelle le fil s'appuie lors de son passage à l'intérieur de l'ensemble de refroidissement, permet non seulement de favoriser son refroidissement, mais également élimine tous risques de perturbations ou défauts créés par l'air s'écoulant à l'intérieur de l'ensemble de refroidissement. Il convient également de noter que le tube fendu extérieur permet non seulement de canaliser l'air, mais provoque un effet venturi entraînant un gros débit naturel, permettant d'enlever la gaine d'air chaud qui accompagne le fil.
  • Grâce à une telle solution, il est possible de réaliser des machines très compactes, dont tous les organes sont facilement accessibles par un opérateur tel que cela est représenté à la figure 1. Dans l'exemple illustré par cette figure 1, les organes de traitement (four, ensemble de refroidissement, broche) sont disposés horizontalement, mais il pourrait être envisagé de les disposer verticalement ou en faisant appel à un angle quelconque par rapport à la verticale.

Claims (7)

  1. Procédé permettant de refroidir un fil (2) en mouvement à la sortie d'un four (5) avant passage dans un organe de traitement tel qu'une broche de fausse torsion (7), consistant à faire passer ledit fil à l'intérieur d'un tube externe (10) traversé par un courant d'air frais ou autre produit gazeux, ledit courant d'air étant dirigé dans une direction opposée au sens de passage du fil, caractérisé en ce que lors de cette phase de refroidissement, le fil est maintenu en contact avec une surface d'appui ou de guidage (9) disposée coaxialement à l'intérieur du tube (10) traversé par le courant d'air qui s'écoule dans l'espace compris entre le tube externe (10) et ladite surface de guidage.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube extérieur (10) traversé par le courant d'air est de section cylindrique et la surface de guidage coaxiale (9) est également constituée par un élément cylindrique à base d'une matière lisse, dure.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de guidage coaxiale est à base de céramique.
  4. Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de guidage (9) est à base d'acier inoxydable ayant reçu un traitement de surface.
  5. Installation textile comportant des moyens (6) permettant de refroidir un fil (2) à la sortie d'un four (5) et avant passage dans un organe de traitement tel qu'une broche de fausse torsion (7), installation dans laquelle les moyens de refroidissement (6) sont constitués par un ensemble comprenant un tube externe (10) traversé par un courant d'air frais ou autre produit gazeux, dirigé en sens opposé au sens de passage du fil (2), caractérisée en ce que à l'intérieur du tube externe (10) est disposée, coaxialement, une surface de guidage ou d'appui (9) pour ledit fil.
  6. Installation textile selon la revendication 5, caractérisée en ce que le tube (10) comporte une fente le long de l'une de ses génératrices, le guidage en hélice le long de la surface (9) étant obtenu au moyen de deux pions (11,12), décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, disposés à chaque extrémité de l'ensemble et reliant la surface de guidage ou d'appui (9) au tube externe (10).
  7. Installation textile selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite surface de guidage ou d'appui (9) se présente sous la forme d'un bloc rectiligne, de section transversale cylindrique, et à l'extérieur duquel vient s'appuyer le fil (2) lors de son déplacement, le trajet du fil étant réalisé en formant une hélice le lond de cette surface.
EP93420129A 1992-04-29 1993-03-23 Procédé pour le traitement de fils chimiques, notamment lors d'une opération de texturation, et installation textile mettant en oeuvre ce procédé Expired - Lifetime EP0568467B1 (fr)

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