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La présente addition concerne des procédés et appareils perfec- tionnés permettant d'élastifier des fils thermoplastiques.
Les fils thermoplastiques élastifiés sont composés de un ou plu- sieurs filaments continus, qui ont une tendance relativement permanente à friser, onduler ou boucler, de telle sorte que les étoffes fabriquees avec ces fils sont élastiques. Les fils élastifiés que l'on trouve actuellement dans le commerce sont de deux types; dont les principes sont différents.
Dans le premier type, le fil élastifié a reçu une contrainte de torsion, de telle sorte qu'il a tendance à vriller ou friser pour supprimer sa contrain- te; dans le second type, le fil élastifié a reçu une contraint créée en pliant le fil à angle aigu et en le redressant ensuite en ligne droite, de telle sorte que ce fil, quand il n'est pas tendu, a tendance à friser ou à former des boucles, Les fils du premier type sont appelés communément "file élastifiés à torsion élevée" ; fils du second type sont appelés ordinairement "fils élastifiés sans torsion", car l'élasticité de ces der- niers ne résulte pas principalement d'une contrainte de torsion. Ce sont ces fils élastifiés sans torsion qui font l'objet de la présente addition.
Un procédé de préparation des fils élastifiés sans torsion a été décrit dans le brevet anglais n 558.297 du 26 juin 1942; ce procédé consis- te à faire passer un fil thermoplastique , à froid et avec une tension éle- vée , sur un organe de déformation non chauffé;ce procédé ancien n'a trouvé aucun succès commercial pour plusieurs raisons. L'abord, le fil préparé par ce procédé perd en grande partie sa tendance à boucler ou friser, quand on le place dans de l'eau chaude, les étoffes fabriquées avec ce fil perdent par conséquent en grande partie leur élasticité quand on les lave. De plus, le procédé décrit dans le brevet anglais précité ne produit pas générale- ment dans les fils une tendance à friser suffisamment accentuée, pour obte- nir avec ces fils une étoffe posséfant une élasticité appréciable.
On connaît un procédé de préparation des fils élastifiés sans tor- sion; conformément à ce procédé, on fait passer autour de l'arête d'une lame, avec une tension relativement faible, un fil thermoplastique porté à une température élevée. Ce procédé supprime un grand nombre des inconvé- nients du procédé décrit dans le brevet anglais cité plus haut; il donne au fil une excellente élasticité, qui se maintient entièrement après pas- sage dans l'eau chaude, en particulier avec certains types de fils de "NYLON". Cependant, le degré d'élasticité que ce procédé permet de donner à certains types de fils n'est pas aussi élevé qu'on le désire fréquemment.
La présente addition a pour but, en particulier, de réaliser des procédés et des appareils pour produire des fils thermoplastiques, qui possèdent une élasticité extrêmement élevée et convienent remarquablement pour la fabrication des étoffes élastiques lavables.
La présente addition a aussi pour but de réaliser un procédé pour donner une élasticité excellente à des fils thermoplastiques apparte- nant à une gamme étendue, comprenant les fils auxquels les anciens procédés ne pouvaient communiquer qu'une élasticité modérée.
L'appareil permettant d'atteindre les buts précédents, ainsi gue d'autres buts de la présente addition, comprend un dispositif pour élever la température d'une portion d'un fil thermoplastique en mouvement, de manière à réduire la contrainte nécessaire pour faire travailler cette por- tion chauffée au delà de sa limite élastique, un dispositif pour tendre le fil chaud au delà de sa limite élastique,de:manière à augmenter son module d'élasticité, et un dispositif pour faire passer sous tension, le long d'un trajet à angle aigu le fil tendu précédemment à chaud.
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En utilisant un tel appareil, comprenant les différents dispositifs indiqués, on peut communiquer à un fil thermoplastique une tendance à boucler et friser, qui ne disparait pas quand on lave le fil, ou une étoffe fabriquée avec ce fil, dans de l'eau chaude ,et qui peut en réalité être intensifiée par l'opération que l'on décrira plus loin en détail.
Conformément à la présente addition, on peut utiliser, pendant l' opération de pliage du fil, la haute tension et la faible température carac- térisant le procédé du brevet anglais déjà mentionné ; on peut au contraire et de préférence utiliser le perfectionnement constitué par le procédé connu exposé plus haut, en employant par conséquent pendant l'opération de pliage une tension relativement faible du fil et une température élevée de celui-ci. Il est en effet surprenant que l'on prisse, par la modification conforme à la présente addition, transformer le procédé du brevet anglais cité plus haut, basé sur l'emploi d'un fil froid, à tension élevée, en un procédé fournissant un fil, qui possède une tendance à boucler et friser extrêmement développée, se maintenant sensiblement après passage du fil dans l'eau chaude.
Avec des fils en polyester, le procédé du brevet anglais cité plus haut, modifié conformément à la présente addition, donne en ef- fet des résultats qui sont généralement excellents par rapport à ceux obte- nus par les anciennes techniques. Cependant, pour obtenir les meilleurs ré- sultats avec tous les types de fils, et en particulier avec les fils de "NYLON", il faut utiliser des tensions relativement faibles et des tempéra- tures élevées du fil dans l'opération de pliage du procédé perfectionné conforme à la présente additiono
La raison ou les raisons exactes du succès du nouveau procédé de la présente addition ne sont pas parfaitement connues, bien que l'on sache qu'un certain nombre de changements se produisent dans les fibres d'un fil thermoplastique ,
quand on allonge celui-ci à une température élevée conformément à la présente addition. En premier lieu, le module d'élasticité de tension des fibres est notablement augmenté jusqu'à un certain point par l'opération d'allongement; il semble que cette augmentation explique dans une certaine mesure le succès du nouveau procédé car, dans tous les cas- connus, les meilleurs résultats sont obtenus quand le fil est étiré à chaud de manière que son module d'élasticité atteigne 10 % ou 20 % près le module maximum d'élasticité qu'il a été possible de développer dans le fil de départ.
L'opération d'allongement à chaud produit un deuxième changement dans les fibres du fil; elle fait apparaître en effet dans les fibres une fragilité prononcée, qui est mise en évidence par une variation appréciable de la résis- tance de rupture des filaments individuelsCeci se rapporte aussi évidemment au succès du nouveau procédé, car l'élasticité la meilleure et la plus per- manente est généralement obtenue quand on allonge le fil dans les conditions et dans la mesure voulues pour que les fibres possèdent un degré de fragilité voisin du maximum.
Un autre changement est produit par'l'allongement à chaud en ce sens que l'allongement de rupture des fibres du fil est notablement diminué.Ceci semble également intervenir dans le succès du procédé, puisque les meilleurs résultats sont obtenus, les-autres facteurs étant les mêmes , quand le fil est allongé dans la mesure nécessaire pour que les fibres pos- sèdent un allongement de rupture voisin du minimum. On illustrera plus clai- rement dans ce qui va suivre l'effet de tous ces facteurs.
Conformément au nouveau procédé de la présente addition, le fil à élastifier peut consister en un câble quelconque filamenteux et continu, constitué par des fibres thermoplastiques, organiques et hydrophobes.Les fibres thermoplastiques susceptibles de convenir comprennent par exemple les fils en polyesters, obtenus par réaction de l'éthylène-glycol avec l'acide téréphtalique; on peut aussi utiliser des fils de "NYLON", formés par réac- tion de l'hexaméthylène-diamine et de l'acide adipique.
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La présente addition peut aussi être appliquée facilement, dans certaines conditions, pour élastifier des fibres polyacryliques formées par des poly- mères d'acrylonitrile ou par des copolymères d'acrylonitrile et d'autres matières polymériques; elle peut être aussi appliquée pour élastifier des fibres formées par des esters de cellulose, tels que le triacétate de cel- lulose.
Les fils dans, lesquels les'filaments ont une section transversale de forme génénals circulaire et une surface lisse,cont les plus faciles à utiliser et donnent les résultats les plus satisiaisants; quelques fils donnent des difficultés non pas surtout à cause de leur composition chimique ou de leurs propriétés physiques pronres, mais surtout à cause de la configuration de la section transversale de leurs fibres. Par exemple, les fibres acryliques, vendues dans le comme@@e sous le nom "D'"ORLON", ont une section transversale dont la forme se rapproche de celle d'un haltère et il est difficile de les élas- tifier par le procédé de la présente addition.
Dans une classe choisie de fils , les fils qui conviennent le mieux pour le présent procédé sont généralement ceux que l'on trouve dans le commerce et qui appartiennent aux types utilisés dans la fabrication des étoffes. Le fil de départ du procédé est de préférence un fil partielle- ment cristallisé, dans lequel les cristaux ont subi une orientation accen- tuée par un étirage à froid, c'est-à-dire en allongeant le fil d'une ma- nière permanente à une température différant de moins de 33 C.environ de sa température de transition du second ordre.
En réalité, il est générale- ment préférable d'employer, comme fil de départ, un fil qui a été étiré à froid dans la mesure maxima possible compatible avec l'uniformité du fil; si on désire utiliser un fil, qui n'a pas été étiré ou qui a été étiré à froid à un degré inférieur au degré maximum pratique, il est géné ralement avantageux de le soumettre à un étirage supplémentaire, à froid, si le fil n'a pas subi un recuit ou un autre traitement rendant impossible un tel'étirage supplémentaire.
Si un tel étirage à froid n'est pas réalisa- ble, pour une raison quelconque, on peut étirer le fil à chaud, conformément à la présente addition mais un allongement plus élevé que l'allongement normal est alors en général nécessaire, car les hautes températures, en réels. générale, retardent l'alignement des cristaux. En d'autres termes, si on a recours à l'étirage à chaud pour aligner les cristaux, il est géné- ralement indispensable, pour obtenir un degré sensiblement maximum de l'a- lignement des cristaux, d'allonger le fil dans une mesure considérablement plus grande que dans une opération d'étirage à froid.
On a décrit, dans les ouvrages techniques , des fils, qui ont été fabriqués en remplaçant par un étirage à chaud , c'est-à-dire un étirage effectué au-dessus de
120 C environ, l'étirage à froid effectué normalement; ces fils peuvent aussi être employés généralement dans des conditions satisfaisantes comme matière de départ dans le procédé de la présente addition.
Le denier :t les dimensions des filaments, dans les fils utilisés pour l'application du procédé de la présente 'additionpeuvent varier en- tre des limites très écartées, en réalité, on peut utiliser à peu près tous les fils, quels que soient leur denier total et les dimensions de leurs. filaments. On peut indiquer ,à titre d'exemple, que ce procédé @ donné d'excellents résultats avec les différents fils suivants fil de polyester (DACRON) à 40 deniers et 34 filaments, fil de "NYLON" (DU PONT type 200) à 100 deniers et 34 filaments, fil de "DACRON" à 70 deniers et 34 filaments, et fil de "DACRON" monofilament à 15 deniers Dans des conditions appropriées le denier par filament peut varier delà 20 et le denier total du fil peut facilement atteindre 2000 ou même davantage.
On décrira maintenant l'invention plus en détail en se référant au dessin annexé, sur lequel :
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- la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un mode de réalisation de l'appareil conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue agrandie d'une parti'' de l'appareil de la figure 1 et montre comment le fil passe autour de l'arête de la lame; - la figure 3 est une vue en élévation frontale d'une partie de l'appareil de la figure 1; - la figure 4 est une vue en plan agrandie d'une partie d'un appa- reil, qui est analogue dans son ensemble à celui de la figure 1, mais qui en diffère cependant par des dispositions spéciales permettant au fil de se rapprocher de l'arête de la lame et de s'en éloigner d'une manière avantageuse dans certains cas;
- la figure 5 est une vue schématique en élévation latérale d'une partie d'un appareil, qui est analogue dans son ensemble à celui de la figure 1, avec cette différence cependant qu'une modification est apportée au dispositif chauffant le fil pendant son passage autour de l'arête de la lame.
En se référant aux figures 1 à 3 du dessin, on y voit un support 10 portant une bobine 12 d'alimentation en fil, qui contient une réserve appropriée 14 de fil. Le fil 16 est tiré de la bobine 12 par une extrémité de celle-ci et passe travers un guide-fil 17, disposé sur le prolongement de l'axe longitudinal de la bobine; le fil 16 passe ensuite dans une section d'un disposit-' double d'avance du fil. Ce dispositif est désigné dans son ensemble par le nombre de référence 18.
Le dispositif 18 d'avance du fil comprend deux cylindres 19 et 20; le cylindre 19 comprend une première partie 21 et une seconde partie 22 ayant des diamètres différents,le cylindre 20 comporte une première par- tie 23 et une deuxième partie 24, qui correspondent respectivement aux parties 21 et 22 du cylindre 19. Les parties 21 et 22 du cylindre 19, de même que les parties 23, 24 du cylindre 20 sont de préférence formées séparément, cependant les cylindres 19 et 20 peuvent être dans tous les cas, si on le désire, des cylindres à échelons d'une seule pièce. On peut aussi utiliser deux dispositifs simples d'avance du fil, comme on le verra ultérieurement , à la place d'un seul dispositif double d'avance du fil.
On fait passer le fil 16 autour des parties 21, 23 des cylindres 19, 20 en lui faisant faire un nombre de tours suffisant pour établir un contact de friction adéquat, capable d'empêcher un glissement appréciable du fil; celui-ci progresse ensuite jusqu'à un dispositif de chauffage 26, qui peut être d'un type approprié quelconque; sur le dessin, il consiste en une plaque 28, recourbée avec un rayon de courbure égal à environ 2,4 m, de manière à obtenir un contact approprié entre cette plaque et le fil 16.
La plaque 28 est chauffée par une résistance électrique intérieure, qui est alimentée en courant électrique par des conducteurs 30 et 32; on pré- voit d'autre part de préférence un dispositif-(non représenté), qui permet de faire pivoter le dispositif 26 de chauffage du fil à partir.de sa posi- tion de fonctionnement, quand il n'est pas utilisé, puisqu'il n'est pas nécessaire, en général, que le fil soit chauffé à cet endroit.
A partir du dispositif de chauffage 26, le fil 16 passe sur un second dispositif 33 d'avance du fil; ce dispositif 33 comprend deux cylin- dres 34 et 36. Un dispositif de chauffage est prévu pour chauffer au moins une partie annulaire de la surface périphérique du cylindre 34 ; ce disposi- tif de chauffage peut se présenter sous une forme appropriée quelconque; il peut consister par exemple en un système électrique annulaire et fixe, disposé à l'intérieur du cylindre 34, tout près de la face intérieure de celui-cio Deux conducteurs 37 et 38 fournissent le courant au dispositif de chauffage intérieur au cylindre 34. o
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Un cylindre 39 est disposé tout près d'une partie annulaire chauf- fée de la surface périphérique du cylindre 34;
ce cylindre 39 comporte de préférence une surface périphérique métallique et lisse; une lame 40, com- portant une arête aigüe 41, s'étend dans l'intervalle compris entre les cylindres 34 et 39. Après avoir fait plusieurs tours sur les cylindres 34 et 36, le fil 16 est tiré à partir du cylindre 34 jusque sur le cylindre 39 en suivant un trajet à angle aigu (figure 2) autour de l'arête 41, qui se trouve au sommet de cet angle. La lame 40 est maintenue en position par un support approprié 42 , qui est constitué de préférence par un métal conducteur de la chaleur et qui possède de préférence une masse relativement grande par comparaison avec celle de la lame 40, de manière que celle-ci soit maintenue à une température relativement faible par rapport à celle du cylindre 34.
On prévoit de préférence un dispositif (non représenté) pour faire pivoter le support 42 et la lame 40 à partir de leur position de fonctionnement, quand on veut mettre le fil en place.
A partir du cylindre 39, le fil 16 passe sur un cylindre de grais- sage 43 et arrive dans la seconde section du dispositif 18 s'avance, il fait àinsi plusieurs tours sur les parties 22, 24 des cylindres 19, 20. Le rôle du cylindre de graissage 43 est d'appliquer un lubrifiant sur le fil, de manière qu'on puisse tricoter celui-ci directement à partir du bobinage sur lequel il est recueilli. Le fil quittant le cylindre 20 passe autour d'une.poulie de guidage 44, puis à travers un guide 46, pour arriver à un dispositif de recueil 48. Ce dispositif: de recueil 48 peut être d'un type approprié quelconque; il est représenté ici comme consistant en un dispositif classique à anneau et curseur.
Il est généralement désirable d'introduire une légère torsion dans le fil à cet endroit, de sorte qu' un dispositif classique de recueil à anneau et à curseur est avantageux, mais, si on ne désire pas introduire cette torsion, on peut naturellement employer un autre dispositif de recueil d'un type quelconque.
Un dispositif d'entraînement (non représenté) est prévu pour entraî- ner au moins un cylindre de chacun des dispositifs 18 et 33 d'avance du fil, on peut entraîner , si on le désire, les deux cylindres de chaque dispositif d'avance du fil, de manière qu'ils aient la même vitesse périphé- rique. Cependant, il est normalement avantageux de n'entraîner que le plus grand des deux cylindres dans chacun des dispositifs d'avance du fil et de laisser tourner librement dans tous les cas le plus petit des deux cylindres.
Les diositifs 18 et 33 d'avance du fil doivent être entrainés avec un syn- chronisme invariable l'un par rapport à l'autre, de manière que le degré d'allongement ou de contraction, subi par le fil en passant d'un disnositif à l'autre dispositif, soit sensiblement constant . Le dispositif d'entrai- nement peut comprendre , si on le désire, un dispositif de changement de vitesse, pour modifier la vitesse relative de rotation des cylindres dans les deux dispositifs d'avance du fil, cependant, ce dispositif de change- ment de vitesse n'est pas normalement nécessaire, puisqu'il est facile de réaliser des vitesses relatives variées d'avance du fil en remplaçant les cylindre des deux dispositifs d'avance par d'autres cylindres de différents diamètres.
Normalement, la vitesse de rotation et les diamètre s des cylindrs doivent être tels que le fil soit allongé, en passant de la première section du dispositif d'avance 18 au dispositif d'avance 33, et qu'il puisse se contracter, ou tout au moins ne soit pas allongé, en passant du dispositif d'avance 33 à la seconde section du dispositif d'avance 180
Un dispositif d'entraînemert (non,représenté ) est également prévu de préférence pour le cylindre 39, de manière qu'on puisse entraîner ce cylindre avec une vitesse périphérique inférieure, supérieure ou égale à la vitesse périphérique du cylindre 34; non seulement le cylindre 39 sert à guider le fil pour lui faire suivre un trajet à angle aigu autour de
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l'arête de la lame 40, mais il peut encore remplir au moins deux fonctions supplémentaires.
Il peut d'abord, s'il est constitué par une matière con- ductrice de la chaleur, servir à refroidir le fil immédiatement après son contact avec l'arête 41; D'autre part, il peut aussi contribuer à commander la tension du fil, au passage de celui-ci autour de l'arête 41 de la lame 40. Si le cylindre 39 est entraîné de manière que sa vitesse superficielle soit exactement égale à celle du cylindre 34, la tension du fil passant autour de l'arête 41 est déterminée principalement par la tension du fil à se contracter après avoir été libéré de la forte tension qui a servi à l'allonger;
cependant, en entraînant le cylindre 39, de manière que sa vitesse périphérique dépasse celle du cylindre 34, on peut augmenter la tension du fil passant sur l'arête 41, en entraînant le cylindre 39, de manière que sa vitesse périphérique soit inférieure à celle du cylindre 34, on peut au contraire diminuer la tension du fil. La vitesse périphéri- que de la partie 22 du cylindre 19, relativement à celle du cylindre 34, exerce aussi un effet sur la tension du fil passant sur l'arête de la la- me, puisque la relation entre ces deux vitesses détermine le degré suivant lequel le fil peut se contracter en passant du dispositif d'avance 33 à la seconde section du dispositif d'avance 18, et la force, avec laquelle le fil tend à se contracter, diminue quand le degré de la contraction per- mise augmente.
Cn voit par conséquent que la tension du fil passant autour de l'arête de la lame peut être modifié : 1 en faisant varier la vitesse périphérique du cylindre 39 par rapport à la vitesse périphé- ique du cylindre 34. 2 - en faisant varier la vitesse périphérique de la partie 22 du cylindre 19 par rapport à la vitesse périphérique du cylindre 34. 3 - en faisant varier les caractéristiques de friction de la surface du cylin- dre 39.
Pour faire fonctionner la machine, on fait passer à travers celle- ci un fil à partir du bobinage d'alimentation 12, comme on l'a expliqué pré- cédemment. Si on désire que le fil soit à une température élevée au moment où il passe autour de l'arête de la lame 40, on porte à la température ap- proriée le dispositif de chauffage, intérieur au cylindre 34, en faisant passer un courant choisi à travers les conducteurs 37 et 38; si la tempé- rature , à laquelle le fil oit passer autour del'arête 41, est approxima- tivement la même que celle à laquelle il doit être allongé à chaud, on peut ne pas alimenter le dispositif de chauffage 26 et le retirer de sa position de fonctionnement. Dans ces conditions, l'allongement du fil se produit principalement à l'endroit ou le fil vient en contact avec la sur- face du c-rlindre 34.
Si on désire que le fil soit allongé d'un*pourcentage supérieur à quelques unités pour cent, on peut utiliser des cylindres 34, 36 dont les surfaces périphériques présentent une conicité correspondante et on peut réalise: une partie ou la totalité de l'allongement du fil pen- dant que celui-ci effectur plusieurs tours sur ces deux cylindres. Si on- veut que le fil passe à froid autour de l'arête 41 de la lame 40, il ne faut pas alimenter le dispositif de chauffage intérieur au cylindre 34 et on porte alors le dispositif de chauffage 26 à une température de fonction- nement appropriée, en faisant passer un courant électrique à travers les conducteurs 30 et 32.
Quand le ou les dispositifs de chauffage du fil se trouvent à une température appropriée, on fait fonctionner l'appareil, qui ne demande plus aucune surveillance, sauf au moment ou un fil se casse et quand le bobinage d'alimentation 14 est sur le point de s'épuiser.
On n'a représenté qu'une seule position de l'appareil, mais il est évident, pour les techniciens,que l'appareil est conçu de manière qu'un bâti unique puisse lui donner plusieurs positions; en réalité, il est facile de fabriquer un appareil à positions multiples, conforme à la présen- te addition, en modifiant un métier ordinaire à retordre, tel que celui
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fabriqué par la Société "Universal Winding Company" et désigné par l'appel- lation "Tordoir Atwood Modèle 10B", Pour;, effectuer une telle modification, il suffit d'ajouter au métier, pour chaque position, les deux dispositifs d'avance du fil', le dispositif de support de la lame, le cylindre 39 et les différents dispositifs de chauffage du fil.
Si on se réfère en particulier à la figure 4, on y voit une varian- te, dans laquelle le fil se rapproche et s'éloigne toujours de l'arête de la lame suivant un certain angle dans un plan parallèle à l'arête. Ceci est avantageux dans certains cas, comme on l'expliquera plus loin. Dans ce mode de réalisation de l'appareil, un fil 16' progresse à partir d'un cylindre 34',correspondant au cylindre 34 du dispositif d'avance 33 de 1' appareil des figures 1 à 3, en suivant un trajet à angle aigu autour de l'arête d'une lame 40'. Le fil s'enroule ensuite partiellement autour du cylindre 39', qui correspond au cylindre 39 de l'appareil des figures 1 à 3 et qui remplit les mêmes fonctions que ce cylindre.
Bien que l'axe de rotation du cylindre 34', l'axe longitudinal de l'arête de la lame 40' et l'axe de rotation du cylindre 39' se trouvent tous dans des plans ver- ticaux et parallèles.,l'axe longitudinal de l'arête de la lame 40' est incliné par rapport à l'axe de rotation du cylindre 34', et l'axe de rota- tion du cylindre 39' est incliné par --apport à l'axe longitudinal de l'arê- te de la lame 40'. Il en résulte que le 'il est guidé par les cylindres 34, 39' de manière à se présenter obliquement par rapport à l'arête de la lame 40' , comme on le voit clairement sur la figure 4.
On peut facilement faire varier les angles d'approche et de départ du fil, par rapport à l'arête de la lame, dans des plans parallèles à cette arête, en modifiant l'angle d'inclinaison de l'axe longitudinal de la lame 40' par rapport à 1' axe de rotation du cylindre 34' et en changeant d'autre part l'angle d'in- clinaison de'l'axe de rotation du cylindre 39' par rapport à l'axe longitu- dinal de l'aiête de la lame 40'. Un guide-fil 50 est prévu pour faire passer le fil 16' dans un plan vertical jusqu'à l'organe suivant de l'appareil.
On a représenté sur la figure 5 une variante de l'appareil confor- me à la présente addition. Cette variante présente dans certains cas un. avantage, du fait qu'elle permet de présenter plus facilement le fil obli- quement à l'arête de la lame. Dans ce mode de réalisation de la présente addition, le fil 16" passe sur un dispositif double 18" d'avance du fil, qui correspond au dispositif double d'avance 18 de l'appareil représenté sur les figures 1 à 3. Le fil passe ensuite sur un système de chauffage 26" et arrive sur un deuxième dispositif 33" d'avance du fil; il traverse ensuite un guide 52 et arrive sur un deuxième dispositif de chauffage 54.
Sur le dessin, ce dispositif 54 comprend une plaque, formée par une matière conductrice de la chaleur et comportant une face supérieure légèrement in- curvée, sur laquelle le fil doit s'engager; cette plaque est maintenue à une température élevée par un dispositif approprié quelconque. Le dispo- sitif de chauffage 54 correspond au dispositif de chauffage disposé à l'in- térieur du cylindre 34, dans l'appareil des figures 1 à 3, et il remplit les mêmes fonctions, avec cette différence qu'il ne peut pas servir facile- ment à chauffer le fil pour l'opération d'allongement à chaud et qu'il faut normalement employer pour cette opération le dispositif de chauffage 26 Il .
Une lame 40" est disposée de manière que son arête s'étende à proximité d'un bord latéral du dispositif de chauffage 54 et que le fil suive, à partir de ce dispositif, un trajet à angle aigu autour de l'arête de la lame 40", cette arête placée étant au sommet de cet angle. Le fil 16" s'enroule ensuite partiellement sur la surface périphérique du cylin- dre 39", qui correspond au cylindre 39 de l'appareil des figures 1 à 3 et qui remplit la même fonction d que le cylindre 39;le fil 16" traverse ensuite
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un guide 56 et arrive sur un dispositif 18" d'avance du filo Le fil passe alors autour d'une poulie de guidage 44" avant d'arriver à un dispositif de recueil (non représenté).
Le fonctionnement de l'appareil de la figure 5 est analogue dans son ensemble à celui de l'appareil des figues 1 à 3;cependant, le dispo- sitif de chauffage 26" est normalement utilisé pour l'opération d'allonge- ment à chaud, tandis que dans l'appareil des figures 1 à 3 le dispositif de chauffa 'e 26 n'est utilisé qu'à certe@ns moments. Il y a encore une autre différence entre les appareils de h figure 5 et des figures 1 à 3; en effet, -'appareil de la figure 5 comparte @@ moyen simple pour disposer le fil obliquement par rapport à l'arête de la lame; pour obtenir ce résul- tat, il suffit de placer les guide-fils 52, 56 dans des plans verticaux différents, transversaux par rapport à l'axe de rotation du cylindre 39".
On peut alors commander facilement les angles d'approche et d'éloignement du fil, par rapport à l'arête de la lampe 40", dans des plans parallèles à celle-ci, en modifiant la distance entre les plans verticaux, qui sont transversaux par rapport à l'axe de rotation du cylindre 39" et dans les- quels se trouvent les guide-fils 52, 56.
Le degré de l'allongement à chaud nécessaire pour obtenir les résultats les plus satisfaisants, avec le nouveau procédé conforme à la présente addition ,, dépend de la nature du fil particulier utilisé ; pour des fils de la même composition chimique, le degré optimum d'allonge- ment peut varier en fonction des conditions différentes de leur fabrica- tion. Comme on l'a déjà indiqua les fils les plus courants que l'on trouve dans le commerce ont été étirés à froid jusqu'au voisinage du maximum pos- sible pendant leur fabrication, il en résulte un degré élevé d'orientation moléculaire dans ces fils et le degré d'allongement à chaud, qui est néces- saire pour obtenir les meilleurs résultats avec ces fils, est généralement compris entre 3 % et 20%.
Avec des fils qui ont été étirés à froid à un de- gré éloigné du maximum possible, le degré d'allongement à chaud , nécessai- re pour obtenir les meilleurs résultats, est généralement supérieur aux valeurs indiquées ci-dessus, pour un fil, qui n'a pas été sensiblement éti- ré, le degré d'étirage à chaud, nécessaire pour obtenir les meilleurs résul- tats, peut atteindre plusieurs centaines pour cent.
Avec des fils qui ont été étirés à chaud pendant leur fabrication, le degré d'allongement à chaud, nécessaire pour obtenir les meilleurs résultats dans le procédé conforme à la présente addition, est fréquemment inférieur aux valeurs indiquées ci-desse et peut être compris par exemple seulement entre 1 % et 3 % Pour un fil donné quelconque, un degré d'allongement à chaud voisin du degré optimum peut être facilement déterminé par un essai simple, qui consiste à étirer le fil, pendant qu'il se trouve à une température comprise dans une marge préférée, que l'on définira plus loin, de manière à déterminer la valeur de l'allongement nécessaire pour donner aux fibres du fil un mo- dule d'élasticité de tension voisin du maximum, un allongement de rupture le plus faible possible et/ou une fragilité maxima.
On a trouvé par exemple que le fil de polyester, vendu sous-la marque "DACRON", doit être allongé de préférence entre 4 % et 7 %, son' allongement optimum étant d'environ 5 %. Le fil de polyamide (polyhexaméthylène-adipamide) vendu dans le commer- ce par la Société "E.I. DUPONT de NEMOURS and COMPANY" sous le nom de "NYLON" type 200" doit être allongé de préférence de 5 à 15%, son allonge- ment optimum étant d'environ 12 % le fil de polyamide (polycaprolactame) vendu par la Société "AMERICAN ENKA COMPANY" sous la marque "NYLENKA" doit être de préférence allongé à chaud de 5 % à 15 %, son allongement optimum étant d'environ 9,5 %.
La température à laquelle on chauffe le fil pour l'opération d'al- longement peut varier entre des limites raisonnablement écartées, ceci est
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vrai en particulier dans le cas où le fil passe autour de l'arête de la la- me avec une tension relativement faible et à une température élevée. Dans ces conditions, on peut réaliser avec la plupart des fils un fonctionnement satisfaisant en utilisant , pour l'opération d'allongement à chaud, une température se trouvant à environ 100 C en dessous de la température de collage du fil, avec des fils de "NYLON", on peut obtenir des résultats satisfaisants avec des températures pouvant descendre jusqu'à 150 C en dessous de la température de collage.
Par exemple, avec du "NYLON" type 66 et du "NYLON" type 6 on peut obtenir des résultats satisfaisants en utilisant une température quelconque supérieure à environ 82 C pour 1' opération d'allongement à chaud ; contraire, avec des fils en téréphtala- te de polyéthylène-glycol, il faut employer dans tous les cas une tempéra- ture au moins supérieure à environ 132 C. Quand le fil doit passer à froid autour de l'arête de la lame (c'est-à-dire à une température en dessous de 65 C à 79 C) et avec une tension relativement élevée, la température de l'opération d'allongement à chaud est plus critique et il faut généralement utiliser des températures plus élevées pour obtenir des résultats satisfai- sants.
Avec des fils de "NYLON" type 66 par exemple, il est nécessaire en général d'utiliser, pour l'opération d'allongement à chaud, si l'on veut obtenir des résultats satisfaisants dans ces conditions, une température d'au moins 135 C environ, avec du "NYLON" type 6, il est généralement néces- saire, pour avoir des résultats satisfaisants, d'employer une température égale au moins à 102 C environ ; avec des fils en téréphtalate de polyéthy- lène-glycol, il est nécessaire généralement, pour obtenir des résultats satisfaisants dans ces conditions, d'utiliser pour l'opération d'allonge- ment à chaud une température d'au oins 188 C environ. En règle générale, il est avantageux d'utiliser pour une opération d'allongement à chaud une température considérablement supérieure aux valeurs minima indiquées plus haut.
De bons résultats peuvent généralement être obtenus à des tempéra- ture3 se rapprochant de la température de collage du fil particulier trai- té, mais on ne peut pas dire que, dans tous les cas, plus la température est élevée, meilleurs sont les résultats, puisqu'on atteint éventuellement, avec chaque fil particulier, une température à partir de laquelle on n' obtient aucune amélioration marquée dans les résultats. Dans le cas des fils de "NYLON" type 66, la température, au-dessus de laquelle aucune améliora- tion marquée des résultats ne peut être obtenue facilement, est d'environ 199 C; avec les fils de "NYLON" du type 6, cette température est d'environ 160 C, et avec des fils de téréphtalate de polyéthylène-glycol, elle est comprise à peu près entre 204 C et 221 C.
Puisque les températures élevées provoquent en général une certaine dégradation de la plupart des fils, il est souvent avantageux d'allonger le fil à chaud à ces températures ou à des températures légèrement inférieures ; ainsi, la marge. préférée de température est généralement comprise à peu près entre 138 C et 199 C pour le "NYLON" type 66 entre 116 C et 160 C pour le "NYLON" type 6, et entre 188 C ét 221 C pour les fils de téréphtalate de polyéthylène- glycol.
La température du fil, au moment où il vient en contact avec l'arête de la lame;,peut varier entre la température ambiante et la tempé- rature de collage du fil traité, cependant, en régle générale, il faut uti- liser des températures élevées, et ceci est vrai en particulier avec tous les fils autres que les fils en téréphtalate de polyéthylène- glycol. En utilisant des'températures élevées, on peut, avec la plupart des fils, obtenir un degré d'ondulation de ceux-ci, qui est plusieurs fois plus grand que celui réalisable en faisant passer le fil sur l'arête de la lame à la'température ambiante, de plus, le degré d'ondulation communiqué au fil à'des températures élevées possède un degré de permanence légèrement supérieur.
Les fils de téréphtalate de polyéthylène - glycol constituent
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une exception remarquable à cette règle, avec ls fils de ce type, les ré- sultats obtenus par l'emploi de températures élevées, pendant l'opération de pliage, ne sont' que légèrement améliorées par rapport aux résultats obtenus en faisant passer le fil sur l'arête de la lame à froid, c'est- à-dire à une température qui résulte seulement du chauffage provenant du frottement . La marge "e température préférée, pour le passage du fil sur l'arête de la lame, s'étend généralement de 93 C à 218 C environ, et plus spécialement de 138 C à 182 C dans le cas du "NYLON" type 66, de 116 C à
171 C dans le cas du "NYLON" type 6 et de 138 C à 218 C Pans le cas des fils en téréphtalate de polyéthylène-glycol.
La tension ,sous laquelle le fil passer sur l'arête de la lame, peut aussi varier entre des limites écartées et la tension la plus avanta- geuse dans un cas quelconque 3st déterminée par un certain nombre de va- riables. Ces variables sont par exemple la composition chimique du fil par- ticulier traité, la configuration de la section transversale du fil, le rayon de courbure de l'arête de la lame et la structure du grain de celle- ci ; tous ces facteurs affectent le fonctionnement et les marges de tension préférées, mais la variable la plus importante à considérer, dans la dé- termination d'une tension avantageuse, est la température à laquelle le fil passe sur l'arête de la lame.
En règle générale, si le fil est chaud (c'est-à-dire à une température supérieure à environ 82 C), on obtient les meilleurs résultats avec des tensions relativement faibles; si le fil est au contraire froid, on obtient les meilleurs résultats en utilisant des ten- Nions relativement élevées. Quand le fil se trouve à une température éle- vée au moment où il passe sur l'arête de la lame, la marge de tension de fonctionnement s'étend, à partir de 0,05 g par denier, sensiblement jusqu'à la limite élastique du fil particulier traité, pour la température à laquel- le le fil est chauffé, ou, en d'autres termes, jusqu'à environ 1 g par de- nier pour la plupart des fils; la marge préférée de tension s'étend donc à peu près entre 0,1 g et 0,4 g par denier.
Quand le fil passant sur l'a- rête de la lame n'est pas chauffé, la marge de tension de fonctionnement s'étend généralement de 0,4 à 3 g par denier et la marge préférée est com- prise généralement à peu près entre 0,7 et 2,5 g par denier. Quand le fil est chaud, la tension optima est généralement la tension la plus faible avec laquelle on peut obtenir un bon contact uniforme du fil avec l'arête de la lame; avec des fils non chauffés, la tension optima est généralement la tension maxima avec laquelle on peut faire passer le fil particulier con- sidéré autour de l'arête de la lame, sans provoquer un trop grand nombre de ruptures du fil. On indiquera plus loin une explication possible de cette différence.
Dans les cas où le fil doit passer autour- de l'arête de la lame à une température élevée, cette arête doit être toujours disposée aussi près que possible du dispositif de chauffage du fil,-sauf dans quelques cas exceptionnels . Comme on l'a indiqué précédemment, les températures élevées provoquent en général une détérioration du fil, de sorte qu'il est désirable de chauffer le fil à la température minima compatible avec les résultats désirés; en plaçant l'arête de la lame très près du dispositif de chauffage du fil, aucun refroidissement du fil ne se produit avant qu' il vienne en contact avec la lame.
Si l'arête de la lame se trouve à une distance du dispositif de chauffage atteignant 3,2 mm, la-température du fil tombe d'une manière appréciable pendant qu'il passe du dispositif de chauffage sur le bord de la lame, de telle sorte qu'il est nécessaire de chauffer le fil à une température suffisante pour compenser cette chute de température et qu'il en résulte normalement une détérioration non in- dispensable du fil.
Les seuls cas où il est avantageux d'éloigner le bord de la lame à une distance appréciable du dispositif de chauffage se présen-
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tent, quand on désire faire passer le fil sur la lame à la température ambiante ou quand on utilise le même dispositif de chauffage pour l'opéra- tion d'allongement à chaud et pour l'opération de pliage, et quand on dési- re que le fil soit allongé à chaud à une température supérieure à celle avec laquelle il passe sur le bord de"la lame. Dans ces cas, la distance la plus avantageuse entre l'arête de la lame et;le dispositif de chauffage du fil dépend de la différence de température désirée entre les opérations d'allongement à chaud et de pliage;
d'autre part, si le fil doit passer autour de la lame sensiblement à la température ambiante, on peut disposer la lame à une distance convenable quelconque du dispositif de chauffage du fil.
Dans les cas où le fil doit passer sur la lame à une température élevée, il faut effectuer aussitôt que possible le refroidissement du fil après le point où le fil est entré en contact avec le bord de la lame. En réalité, on obtient généralement les meilleurs résultats si le fil est refroidi pendant son pliage et ce refroidissement peut être facilement réa- lisé en maintenant la lame à une température relativement basse par rapport à celle du dispositif de chauffage du fil. Dans tous les cas, et en parti- culier quand on n'essaie pas de maintenir la lame à une température rela- tivement basse , on obtient généralement de neilleurs résultats si le fil est refroidi positivement immédiatement après son contact avec le bord de la lame.
Ceci peut être effectué en dirigeant un courant d'air froid contre le fil, en faisant passer le fil en contact superficiel avec un organe conducteur de la chaleur et froid, ou encore, dans les cas où la lame est maintenue à ...ne température basse, en faisant passer le fil en contact avec une face de lalame. Un refroidissement quelconque de oe segomnt du trajet du fil donne en général de meilleurs résultats et, pour obtenir les résultats les meilleurs, il faut refroidir le fil en dessous de 82 C. environ aussi rapi- dement que.possible après qu'il a quitté le bord de la lame.
Quand on utilise des températures élevées du fil dans l'opération de pliage, on laisse de préférence le fil se contracter au moment où il passe autour du bord de la lame. En règle générale,, on obtient les meilleurs résultats quand on laisse le fil se contracter à peu près au maximum dans cette partie de son trajet. Avec la plupart des fils de "NYLON", il est possible de faire arriver le fil sur le bord de la lame avec un excès d'a- vanoe d'au moins 5 à 8 % et on obtient d'excellents résultats avec un tel excès.= d'avance du fil.Avec les fils de polyester, un pourcentage encore plus élevé d'excès d'avance est généralement possible, par exemple, on peut fréquemment faire arriver sur la lame un fil de polyester avec un excès d' avance compris entre 10% et 15%.
Avec un fil donné quelconque, on peut déterminer assez facilement par tâtonnements une valeur voisine du degré optimum d'excès d'avance; en effet, si l'excès d'avance est trop grand, le fil prend simplement du mou au voisinage de la lame et n'avane plue .Quand l'opération de pliage est effectuée sur un fil froid, il n'est pas avanta- geux en général, comme on l'a indiqué précédemment, de laisser le fil se contracter au moment où il passe autour du bord de la lame ; contre, un faible degré de contraction dans une partie suivante du trajet du fil peut fréquemment être avantageux.
Ce résultat peut facilement être obtenu, dans l'appareil représenté sur le dessin, en entraînant le cylindre 39 avec une vitesse périphérique supérieure à la vitesse linéaire du fil, de manière que celui-ci soit soumis à une tension plus élevée quand il passe autour du bord de la lame que dans la partie de son trajet suivant immédia- tement le cylindre 39.
On ne sait pas avec certitude pourquoi on obtient le meilleurs ré- sultats quand on fait passer le fil à chaud autour de-la lame, sous une ten- sion relativement faible, et quand onle laisse se contracter, et pourquoi,
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avec des fils froids, on obtient de meilleurs résultats en faisant passer le fil autour de la lame avec une tension relativement élevée et dans des conditions telles que le fil ne peut pas être soumis à une contraction appréciable. L'explication qui semble la plus logique est qu'il se produit deux phénomènes différents dans le procédé d'élastification conforme à la présente addition, et que ces deux phénomènes exercent un effet positif sur l'élasticité totale du fil traité.
Le premier de ces phénomènes paraît être le rétrécissement de la face du fil passant en contact avec l'arête de la lame, le second phénomène parait être l'allongement de la face du fil se trouvant du côté opposé à l'arête de la lame. Il semble en outre que le premier phénomène soit plus efficace que le second pour produire un degré élevé d'élasticité, si le procédé est appliqué dans des conditions telles qu'un degré élevé de rétrécissement d'une face du fil peut se produi- re, et que la chaleur soit l'une des conditions nécessairesdans ce cas.Par conséquent, si on traite un fil chaud, on doit s'efforcer d'obtenir un de- gré maximum de rétrécissement de la face du fil en contact avec la lame;
si on traite au contraire un fil froid, il n'est pas facile d'obtenir un degré effectif de rétrécissement d'une face du fil et on doit s'efforcer surtout d'obtenir le degré maximum d'allongement de la face du fil opposée à la lame. Toutés les constatations connues indiquent que l'explication pré- cédente est correcte, mais on doit insister sur le fait que cette explica- tion n'est que théorique et qu'elle ne limite en aucune manière l'invention.
Puisque l'arête de la lame exerce des forces appréciables sur le fil passant sur elle, on obtient généralement les meilleurs résultats si le fil est lubrifié au moment où il passe autour de la lame; ceci est par- ticulièrement vrai avec les fils, autres que le NYLON, qui ne possèdent pas le faible coefficient de frottement caractérisant le NYLON. On peut utiliser un lubrifiant approprié quelconque du fil, bien qu'il soit géné- ralement préférable d'utiliser un lubrifiant que l'on puisse enlever faci- lement après l'exécution du procédé d'élastification; on peut utiliser par exemple, comme lubrifiant, des huiles minérales et végétales à faible vis- cosité et des esters d'acides gras, comme le tripalmitate de sorbitol.
Le meilleur moyen d'appliquer l'huile sur le fil est d'utiliser la capilla- rité ou encore une mèche en feutre placée sur le trajet du fil immédiate- ment avant le contact de celui-ci avec'- l'arête de la lame.
Le rayon de courbure de la partie à angle aigu du trajet du fil, ou, en d'autres termes, le rayon de courbure du bord aiguisé de la lame, constitue un facteur important, en règle générale, il doit être aussi fai- ble que possible, sans provoquer cependant un nombre excessif de ruptures du fil.
Si l'arête de la lame est trop émoussée, le degré d'élasticité du fil fini n'est pas aussi élevé qu'on le désire, si elle est au contraire trop bien aiguisée, le fil est souvent sectionné et ne progresse pas d'une manière¯satisfaisantes Le rayon minimum de courbure,que l'on peut utiliser d'une manière satisfaisante pour l'arête de la lame dépend d'un certain nom- bre de facteurs, comprenant la composition du-fil particulier traité, la température du fil, la grosseur des filaments ou du filament constituent le fil, la grosseur du grain de la matière constituant la lame, et la ten- sion du fil à son passage autour de l'arête.- de la lame.
En règle générale, le rayon de courbure moyen de l'arête de la lame peut être plus faible avec des fils composés de filaments à diamètre relativement petit qu'avec des fils composés de filaments à diamètre relativement grand, il y a aussi une autre règle d'après laquelle l'arête de la lame peut avoir un rayon de courbure plus petit, quand le fil passant autour de l'arête est soumis à une tension relativement faible et se trouve à une température relativement élevé, que dans le cas oÙ le fil est soumis à une tension relativement élevée et à une température relativement basse. D'autre part, on peut
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utiliser avec des fils de NYLON une lame possédant un rayon de courbure considérablement plus petit, toutes choses égales par ailleurs, que si on emploie des fils d'autres types.
Quand toutes les conditions sont favora- bles, on peut utiliser d'une manière satisfaisante une lame dont le rayon de courbure de l'arête ne dépasse pas environ 0,05 fois le diamètre des fi- laments du fil, ce qui signifie que, dans des cas exceptionnels, le rayon de courbure peut descendre jusqu'à un ou deux microns, cependant, on obtient généralement les meilleurs résultats, quand le rayon de courbure de l'arê- te de la lame est égal au moins à 0,1 fois environ le diamètre des fila- ments du fil. En d'autres termes, on préfère généralement, même avec des fils de NYLON, utiliser une lame dont l'arête possède un rayon de courbure d'au moins 3 à 6 microns; avec des fils de polyester non chauffés, il est généralement préférable que l'arête de la lame ait un rayon de courbure d' au moins 10 à 15 microns.
Le rayon maximum de courbure, que l'on peut généralement utiliser avec des résultats satisfaisants, est compris à peu près entre 2 et 20 fois le diamètre des filaments; quand on utilise une la- me ayant,un plus grand rayon de courbure, le fil n'est pas soumis, en règle générale, à des contrainte-, suffisantes pour obtenir un degré d'élas- ticité absolument satisfaisant.
Les angles d'approche et d'éloignement du fil, par rapport à 1' arête aiguë de la lame, dans un plan transversal à l'axe de cette arête, n'ont pas une importance critique et peuvent varier dans une mesure telle que le total de l'angle d'approche et de l'angle d'éloignement peut attein- dre 120 ; ces angles peuvent être aussi si petits, que le fil peut être plié suivant un angle aussi rapproché de 180 que le permet l'épaisseur de la lame. En règle générle, on obtient les meilleurs résultats quand l'an- gle compris entre le fil se rapprochant de l'arête de la lame et le fil s'éloignant de cette arête est inférieur à environ 70 . Dans de nombreux cas, l'angle d'éloignement peut être avantageusement considérablement plus petit' que l'angle d'approche,en particulier quand le fil traité est un fil à monofilament.
On a obtenu par exemple les meilleurs résultats, quand 1' angle fait par le fil, s'éloignant de l'arête, avec le plan de la lame, est aussi réduit que possible, par contre, pour diminuer la multiplication des fluctuations de tension dans le fil se rapprochant de la lame, pendant qu'il passe autour de celle-ci, on peut avantageusement ,dans la plupart des cas, donner à l'angle d'approche une valeur égale au moins à 240. Avec des fils à filaments multiples, l'angle d'approche et l'angle d'éloigne- ment du fil, dans des plans parallèles à l'arête de la lame, sont égale- ment importants, puisqu'en inclinant le fil, par rapport à l'axe de l'arête, on peut faciliter le passage des filaments rompus sur l'arête.
On a obtenu les meilleurs résultats en faisant passer un fil à filaments multiples autour de l'arête d'une lame, de manière qu'un plan imaginaire, qui passe par le fil se rapprochant de la lame et qui est perpendiculaire au plan de celle-ci, coupe suivant un angle de 40 à 100 un second plan imaginaire, qui est perpendiculaire aussi au plan de la lame et passe par le fil s'éloi- gnant de la lame. Avec un fil monofilament, il est généralement avantageux de faire arriver le fil et de le faire,partir, par rapport à l'arête de la lame, dans un plan sensiblement perpendiculaire à cette arête; cependant, dans quelques cas, on peut avoir intérêt à réaliser un petit angle entre le fil d'approche et le fil de départ, dans le plan de la lame,de manière à appliquer au fil une petite contrainte de torsion.
La vitesse linéaire du fil, à son passage sur l'arête de la lame, peut varier à l'intérieur de limites extrêmement écartées; par exemple, elle peut être comprise dans une marge s'étendant de 0,3 m/min à 610 m/min, ou même dans une marge encore plus étendue. La vitesse du fil affecte natu- rellement d'autres variables du procédé; quand la vitesse du fil augmente,
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il devient de plus en plus difficile de maintenir le fil à une température appropriée et sous une tension appropriée, à l'instat où il se trouve en contact avec l'arête de la lame, et de le maintenir à une température appropriée pendant l'opération d'allongement à chaud.
En raison des limi- tations propres à l'appareil, la marge préférée pour la vitesse linéaire du fil s'étend normalement de 61 m/min à 183 m/min.
Quand le fil est entré en contact avec l'arête de la lame, il présente une certaine tendance à boucler ou à friser, s'il n'est pas soumis à une tension; cependant , pour développer la nature élastique com- plète du fil, il faut soumettre celui-ci à un traitement thermique. Le fil est soumis en effet à des contraintes latentes, qui constituent un potentiel de sollicitation vers une configuration contournée du fil qui disparaissent sous l'action d'un traitement thermique.
On peut exécuter ce traitement thermique, si on le désire, avant que le fil soit transformé en étoffe, en faisant passer le fil au contact d'un élément de chauffage ou à travers un fluide chauffé, dans des conditions telles que le fil puis- se se contracter librement; cependant, si la nature élastique totale du fil doit être développée après le tricotage ou le tissage, le mieux est d'agiter l'étoffe tout en élevant progressivement sa température, conformément à un procédé connu. Un degré quelconque de chauffage est généralement avanta- geux mais, pour obtenir les meilleurs résultats, il faut porter le fil, soit avant, soit après le tissage ou le tricotage, à une température d'au moins 60 C environ et de préférence d'au moins 82 C, le fil n'étant pas soumis à une tension appréciàble.
Des températures plus élevées ne sont pas nuisibles et l'on peut chauffer le fil, ou l'étoffe fabriquée avec le fil, jusqu'à une température se rapprochant du point de ramollisement du fil, sans nuire aux résultats, pourvu que le fil soit maintenu sous une tension nulle ou faible pendant qu'il se trouve à une température élevée.
On va illustrer maintenant l'in vention par plusieurs exemples de mise en oeuvre.
EXEMPLE I
On chauffe jusqu'à 221 C un fil de polyester à torsion nulle de 34 filaments et de 70 deniers, et on l'allonge suivant des pourcentages variables compris entre 1 % et 10%. On détermine les effets de l'opération d'allongement à chaud sur les caractéristiques physiques du fil, ces effets sont indiqués dans le tableau suivant . Toutes les-valeurs numériques indiquées sont approximatives et sont des moyennes des valeurs obtenues par dix essais différents. Toutes les déterminations ont été effectuées à 21 C et avec une humidité relative de 65 %.
TABLEAU 1
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On fait passer à la température ambiante, sur une lame , les fils,
allongés à chaud comme on vient de l'expliquer; cette lame possède une arête dont le rayon de courbure est de 0,1 mm; on déplace le fil sur la lame à la vitesse de 91 m/min. On fait passer le fil autour de la lame suivant un angle aussi aigu que possible, de manière qu'il soit en contact à la fois avec la surface supérieure et la surface inférieure de la lame. la tension du fil, après son contact avec la lame, a été trouvée égale à 2 g par denier au cours d'un essai.'La meilleure élastification a été obtenue en allongeant le fil de 5 %;
il faut noter que cet allongement coïncide avec le point où le fil s'est approché du module d'élasticité le plus élevé, le point où il possède d'allongement moyen de rupture le plus faible et le point où sa fragilité est le plus grande, la fra,gilité étant indiquée par la variation d'effort nécessaire pour rompre le fil au bout de dix essais. On a obtenu d'excellents résultats en allongeant le fil de 4 % à 7 % et des résultats satisfaisants dans tous les autres cas. Même quand le fil subit un allongement aussi Voisin que possible de 0 % à la température de 221 C, on obtient des résultats satisfaisants, ce qui montre bien qu'un léger allongement suffit pour les fils de polyester.
Quand on a traité d'une manière analogue un fil, dans l'état où on le reçoit du fabricant, c'est-à-dire sans allongement à chaud, on n'a pu obtenir aucune élastification sensible de ce fil.
EXEMPLE 2
On a allongé, suivant des pourcentages variables, à la température de 204 C, un fil de NYLON "du Pont type 200" de 70 deniers, 34 filaments, ayant subi une torsion du type Z de un demi-tour. On a mesuré ensuite les caractéristiques physiques du fil, comme dans l'exemple précédent, et on a trouvé les résultats figurant dans le tableau ci-dessous.
TABLEAU II
EMI15.2
<tb> Pourcentage <SEP> Allongement <SEP> Module <SEP> moyen <SEP> Variation <SEP> de <SEP> contrainte
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<tb> d'allonge- <SEP> moyen <SEP> de <SEP> d'élasticité <SEP> en <SEP> g <SEP> nécessaire <SEP> pour
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Après la détermination des caractéristiques physiques du fil, on l'a fait passer à la température ambiante autour d'une arête à angle aigu dont le rayon de courbure était égal à 0,05 mm, à une vitesse linéaire de 91 m/min.
Les angles d'approche et d'éloignement, dans un plan transversal par rapport au plan de la lame, étaient ausi petits que le permettait 1' épaisseur de la lame .de telle sorte que , le fil était en contact avéc la lame avant et après avoir été étiré autour de l'arête de celle-ci.
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L'angle compris entre le fil se rapprochant et le fil s'éloignant, dans le plan de la lame, était égal approximativement à 850. On a obtenu au moins un certain degré d'élasticité avec tous les pourcentages d'allonge- ment , mais les meilleurs résultats ont été obtenus avec des fils dont 1' allongement était compris entre 10 % et 16 %. On a constaté un résultat optimum très distinct pour un allongement de 12 % et on voit, d'après le tableau ci-dessus,que le fil possédait une fragilité caractéristique pour cet allongement. Bien que le module d'élasticité de tension continue à au- gmenter légèrement après l'obtention de l'allongement optimum, le taux de son augmentation est notablement plus faible après que le fil a reçu l'al- longement minimum préféré.
Il faut remarquer aussi que, pour l'allongement optimum, le pourcentage de l'allongement de rupture dépasse de 1 % son minimum.
EXEMPLE 3
CH a étiré jusqu'à un allongement de 10 %, à une température de 160 C, deux échantillons du NYLON "Nylenka type 6" fabriqué par la Société "American Enka Corporation". Le premier échantillon était un fil monofila- ment de production standard à 15 deniers, fabriqué suivant le procédé com- mercial de cette Société ; il avait été étiré à froid pendant la fabrica- tion jusqu'à l'allongement maximum compatible avec son uniformité. Le se- cond échantillon était anlogue dans son ensemble au premier échantillon, mais il avait été étiré à froid avec un allongement additionnel de 10 % pendant sa fabrication.
On a placé une bobine du fil "Nylenka", étiré à chaud, de produc- tion standard, et du type défini ci-dessus, sur un métier universel à retr- dre "modèle 10 B" de la Société "Universal Winding Company". Ce métier était équipé pour l'élastification des fils thermoplastiques sur une arête aigui- sée.
On a fait passer d'abord le fil, fourni par la bobine, à travers un régulateur de tension du type à volet, puis sur la surface d'une plaque de chauffage d'une largeur de 43 mm, maintenue à une température d'environ 166 C; on a fait passer ensuite le fil sur l'arête d'une plaque, en tôle pour cale de réglage, d'une épaisseur de 0,013 mm, suivant un trajet à an- gle aigu, de manière que l'angle compris entre le brin de fil se rapprochant de la plaque et le brin s'éloignant de celle-ci soit égal approximative- ment à 25 ; le fil était dirigé ensuite jusqu'à un dispositif de recueil.
On avait réglé le régulateur de tension de manière à obtenir dans le fil une tension de 5 g mesurée immédiatement après le contact du fil avec l'arête de la plaque; le fil passait autour de cette arête avec une vitesse de 37 m/min. On a formé un écheveau avec une longueur de 110 m du fil trai- té, en enroulant le fil sur une bobine d'une circonférence de 1,42 m; l'é- cheveau avait ainsi une longueur d'environ 0,69 m, quand le fil était reti- ré de la bobine et tendu. On chargeait ensuite l'écheveau'avec un poids de 3,25 g, on le suspendait dans l'eau à une température de 60 C et on mesu- rait sa longueur.
On a placé dans la même position, sur le même métier à retordre, une bobine du fil "Nylenka" , étiré à chaud, qui avait subi un étirage supplémentaire à froid de 10 pour cent pendant sa fabrication; on l'a fait passer autour de la même arête, à la même vitesse linéaire et sous une ten- sion sensiblement inchangée. On a mesuré alors la longueur d'un écheveau du fil traité, comme on l'a expliqué plus haut.
Dans un but de comparaison, on a placé dans la même position, sur le même métier à retordre, une @ de chacun des échantillons de fil dé- finis plus haut, mais ces échantillons n'avaient pas été cette fois étirés à chaud; on a utilisé les mêmes conditions et la même plaque en guise de
<Desc/Clms Page number 17>
lame à arête aiguisée. On a ensuite confectionné des écheveaux des deux fils et on a effectué les déterminations de longueur de la manière exposée plus haut.
Les résultats de tous les essais précédents sont donnés dans le tableau suivant.
TABLEAU III
EMI17.1
<tb> Echantillon <SEP> Denier <SEP> avant <SEP> Longueur
<tb>
<tb>
<tb> élastification <SEP> d'écheveau <SEP> en <SEP> cm.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
A.E. <SEP> Type <SEP> 6 <SEP> "commercial" <SEP> 13 <SEP> 39,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> étiré <SEP> à <SEP> chaud <SEP> de <SEP> 10 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A.E. <SEP> Type <SEP> 6 <SEP> ayant <SEP> subi <SEP> un
<tb>
<tb>
<tb> étirage <SEP> supplémentaire <SEP> à
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> froid <SEP> de <SEP> 10 <SEP> % <SEP> et <SEP> un <SEP> étirage
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> chaud <SEP> de <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 12 <SEP> 42
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A.B. <SEP> Type <SEP> 6 <SEP> "commercial" <SEP> 15 <SEP> 53,5
<tb>
<tb>
<tb> A.E.
<SEP> Type <SEP> 6 <SEP> ayant <SEP> subi <SEP> un
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> étirage <SEP> supplémentaire <SEP> à
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> froid <SEP> de <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 13 <SEP> 53,5
<tb>
On voit, d'après les résultats des essais, que l'étirage addition- nel à froid de 10 % du fil de NYLON du type 6 n'exerce pas un effet mesura- ble sur le degré d'ondulation pouvant être obtenu en faisant passer un fil chauffé autour d'une arête aiguë et que la longueur de l'écheveau d'essai, obtenue avec le fil de NYLON commercial type 6, était la même que celle obtenue avec le fil de NYLON type 6 spécialement traité. On voit aussi qu' on a obtenu une augmentation très marquée du degré d'ondulation en étirant à chaud par une opération préliminaire jusqu'à un allongement de 10 % 1' un et l'autre de ces deux fils.
En réalité, le degré d'ondulation dans les échantillons allongés à chaud était égal approximativement à 400 % de ce- lui des échantillons non allongés à chaud, puisqu'un écheveau de NYLON type 6, tel qu'on la défini plus haut, se rétrécit d'environ 10 cm, par contraction thermique , quand on l'immerge dans de l'eau à 60 C.
EXEMPLE 4
On a traité par différents procédés plusieurs échantillons diffé- rents de trois fils différents, en vue de déterminer les avantages respec- tifs de chaque procédé. Le premier type de fil était un fil de NYLON 66 type 200, monofilament à 15 deniers, fabriqué par la Société "E.I. DU PONT"; on a fait subir à ce fil trois traitements séparés qui sont les suivants :
1 - On a fait passer un fil de NYLON 66 brut, tel qu'on le,regoit du fabricant, autour d'une plaque de chauffage d'une largeur :-: de 43 mm à la vitesse de 36,2 m/min.; cette plaque était maintenue à une température d'environ 157 C, ce fil passait ensuite autour de l'arête vive d'une lame. cettc arête avait un rayon moyen de courbure d'environ 0,06 micron.
On a placé l'arête de la lame tout près du dispositif de chauffage, de manière que le fil passant autour de l'arête soit sensiblement à la même tempéra- ture que le dispositif de chauffage; on maintenait le fil sous une tension approximative de 4 g, mesurée immédiatement après le contact du fil avec l'arête, Ce procédé est déjà connu.
2 - Le deuxième procédé est le même que le premier procédé, avec cette différence cependant que la température du dispositif de chauffage, près de l'arête de la lame, était approximativement de 163 C et que le fil était allongé à chaud de une température de 204 C,avant de passer sur l'arête.
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3 - Le fil était allongé à chaud de 10 % à une température de 204 C; une mèche était imprégnée du lubrifiant "Esso Mineral Soal Oil" et appliquée sur le fil, immédiatement avant son passage sur l'arête de la lame le dispostif de chauffage du fil adjacent à l'arête de la lang n'était pas alimenté, de telle sorte que le fil passait sur l'arête à la température ambiante ; fil était soumis à une tension approximative de
30 g à son passage sur l'arête.-
La rayon moyen de courbure de l'arête était approximativement de 0,013 micron.
On a utilisa les procèdes suivants, pour traiter un fil de NYLON "HYlonka" Type 6 monofilament à 15 deniers,le fil fabriqué par la Société "American Enka".
4 - Ce quatrième procède est le même que le procédé n 1,
5 - Ce procédé est le même que le procédé n 2, sauf que le dis- positif de chauffage, adjacent à l'arête de la lame, était maintenu à une température d'environ 149 C et que le fil était allongé à chaud de 10 % à la température de 149 C.
6 - Ce procédé est le même que le procédé n 3.
On a utilisé les procédés suivants, pour traiter un fil de Dacron monofilament à 15 deniers, fab iqué par la Société "E.I. du Pont".
7 - Ce procédé est le même que le procédé n 1, avec cette différen- ce qu'on utilisait une plaque de chauffage d'une largeur de 22,9 cm, main- tenue à une température approximative de 163 C et que le fil était tiré autour de l'arête de la lame avec une vitesse de 28,3 m/min.
8 - Ce procédé est le même que le procédé n 7, sauf que le fil était allongé à chaud de 5 % à une température de 149 C, avant de passer autour de l'arête de la lame; la plaque de chauffage avait une largeur de 25,4 cm et le fil passait autour de l'arête de la lame à une vitesse de 29,3 m/min.
9 - Ce procédé est le même que le procédé n 8, sauf que le fil é- tait allongé à chaud de 5 % à la température de 204 C.
10 - Ce procédé est le même que le procédé n 3, sauf que le fil était allongé à chaud de 5 % à 149 C.
11 - Ce procédé est le même que le procédé n 10, sauf que le fil était allongé à chaud de 5 % à la température de 204 C.
Après tous ces essais exécutés avec les trois types de fil, on a préparé des échexaux sur une bobine, comme on l'a expliqué pour l'exemple 3, mais on n'a utilisé que 56,7 m de fil pour confectionner chaque écheveau, de manière que celui-ci contienne dans chaque cas 40 spires complètes du fil. On a mesuré dans chaaue cas la longueur de l'écheveau, immédiatement après l'avoir retiré de la bobine et pendant que les quarante spires de fil étaient soumises à une tension totale de.1,63 g. Dans le cas du NYLON 66 et du NYLON 6, on a développé le degré-d'ondulation du fil en immergeant l'écheveau dans de l'eau chaude à 60 C; on a mesuré alors dans chaque cas la longueur de l'écheveau, soumis à un poids de 1,63 g, l'écheveau et le poids étant tous les deux immergés dans l'eau.
Dans le cas des fils de Da- cron, la chaleur était fournie, dans des conditions de tension nulle, dans un four à air sec maintenu à différentes températures que l'on va préciser un peu plus loin. Le fil était maintenu dans le four pendant une minute environ et la longueur de l'écheveau, soumis à un poids de 1,63 g, était mesurée dans l'air.
Les résultats d'une première série des esais décrits ci-dessus ont été résumés dans le tableau suivant.
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TABLEAU IV
EMI19.1
<tb> Fil <SEP> Procédé <SEP> R <SEP> é <SEP> t <SEP> r <SEP> é <SEP> c <SEP> i <SEP> s <SEP> s <SEP> e <SEP> m <SEP> e <SEP> n <SEP> t
<tb>
<tb> Avant <SEP> développement <SEP> Après <SEP> développement
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> par <SEP> la <SEP> chaleur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> NYLON <SEP> type <SEP> 66 <SEP> n <SEP> 1 <SEP> 24,8 <SEP> 42,8
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 2 <SEP> 31,3 <SEP> 58,1
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 3 <SEP> 5,6 <SEP> 8,9 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> NYLON <SEP> type <SEP> 6 <SEP> n <SEP> 4 <SEP> 5,2 <SEP> 12,5
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 5 <SEP> 23,2 <SEP> 38
<tb>
<tb> n <SEP> 6 <SEP> 4,2 <SEP> 8,
3 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> Température <SEP> du <SEP> four
<tb>
<tb>
<tb> four <SEP> portée <SEP> à <SEP> portée <SEP> à <SEP> 199 C
<tb>
<tb>
<tb> 166 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Avant <SEP> Après <SEP> Avant <SEP> Après
<tb>
<tb> chauf- <SEP> chauf- <SEP> chauf- <SEP> chauf-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fage <SEP> fage <SEP> fage <SEP> fage
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> DACRON <SEP> n 8 <SEP> 0,6 <SEP> 57,4 <SEP> 3,4 <SEP> 58
<tb>
<tb>
<tb> n 9 <SEP> 2,8 <SEP> 62,9 <SEP> 4,3 <SEP> 63,7
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 10 <SEP> 0,3 <SEP> 55,8 <SEP> 0,3 <SEP> 57,9
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 11 <SEP> 2,8 <SEP> 48,8 <SEP> 3,7 <SEP> 54,6 <SEP>
<tb>
Pour déterminer la permanence de l'ondulation dans les fils de Dacron, on a effectué aussi des essais ;
ces essais, on traitait le fil et on développait son degré d'ondulation par la chaleur, comme on l'a expliqué précédemment, on immergeait ensuite le fil dans de l'eau chaude à une température de 60 C, tout en le soumettant à une tension approxima- tive de 0,0014 g par denier (un écheveau de 40 spires était soumis à un poids de 1,63 g); la longueur de l'écheveau était mesurée après des pério- des de temps spécifiées. On retirait ensuite les écheveaux de l'eau, on les séchait avec un chiffon, et on les soumettait pendant une heure à une humidité relative de 65 % et à une température de 21 C; on déterminait la longueur des' écheveaux dans l'air, en leur appliquant dans chaque cas un poids de 1,63 g.
Les résultats de ces essais sont donnés dans le tableau suivant :
TABLEAU V
EMI19.2
<tb> Procédé <SEP> R <SEP> é <SEP> t <SEP> r <SEP> é <SEP> c <SEP> i <SEP> s <SEP> s <SEP> e <SEP> m <SEP> e <SEP> n <SEP> t
<tb>
<tb> Avant <SEP> déve- <SEP> ,Après <SEP> dé- <SEP> Après <SEP> immersion <SEP> Après <SEP> sortie
<tb> loppement <SEP> veloppement <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> de <SEP> l'eau
<tb> par <SEP> la <SEP> par <SEP> la <SEP> chaude
<tb> chaleur <SEP> chaleur <SEP> Pendant <SEP> Pendant
<tb>
EMI19.3
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯5 min.
10 0 min 0
EMI19.4
<tb> TEMPERATURE <SEP> DU <SEP> FOUR <SEP> PORTEE <SEP> A <SEP> 170 C
<tb>
<tb> n <SEP> 7 <SEP> 1,2 <SEP> 53,7 <SEP> 48,5 <SEP> 47,6 <SEP> 46
<tb> n <SEP> 8 <SEP> 0,9 <SEP> 57,4 <SEP> 55,8 <SEP> 55,2 <SEP> 55,2
<tb> n <SEP> 9 <SEP> 2,5 <SEP> 57,7 <SEP> 58,3 <SEP> 57,7 <SEP> 57,4
<tb> n <SEP> 10 <SEP> 1,8 <SEP> 51,6 <SEP> 51,6 <SEP> 50,3 <SEP> 50,9
<tb> n <SEP> 11 <SEP> 2,5 <SEP> 51,6 <SEP> 51,3 <SEP> 50,6 <SEP> 50 <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 20>
EMI20.1
<tb> TEMPERATURE <SEP> DU <SEP> FOUR <SEP> PORTEE <SEP> A <SEP> 2000C.
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 7 <SEP> 1,2 <SEP> 52,8 <SEP> 49,7 <SEP> 49,1 <SEP> 47,8
<tb> n <SEP> 8 <SEP> 0,6 <SEP> 57,1 <SEP> 51,6 <SEP> 50,9 <SEP> 50,6
<tb> n <SEP> 9 <SEP> 1,8 <SEP> 57,1 <SEP> 53,4 <SEP> 52,8 <SEP> 51,5
<tb> n <SEP> 10 <SEP> 1,8 <SEP> 49,4 <SEP> 48,5 <SEP> 47,9 <SEP> 47,
5
<tb> n <SEP> 11 <SEP> 2,5 <SEP> 51,9 <SEP> 48,8 <SEP> 48,2 <SEP> 48,2
<tb>
On voit que le degré d'ondulation est, dans tous les cas, sensi- blement permanent après immersion dans l'eau chaude et que tous les procé- dés présentent une certaine amélioration, par rapport au procédé n 7, à l'exception du procédé n 10 dans lequel on fait passer le fil à froid au- tour de la lame et le rétrécissement est développé à une température de 200 C.
En d'autres termes, grâce aux procédés perfectionnés de la présente addi- tion, il est possible .dans la plupart des cas, avec des fils de Dacron, d'obtenir de meilleurs résultats en faisant passer le fil sur l'arête de la lame à froid plutôt qu'à une température élevée.
REVENDICATIONS
1. Appareil pour traiter un fil en mouvement, caractérisé en ce qu'il comprend une lame munie d'une arête aiguë, un dispositif pour faire suivre au fil sous tension un trajet linéaire à angle aigu passant sur 1' arête, l'arête étant disposée au sommet de-cet angle, un dispositif de chauffage pour chauffer le fil sur une partie de son trajet précédant l'angle aigu, et un dispositif pour allonger le fil chaud d'une longueur choisie avant son passage sur l'arête de la lame.
<Desc / Clms Page number 1>
The present addition relates to improved methods and apparatus for elasticizing thermoplastic yarns.
Elasticized thermoplastic yarns are composed of one or more continuous filaments, which have a relatively permanent tendency to crimp, crimp or curl, so that fabrics made with these yarns are elastic. There are two types of elasticized threads currently on the market; whose principles are different.
In the first type, the elasticized yarn has received a torsional stress, so that it has a tendency to twist or crimp to remove its stress; in the second type, the elasticized yarn has received a stress created by bending the yarn at an acute angle and then straightening it in a straight line, so that this yarn, when not stretched, tends to curl or curl. forming loops. The threads of the first type are commonly called "high-twist elasticized thread"; Yarns of the second type are commonly called "elasticized non-twist yarns" because the elasticity of the latter does not result primarily from torsional stress. It is these elasticized son without twisting which are the subject of the present addition.
A process for preparing the elasticized untwisted yarns has been described in British Patent No. 558,297 of June 26, 1942; This process consists of passing a thermoplastic yarn, cold and with high tension, over an unheated deformation member, and this ancient process has not found commercial success for several reasons. First, the yarn prepared by this process largely loses its tendency to curl or crimp, when placed in hot water, fabrics made with this yarn therefore lose much of their elasticity when washed. . In addition, the process described in the aforementioned British patent does not generally produce in the yarns a tendency to crimp sufficiently marked, to obtain with these yarns a fabric having appreciable elasticity.
A process is known for preparing the elasticized strands without twisting; in accordance with this process, a thermoplastic yarn heated to a high temperature is passed around the edge of a blade with a relatively low tension. This process overcomes many of the drawbacks of the process described in the British patent cited above; it gives the yarn excellent elasticity, which is fully maintained after passing through hot water, in particular with certain types of "NYLON" yarns. However, the degree of elasticity which this process provides for certain types of yarns is not as high as is frequently desired.
The object of the present addition is, in particular, to provide methods and apparatus for producing thermoplastic yarns, which possess extremely high elasticity and are remarkably suitable for the manufacture of washable elastic fabrics.
Another object of the present addition is to provide a method for imparting excellent elasticity to thermoplastic yarns belonging to a wide range, including yarns to which the old methods could impart only moderate elasticity.
The apparatus for achieving the foregoing objects, as well as other objects of the present addition, comprises a device for raising the temperature of a portion of a moving thermoplastic yarn, so as to reduce the stress required to make working this heated portion beyond its elastic limit, a device for stretching the hot wire beyond its elastic limit, so as to increase its modulus of elasticity, and a device for passing it under tension, along it 'a path at an acute angle the wire stretched previously hot.
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By using such an apparatus, comprising the various devices indicated, it is possible to impart to a thermoplastic yarn a tendency to curl and crimp, which does not disappear when the yarn, or a fabric made from this yarn, is washed in hot water. , and which can in reality be intensified by the operation which will be described in detail later.
According to the present addition, the high tension and low temperature characteristic of the process of the aforementioned British patent can be used during the wire bending operation; on the contrary, it is possible and preferably to use the improvement constituted by the known method explained above, consequently employing during the folding operation a relatively low tension of the yarn and a high temperature of the latter. It is in fact surprising that one took, by the modification in accordance with the present addition, to transform the process of the English patent cited above, based on the use of a cold wire, at high tension, into a process providing a thread, which has an extremely developed tendency to curl and crimp, which is maintained noticeably after passing the thread through hot water.
With polyester yarns, the process of the British patent cited above, modified in accordance with the present addition, indeed gives results which are generally excellent over those obtained by the old techniques. However, to obtain the best results with all types of yarns, and particularly with "NYLON" yarns, relatively low tensions and high temperatures of the yarn must be used in the bending operation of the process. improved in accordance with this addition
The exact reason or reasons for the success of the new process of the present addition are not fully understood, although it is known that a number of changes occur in the fibers of a thermoplastic yarn,
when this is extended at an elevated temperature according to the present addition. First, the tensile modulus of elasticity of the fibers is significantly increased to some extent by the stretching operation; it seems that this increase explains to some extent the success of the new process because, in all known cases, the best results are obtained when the yarn is hot drawn so that its modulus of elasticity reaches 10% or 20% fter the maximum modulus of elasticity that it was possible to develop in the starting wire.
The hot stretch operation produces a second change in the fibers of the yarn; in fact, it causes a pronounced brittleness to appear in the fibers, which is evidenced by an appreciable variation in the breaking strength of the individual filaments. This obviously also relates to the success of the new process, since the best and most elasticity permanent is generally obtained when the yarn is lengthened under the conditions and to the extent desired so that the fibers have a degree of brittleness close to the maximum.
Another change is produced by hot elongation in that the elongation at break of the fibers of the yarn is markedly reduced. This also seems to interfere with the success of the process, since the best results are obtained, the other factors being the same, when the yarn is stretched to the extent necessary for the fibers to have an elongation at break close to the minimum. The effect of all these factors will be illustrated more clearly in what follows.
In accordance with the new process of the present addition, the yarn to be elasticized may consist of any filamentous and continuous tow, consisting of thermoplastic, organic and hydrophobic fibers. The thermoplastic fibers which may be suitable include, for example, polyester yarns obtained by reaction ethylene glycol with terephthalic acid; it is also possible to use "NYLON" threads formed by the reaction of hexamethylenediamine and adipic acid.
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The present addition can also be readily applied, under certain conditions, to elasticize polyacrylic fibers formed by polymers of acrylonitrile or by copolymers of acrylonitrile and other polymeric materials; it can also be applied to elasticize fibers formed by cellulose esters, such as cellulose triacetate.
The yarns in which the filaments have a generally circular cross-section and a smooth surface are the easiest to use and give the most satisfactory results; some yarns give difficulty not mainly because of their chemical composition or their pronounced physical properties, but mainly because of the configuration of the cross-section of their fibers. For example, acrylic fibers, sold in the as @@ e under the name "D '" ORLON ", have a cross section approximating the shape of a dumbbell and it is difficult to elasticize them by the. method of the present addition.
Within a chosen class of yarns, the most suitable yarns for the present process are generally those found in commerce and which belong to the types used in the manufacture of the fabrics. The starting yarn for the process is preferably a partially crystallized yarn, in which the crystals have undergone an enhanced orientation by cold drawing, that is to say by lengthening the yarn in a similar fashion. permanent at a temperature that differs by less than approximately 33 C. from its second-order transition temperature.
In fact, it is generally preferable to employ, as a starting yarn, a yarn which has been cold drawn to the maximum extent possible compatible with the uniformity of the yarn; if it is desired to use a yarn, which has not been drawn or which has been cold drawn to a degree less than the maximum practical degree, it is generally advantageous to subject it to additional cold drawing, if the yarn is not has not undergone annealing or other treatment making further such stretching impossible.
If such cold drawing is not feasible, for some reason, the yarn can be hot drawn in accordance with the present addition, but higher elongation than the normal elongation is generally necessary, since high temperatures, in real life. generally, delay crystal alignment. In other words, if hot drawing is used to align the crystals, it is generally essential, in order to achieve a substantially maximum degree of alignment of the crystals, to elongate the wire in a straight line. considerably larger measurement than in a cold drawing operation.
Yarns have been described in technical works, which have been manufactured by replacing by a hot drawing, that is to say a drawing carried out above
Approximately 120 C, cold drawing carried out normally; these yarns can also be employed generally under satisfactory conditions as a starting material in the process of the present addition.
The denier: the dimensions of the filaments in the yarns used for the application of the process of the present addition can vary widely between limits, in reality almost any yarn can be used, regardless of their size. total denier and the dimensions of their. filaments. It can be indicated, by way of example, that this process @ gave excellent results with the following different threads of polyester thread (DACRON) at 40 denier and 34 filaments, "NYLON" thread (DU PONT type 200) at 100 denier and 34 filaments, 70 denier and 34 filament "DACRON" yarn, and 15 denier monofilament "DACRON" yarn. Under suitable conditions the denier per filament can vary over 20 and the total denier of the yarn can easily reach 2000 or even more.
The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which:
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- Figure 1 is a schematic side elevational view of an embodiment of the apparatus according to the invention; - Figure 2 is an enlarged view of a part of the apparatus of Figure 1 and shows how the wire passes around the edge of the blade; FIG. 3 is a front elevational view of part of the apparatus of FIG. 1; FIG. 4 is an enlarged plan view of part of an apparatus, which is generally similar to that of FIG. 1, but which differs therefrom by special arrangements allowing the wire to come closer to the edge of the blade and to move away from it in an advantageous manner in certain cases;
- Figure 5 is a schematic side elevational view of part of an apparatus, which is generally similar to that of Figure 1, with the difference, however, that a modification is made to the device for heating the wire during its operation. passage around the edge of the blade.
Referring to Figures 1 to 3 of the drawing, there is seen a support 10 carrying a wire feed spool 12, which contains a suitable reserve 14 of wire. The thread 16 is pulled from the spool 12 by one end thereof and passes through a thread guide 17, arranged on the extension of the longitudinal axis of the spool; yarn 16 then passes through a section of a double yarn advance device. This device is designated as a whole by the reference number 18.
The wire advance device 18 comprises two cylinders 19 and 20; the cylinder 19 comprises a first part 21 and a second part 22 having different diameters, the cylinder 20 comprises a first part 23 and a second part 24, which correspond respectively to the parts 21 and 22 of the cylinder 19. The parts 21 and 22 of cylinder 19, as well as portions 23, 24 of cylinder 20 are preferably formed separately, however cylinders 19 and 20 can in any event be, if desired, one-piece stepped cylinders. It is also possible to use two simple devices for advancing the wire, as will be seen later, in place of a single double device for advancing the wire.
The wire 16 is passed around the parts 21, 23 of the cylinders 19, 20 by making it make a sufficient number of turns to establish an adequate frictional contact capable of preventing appreciable slippage of the wire; this then progresses to a heater 26, which may be of any suitable type; in the drawing, it consists of a plate 28, curved with a radius of curvature equal to approximately 2.4 m, so as to obtain an appropriate contact between this plate and the wire 16.
The plate 28 is heated by an internal electric resistance, which is supplied with electric current by conductors 30 and 32; on the other hand, there is preferably provided a device (not shown) which enables the device 26 for heating the yarn to be pivoted from its operating position when not in use, since It is generally not necessary for the wire to be heated at this point.
From the heating device 26, the wire 16 passes over a second device 33 for advancing the wire; this device 33 comprises two cylinders 34 and 36. A heating device is provided to heat at least an annular part of the peripheral surface of the cylinder 34; this heating device may be in any suitable form; it can consist for example of an annular and fixed electrical system, arranged inside the cylinder 34, very close to the inner face of the latter. Two conductors 37 and 38 supply the current to the heating device inside the cylinder 34. o
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A cylinder 39 is disposed adjacent to a heated annular portion of the peripheral surface of cylinder 34;
this cylinder 39 preferably comprises a smooth metallic peripheral surface; a blade 40, comprising a sharp edge 41, extends in the interval between the cylinders 34 and 39. After having made several turns on the cylinders 34 and 36, the wire 16 is drawn from the cylinder 34 to on the cylinder 39 by following a path at an acute angle (Figure 2) around the edge 41, which is at the apex of this angle. The blade 40 is held in position by a suitable support 42, which is preferably made of a heat-conducting metal and which preferably has a relatively large mass compared to that of the blade 40, so that the latter is maintained at a relatively low temperature compared to that of cylinder 34.
A device (not shown) is preferably provided for pivoting the support 42 and the blade 40 from their operating position, when the wire is to be put in place.
From the cylinder 39, the wire 16 passes over a lubricating cylinder 43 and arrives in the second section of the device 18 advances, it thus makes several turns on the parts 22, 24 of the cylinders 19, 20. The role of the lubricating cylinder 43 is to apply a lubricant to the yarn, so that the latter can be knitted directly from the coil on which it is collected. The yarn leaving cylinder 20 passes around a guide pulley 44, then through a guide 46, to arrive at a collection device 48. This collection device 48 may be of any suitable type; it is shown here as consisting of a conventional ring and slider device.
It is generally desirable to introduce a slight twist in the yarn at this point, so that a conventional slider ring collecting device is advantageous, but, if it is not desired to introduce this twist, one can of course employ a slider. other collection device of any kind.
A drive device (not shown) is provided to drive at least one cylinder of each of the wire feed devices 18 and 33, the two rollers of each feed device can be driven, if desired. of the wire, so that they have the same peripheral speed. However, it is normally advantageous to drive only the larger of the two rolls into each of the wire feeders and in any case to let the smaller of the two rolls freely rotate.
The thread advance devices 18 and 33 must be driven with an invariable synchronism with respect to each other, so that the degree of elongation or contraction undergone by the thread in passing from one positive to the other device, or substantially constant. The driving device may include, if desired, a speed changing device, for modifying the relative speed of rotation of the rollers in the two wire feed devices, however, this speed changing device. speed is not normally necessary, since it is easy to achieve varying relative speeds of wire feed by replacing the cylinders of the two feed devices with other cylinders of different diameters.
Normally, the speed of rotation and the diameter s of the cylinders should be such that the wire is elongated, passing from the first section of the feed device 18 to the feed device 33, and that it can contract, or all of it. at least not elongated, passing from the feed device 33 to the second section of the feed device 180
A drive device (not shown) is also preferably provided for the cylinder 39, so that this cylinder can be driven with a peripheral speed less than, greater than or equal to the peripheral speed of the cylinder 34; not only the cylinder 39 serves to guide the wire to make it follow a path at an acute angle around
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the edge of the blade 40, but it can still fulfill at least two additional functions.
It can first of all, if it consists of a heat-conducting material, serve to cool the wire immediately after its contact with the edge 41; On the other hand, it can also help to control the tension of the wire, as it passes around the edge 41 of the blade 40. If the cylinder 39 is driven so that its surface speed is exactly equal to that of the cylinder 34, the tension of the thread passing around the edge 41 is determined mainly by the tension of the thread to be contracted after having been released from the strong tension which served to lengthen it;
however, by driving the cylinder 39, so that its peripheral speed exceeds that of the cylinder 34, one can increase the tension of the thread passing over the edge 41, by driving the cylinder 39, so that its peripheral speed is lower than that of cylinder 34, on the contrary, the thread tension can be reduced. The peripheral speed of part 22 of cylinder 19, relative to that of cylinder 34, also has an effect on the tension of the thread passing over the edge of the blade, since the relation between these two speeds determines the degree according to which the yarn can contract when passing from the feed device 33 to the second section of the feed device 18, and the force, with which the yarn tends to contract, decreases as the degree of contraction allowed increases .
It can therefore be seen that the tension of the wire passing around the edge of the blade can be modified: 1 by varying the peripheral speed of cylinder 39 with respect to the peripheral speed of cylinder 34. 2 - by varying the speed peripheral speed of part 22 of cylinder 19 with respect to the peripheral speed of cylinder 34. 3 - by varying the friction characteristics of the surface of cylinder 39.
In order to operate the machine, a wire is passed therethrough from the supply winding 12, as explained above. If it is desired that the wire is at a high temperature when it passes around the edge of the blade 40, the heating device, inside the cylinder 34, is brought to the appropriate temperature by passing a selected current. through conductors 37 and 38; if the temperature at which the wire has to pass around the edge 41 is approximately the same as that at which it is to be hot-stretched, the heater 26 may be omitted and removed from its operating position. Under these conditions, the elongation of the wire occurs mainly at the point where the wire comes into contact with the surface of the roller 34.
If it is desired that the yarn be elongated by a percentage greater than a few units per cent, rolls 34, 36 may be used, the peripheral surfaces of which have a corresponding taper and it is possible to achieve: part or all of the elongation of the wire while it makes several turns on these two cylinders. If it is desired that the wire passes cold around the edge 41 of the blade 40, it is not necessary to supply the heating device inside the cylinder 34 and the heating device 26 is then brought to an operating temperature. appropriate, by passing an electric current through conductors 30 and 32.
When the wire heating device (s) are at an appropriate temperature, the apparatus is operated, which no longer requires any monitoring, except when a wire breaks and when the supply winding 14 is on point. to run out.
Only one position of the apparatus has been shown, but it is obvious, for technicians, that the apparatus is designed so that a single frame can give it several positions; in fact, it is easy to manufacture a multi-position apparatus, according to the present addition, by modifying an ordinary twisting loom, such as the one
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manufactured by the "Universal Winding Company" and designated by the name "Tordoir Atwood Model 10B", To perform such a modification, it suffices to add to the loom, for each position, the two advance devices wire ', the blade support device, the cylinder 39 and the various wire heating devices.
If we refer in particular to Figure 4, we see a variation, in which the wire approaches and always moves away from the edge of the blade at a certain angle in a plane parallel to the edge. This is advantageous in certain cases, as will be explained later. In this embodiment of the apparatus, a wire 16 'advances from a cylinder 34', corresponding to cylinder 34 of the feed device 33 of the apparatus of Figures 1 to 3, following an angled path. acute around the edge of a 40 'blade. The wire is then partially wound around the cylinder 39 ', which corresponds to the cylinder 39 of the apparatus of FIGS. 1 to 3 and which fulfills the same functions as this cylinder.
Although the axis of rotation of cylinder 34 ', the longitudinal axis of blade edge 40' and the axis of rotation of cylinder 39 'all lie in vertical and parallel planes. longitudinal axis of the edge of the blade 40 'is inclined relative to the axis of rotation of cylinder 34', and the axis of rotation of cylinder 39 'is inclined relative to the longitudinal axis of the edge of the blade 40 '. As a result, the 'it is guided by the cylinders 34, 39' so as to present itself obliquely with respect to the edge of the blade 40 ', as can be clearly seen in FIG. 4.
The angles of approach and departure of the wire can easily be varied, relative to the edge of the blade, in planes parallel to this edge, by modifying the angle of inclination of the longitudinal axis of the blade 40 'with respect to the axis of rotation of cylinder 34' and on the other hand changing the angle of inclination of the axis of rotation of cylinder 39 'with respect to the longitudinal axis of the head of the blade 40 '. A wire guide 50 is provided to pass the wire 16 'in a vertical plane to the next member of the apparatus.
FIG. 5 shows a variant of the apparatus according to the present addition. This variant presents in some cases a. advantage, because it makes it easier to present the wire obliquely to the edge of the blade. In this embodiment of the present addition, the wire 16 "passes over a double wire feed device 18", which corresponds to the double feed device 18 of the apparatus shown in Figures 1 to 3. The wire then passes over a heating system 26 "and arrives at a second device 33" for advancing the wire; it then passes through a guide 52 and arrives on a second heating device 54.
In the drawing, this device 54 comprises a plate, formed by a heat-conducting material and having a slightly curved upper face, on which the wire must engage; this plate is maintained at an elevated temperature by any suitable device. The heating device 54 corresponds to the heating device arranged inside the cylinder 34, in the apparatus of FIGS. 1 to 3, and it fulfills the same functions, with the difference that it cannot be used. The wire can be easily heated for the hot stretching operation and the heater 26 II should normally be employed for this operation.
A blade 40 "is arranged so that its ridge extends near a side edge of the heater 54 and the wire follows an acutely angled path from that device around the ridge of the heater. blade 40 ", this ridge placed being at the top of this angle. The wire 16 "then winds up partially on the peripheral surface of the cylinder 39", which corresponds to the cylinder 39 of the apparatus of Figures 1 to 3 and which performs the same function as the cylinder 39; the wire 16 " then cross
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a guide 56 and arrives on a device 18 "for advancing the wire. The wire then passes around a guide pulley 44" before reaching a collection device (not shown).
The operation of the apparatus of Fig. 5 is generally similar to that of the apparatus of Figs 1 to 3; however, the heater 26 "is normally used for the stretching operation. hot, while in the apparatus of Figures 1 to 3 the heater 26 is only used at certain times. There is still another difference between the apparatus of Figure 5 and Figures 1 to 3; in fact, the apparatus of FIG. 5 is a simple means of arranging the wire obliquely with respect to the edge of the blade; to obtain this result, it suffices to place the wire guides 52, 56 in different vertical planes, transverse to the axis of rotation of cylinder 39 ".
The angles of approach and departure of the wire can then be easily controlled, with respect to the edge of the lamp 40 ", in planes parallel to the latter, by modifying the distance between the vertical planes, which are transverse. with respect to the axis of rotation of cylinder 39 "and in which are the thread guides 52, 56.
The degree of hot elongation necessary to obtain the most satisfactory results with the new process according to the present addition depends on the nature of the particular yarn used; for yarns of the same chemical composition, the optimum degree of elongation may vary depending on the different conditions of their manufacture. As already stated, the most common yarns found in commerce have been cold drawn to the vicinity of the maximum possible during their manufacture, resulting in a high degree of molecular orientation in these. yarns and the degree of hot elongation, which is necessary to obtain the best results with these yarns, is generally between 3% and 20%.
With yarns which have been cold drawn to a degree far from the maximum possible, the degree of hot elongation required to obtain the best results is generally greater than the values given above for a yarn. which has not been substantially stretched, the degree of hot stretching required to obtain the best results can reach several hundred percent.
With yarns which have been hot drawn during their manufacture, the degree of hot elongation, necessary to obtain the best results in the process according to the present addition, is frequently less than the values given above and can be understood as example only between 1% and 3% For any given yarn, a degree of hot elongation close to the optimum can be easily determined by a simple test, which consists in stretching the yarn, while it is at a temperature included in a preferred margin, which will be defined later, so as to determine the value of the elongation necessary to give the fibers of the yarn a modulus of elasticity of tension close to the maximum, a maximum elongation at break. low possible and / or maximum fragility.
It has been found, for example, that the polyester yarn, sold under the trademark "DACRON", should be elongated preferably between 4% and 7%, its optimum elongation being about 5%. The polyamide (polyhexamethylene-adipamide) yarn sold commercially by the company "EI DUPONT de NEMOURS and COMPANY" under the name "NYLON" type 200 "must be elongated preferably by 5 to 15%, its elongation- optimum ment being about 12% the polyamide (polycaprolactam) yarn sold by the company "AMERICAN ENKA COMPANY" under the brand "NYLENKA" should preferably be elongated when hot from 5% to 15%, its optimum elongation being about 9.5%.
The temperature to which the wire is heated for the stretching operation can vary between reasonably wide limits, this is
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particularly true in the case where the yarn passes around the edge of the blade with relatively low tension and at high temperature. Under these conditions, satisfactory operation can be achieved with most yarns by using, for the hot-stretching operation, a temperature lying about 100 ° C. below the bonding temperature of the yarn, with yarns of "NYLON", satisfactory results can be obtained with temperatures which can drop to 150 ° C. below the bonding temperature.
For example, with "NYLON" type 66 and "NYLON" type 6 satisfactory results can be obtained using any temperature above about 82 ° C for the hot stretch operation; On the contrary, with threads of polyethylene glycol terephthalate, it is necessary in all cases to use a temperature at least above about 132 C. When the thread must pass cold around the edge of the blade (c (i.e. at a temperature below 65 C to 79 C) and with a relatively high voltage, the temperature of the hot stretching operation is more critical and generally higher temperatures must be used to achieve satisfactory results.
With "NYLON" type 66 yarns for example, it is generally necessary to use, for the hot stretching operation, if satisfactory results are to be obtained under these conditions, a temperature of at least Approximately 135 C, with "NYLON" type 6, it is generally necessary, in order to obtain satisfactory results, to use a temperature equal to at least approximately 102 C; with yarns of polyethylene glycol terephthalate, it is generally necessary, in order to obtain satisfactory results under these conditions, to use for the hot-stretching operation a temperature of at least 188 ° C.. As a general rule, it is advantageous to use for a hot stretching operation a temperature considerably higher than the minimum values indicated above.
Good results can generally be obtained at temperatures approaching the bonding temperature of the particular treated yarn, but it cannot be said that in all cases the higher the temperature the better the results. since eventually a temperature is reached with each particular yarn beyond which no marked improvement in the results is obtained. In the case of "NYLON" type 66 yarns, the temperature, above which no marked improvement in results can be readily obtained, is about 199 ° C; with type 6 "NYLON" yarns this temperature is about 160 C, and with polyethylene glycol terephthalate yarns it is approximately between 204 C and 221 C.
Since the high temperatures generally cause some degradation of most yarns, it is often advantageous to heat elongate the yarn at these or slightly lower temperatures; well, the margin. preferred temperature is generally between approximately 138 C and 199 C for the "NYLON" type 66 between 116 C and 160 C for the "NYLON" type 6, and between 188 C and 221 C for the polyethylene terephthalate yarns - glycol.
The temperature of the wire, when it comes into contact with the edge of the blade, may vary between room temperature and the bonding temperature of the treated wire, however, as a general rule, use should be made of high temperatures, and this is especially true with all yarns other than polyethylene glycol terephthalate yarns. By using high temperatures, it is possible, with most wires, to obtain a degree of waviness thereof, which is several times greater than that achievable by passing the wire over the edge of the blade to the edge of the blade. At room temperature, moreover, the degree of ripple imparted to the wire at elevated temperatures has a slightly higher degree of permanence.
Polyethylene terephthalate - glycol yarns constitute
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a remarkable exception to this rule, with yarns of this type the results obtained by the use of high temperatures during the bending operation are only slightly improved compared to the results obtained by passing the yarn through. on the edge of the blade when cold, that is to say at a temperature which results only from the heating resulting from the friction. The preferred temperature margin, for the passage of the wire over the edge of the blade, generally extends from 93 C to 218 C approximately, and more especially from 138 C to 182 C in the case of the "NYLON" type 66 , from 116 C to
171 C in the case of "NYLON" type 6 and 138 C to 218 C In the case of polyethylene glycol terephthalate yarns.
The tension, under which the wire passes over the edge of the blade, can also vary between wide limits and the most advantageous tension in any case 3st determined by a number of variables. These variables are, for example, the chemical composition of the particular yarn treated, the configuration of the cross section of the yarn, the radius of curvature of the edge of the blade and the grain structure thereof; all of these factors affect operation and preferred tension margins, but the most important variable to consider in determining a preferred tension is the temperature at which the wire passes over the edge of the blade.
As a general rule, if the wire is hot (that is, at a temperature above about 82 C), the best results are obtained with relatively low voltages; if the wire is on the contrary cold, the best results are obtained by using relatively high voltages. When the yarn is at a high temperature as it passes over the edge of the blade, the operating tension margin extends, from 0.05 g per denier, substantially to the limit. elasticity of the particular treated yarn, for the temperature at which the yarn is heated, or, in other words, up to about 1 g per den for most yarns; the preferred range of tension therefore ranges approximately between 0.1 g and 0.4 g per denier.
When the yarn passing over the edge of the blade is not heated, the operating tension margin generally ranges from 0.4 to 3 g per denier and the preferred margin is generally roughly included. between 0.7 and 2.5 g per denier. When the wire is hot, the optimum tension is generally the lowest tension at which good uniform contact of the wire with the edge of the blade can be obtained; with unheated yarns, the optimum tension is generally the maximum tension with which the particular yarn under consideration can be passed around the edge of the blade without causing too many yarn breaks. A possible explanation of this difference will be indicated later.
In cases where the wire must pass around the edge of the blade at a high temperature, this edge should always be arranged as close as possible to the device for heating the wire, except in a few exceptional cases. As previously indicated, high temperatures generally cause damage to the yarn, so it is desirable to heat the yarn to the minimum temperature compatible with the desired results; by placing the edge of the blade very close to the wire heater, no cooling of the wire occurs before it comes into contact with the blade.
If the edge of the blade is at a distance of up to 3.2mm from the heater, the temperature of the wire drops appreciably as it passes from the heater to the edge of the blade, such that it is necessary to heat the yarn to a temperature sufficient to compensate for this drop in temperature and that normally there will be non-essential damage to the yarn.
The only cases where it is advantageous to move the edge of the blade a substantial distance from the heater are
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tent, when it is desired to pass the wire over the blade at room temperature or when the same heater is used for the hot stretching operation and for the bending operation, and when it is desired that the wire is hot-stretched at a temperature higher than that with which it passes over the edge of the blade. In these cases, the most advantageous distance between the edge of the blade and the wire heater depends the desired temperature difference between the hot stretching and bending operations;
on the other hand, if the wire is to pass around the blade substantially at room temperature, the blade can be placed at any suitable distance from the device for heating the wire.
In cases where the wire must pass over the blade at a high temperature, cooling the wire should be carried out as soon as possible after the point where the wire has contacted the edge of the blade. In fact, the best results are generally obtained if the yarn is cooled during its bending and this cooling can be easily achieved by keeping the blade at a relatively low temperature relative to that of the yarn heater. In any case, and especially when one does not attempt to keep the blade at a relatively low temperature, better results are generally obtained if the wire is positively cooled immediately after contact with the edge of the blade. .
This can be done by directing a stream of cold air against the wire, by passing the wire in surface contact with a heat and cold conductor, or alternatively, in cases where the blade is held at ... ne low temperature, by passing the wire in contact with one face of the blade. Any cooling of this segment of the wire path usually gives the best results, and for the best results the wire should be cooled to below about 82 ° C. as quickly as possible after it has left. the edge of the blade.
When high temperatures of the wire are used in the bending operation, the wire is preferably allowed to contract as it passes around the edge of the blade. As a general rule, the best results are obtained when the wire is allowed to contract to about maximum in this part of its path. With most "NYLON" yarns it is possible to run the yarn over the edge of the blade with at least 5-8% advanoe excess and excellent results are obtained with such. excess. = yarn advance With polyester yarns an even higher percentage of excess advance is usually possible, for example, it is frequently possible to run a polyester yarn with an excess of yarn on the blade. advance between 10% and 15%.
With any given wire, one can determine quite easily by trial and error a value close to the optimum degree of excess advance; in fact, if the excess advance is too great, the wire simply takes up slack in the vicinity of the blade and does not advance more. When the bending operation is carried out on a cold wire, it is not advantageous. - geux in general, as indicated above, to let the wire contract when it passes around the edge of the blade; Conversely, a low degree of contraction in a subsequent portion of the wire path can frequently be beneficial.
This result can easily be obtained, in the apparatus shown in the drawing, by driving the cylinder 39 with a peripheral speed greater than the linear speed of the wire, so that the latter is subjected to a higher tension as it passes around. edge of the blade only in that part of its path immediately following cylinder 39.
It is not known for sure why the best results are obtained when the hot wire is passed around the blade at a relatively low tension and when it is allowed to contract, and why,
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with cold yarns best results are obtained by passing the yarn around the blade with relatively high tension and under conditions such that the yarn cannot be subjected to appreciable contraction. The explanation which seems the most logical is that two different phenomena occur in the elasticization process according to the present addition, and that these two phenomena exert a positive effect on the total elasticity of the treated yarn.
The first of these phenomena appears to be the narrowing of the face of the wire passing in contact with the edge of the blade, the second phenomenon appears to be the elongation of the face of the wire located on the side opposite to the edge of the blade. . It appears further that the first phenomenon is more effective than the second in producing a high degree of elasticity, if the process is applied under conditions such that a high degree of shrinkage of one side of the yarn can occur. , and heat is one of the necessary conditions in this case. Therefore, if treating a hot wire, one should strive to obtain a maximum degree of shrinkage of the face of the wire in contact with the blade. ;
if, on the contrary, a cold yarn is treated, it is not easy to obtain an effective degree of shrinkage of one side of the yarn and one must above all endeavor to obtain the maximum degree of elongation of the face of the yarn opposite to the blade. All of the known findings indicate that the foregoing explanation is correct, but it should be emphasized that this explanation is only theoretical and does not limit the invention in any way.
Since the edge of the blade exerts appreciable forces on the wire passing over it, the best results are generally obtained if the wire is lubricated as it passes around the blade; this is especially true with yarns, other than NYLON, which do not have the low coefficient of friction characterizing NYLON. Any suitable yarn lubricant can be used, although it is generally preferable to use a lubricant which can be easily removed after performing the elasticization process; low viscosity mineral and vegetable oils and fatty acid esters such as sorbitol tripalmitate can be used, for example, as lubricants.
The best way to apply the oil to the wire is to use capillary or a felt wick placed in the path of the wire immediately before the contact of the latter with the edge of the wire. blade.
The radius of curvature of the acutely angled portion of the wire path, or, in other words, the radius of curvature of the sharp edge of the blade, is an important factor, as a general rule it should be as small as possible, without causing an excessive number of wire breaks.
If the edge of the blade is too blunt, the degree of elasticity of the finished wire is not as high as desired, if on the contrary it is too sharp, the wire is often cut and does not progress d The minimum radius of curvature which can be satisfactorily used for the edge of the blade depends on a number of factors, including the composition of the particular yarn being treated, the yarn temperature, the size of the filaments or filament make up the yarn, the grain size of the material constituting the blade, and the tension of the yarn as it passes around the edge of the blade.
As a rule of thumb, the average radius of curvature of the blade edge may be smaller with yarns composed of relatively small diameter filaments than with yarns composed of relatively large diameter filaments, there is also another rule. according to which the edge of the blade can have a smaller radius of curvature, when the wire passing around the edge is subjected to a relatively low tension and is at a relatively high temperature, than in the case where the wire is subjected to a relatively high tension and a relatively low temperature. On the other hand, we can
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use with NYLON yarns a blade having a considerably smaller radius of curvature, other things being equal, than when using yarns of other types.
When all conditions are favorable, a blade can be used satisfactorily the radius of curvature of the edge of which does not exceed about 0.05 times the diameter of the filaments of the yarn, which means that, in exceptional cases the radius of curvature may be as low as one or two microns, however, the best results are usually obtained when the radius of curvature of the edge of the blade is at least 0.1 times the diameter of the filaments of the wire. In other words, it is generally preferred, even with NYLON yarns, to use a blade whose edge has a radius of curvature of at least 3 to 6 microns; with unheated polyester yarns, it is generally preferable that the edge of the blade has a radius of curvature of at least 10 to 15 microns.
The maximum radius of curvature, which can generally be used with satisfactory results, is approximately between 2 and 20 times the diameter of the filaments; when a blade having a larger radius of curvature is used, the yarn is not, as a rule, subjected to sufficient stress to obtain an absolutely satisfactory degree of elasticity.
The angles of approach and departure of the wire, with respect to the sharp edge of the blade, in a plane transverse to the axis of this edge, are not of critical importance and may vary to such an extent that the total of the approach angle and the departure angle may reach 120; these angles can also be so small that the wire can be bent at an angle as close to 180 as the thickness of the blade allows. As a general rule, the best results are obtained when the angle between the wire approaching the edge of the blade and the wire moving away from this edge is less than about 70. In many cases, the angle of departure can advantageously be considerably smaller than the angle of approach, particularly when the treated yarn is a monofilament yarn.
The best results have been obtained, for example, when the angle made by the wire, moving away from the edge, with the plane of the blade, is as small as possible, on the other hand, to reduce the multiplication of voltage fluctuations. in the wire approaching the blade, as it passes around the latter, it is advantageously possible, in most cases, to give the approach angle a value equal to at least 240. With wires at multiple filaments, the angle of approach and the angle of departure of the wire, in planes parallel to the edge of the blade, are also important, since in inclining the wire, with respect to the axis of the ridge, it is possible to facilitate the passage of the broken filaments on the ridge.
The best results have been obtained by passing a multifilament yarn around the edge of a blade so that an imaginary plane, which passes through the wire approaching the blade and which is perpendicular to the plane of the blade. here, cuts at an angle of 40 to 100 a second imaginary plane, which is also perpendicular to the plane of the blade and passes through the wire away from the blade. With a monofilament yarn, it is generally advantageous to cause the yarn to arrive and to do so, starting, relative to the edge of the blade, in a plane substantially perpendicular to this edge; however, in some cases, it may be advantageous to make a small angle between the approach wire and the starting wire, in the plane of the blade, so as to apply a small torsional stress to the wire.
The linear speed of the wire, as it passes over the edge of the blade, can vary within extremely wide limits; for example, it can be included within a range extending from 0.3 m / min to 610 m / min, or even within an even wider range. The speed of the wire naturally affects other process variables; as the wire speed increases,
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it becomes more and more difficult to maintain the wire at a suitable temperature and under a suitable tension, while it is in contact with the edge of the blade, and to maintain it at a suitable temperature during the process. hot stretching operation.
Due to limitations inherent in the apparatus, the preferred range for linear wire speed normally ranges from 61 m / min to 183 m / min.
When the wire has come into contact with the edge of the blade, it exhibits a certain tendency to curl or crimp, if it is not subjected to tension; however, to develop the full elastic nature of the yarn, it must be heat treated. The wire is in fact subjected to latent stresses, which constitute a potential for stress towards a circumvented configuration of the wire which disappear under the action of a heat treatment.
This heat treatment can be carried out, if desired, before the yarn is made into fabric, by passing the yarn in contact with a heating element or through a heated fluid, under conditions such that the yarn can be fabricated. to contract freely; however, if the full elastic nature of the yarn is to be developed after knitting or weaving, it is best to agitate the fabric while gradually raising its temperature, according to a known method. Any degree of heating is generally advantageous, but for best results the yarn should be heated, either before or after weaving or knitting, to a temperature of at least about 60 ° C and preferably at least 82 C, the wire not being subjected to appreciable tension.
Higher temperatures are not detrimental, and the yarn, or the fabric made with the yarn, can be heated to a temperature approaching the softening point of the yarn, without adversely affecting the results, provided the yarn is maintained at zero or low voltage while at high temperature.
The invention will now be illustrated by several examples of implementation.
EXAMPLE I
A zero twist polyester yarn of 34 filaments and 70 denier is heated to 221 ° C., and it is stretched in varying percentages between 1% and 10%. The effects of the hot stretching operation on the physical characteristics of the yarn are determined, these effects are shown in the following table. All numerical values shown are approximate and are averages of values obtained by ten different tests. All determinations were carried out at 21 ° C and with a relative humidity of 65%.
TABLE 1
EMI14.1
<tb> Percentage <SEP> Elongation <SEP> Modulus <SEP> means- <SEP> -Variation <SEP> of <SEP> constraint <SEP> at @ g
<tb>
<tb>
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<tb> of elongation- <SEP> average <SEP> of <SEP> of elasticity <SEP> necessary <SEP> to <SEP> cause
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<tb> ment <SEP> break <SEP> in <SEP> of <SEP> voltage <SEP> in <SEP> the <SEP> break <SEP> at <SEP> end <SEP> of <SEP> 10 <SEP > tests.
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% <SEP> g / den. <SEP> for <SEP>
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<tb> of <SEP> 3 <SEP> 9 / denier
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<tb> 2% <SEP> 12% <SEP> 73 <SEP> 25
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<tb> 3% <SEP> 12% <SEP> 66 <SEP> 40
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<tb> 4% <SEP> 12% <SEP> 71 <SEP> 45
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<tb>
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<tb>
<tb> 6% <SEP> 10% <SEP> 83 <SEP> 50
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7% <SEP> 10% <SEP> 84 <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8% <SEP> 11% <SEP> 82 <SEP> 40
<tb>
<Desc / Clms Page number 15>
EMI15.1
<tb> 9% <SEP> 11% <SEP> 81 <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10% <SEP> 9% <SEP> 81 <SEP> 40
<tb>
We pass at room temperature, on a blade, the wires,
lying hot as we have just explained; this blade has an edge with a radius of curvature of 0.1 mm; the wire is moved on the blade at a speed of 91 m / min. The wire is passed around the blade at as sharp an angle as possible, so that it contacts both the top surface and the bottom surface of the blade. the tension of the thread, after its contact with the blade, was found to be 2 g per denier during a test. The best elasticization was obtained by lengthening the thread by 5%;
it should be noted that this elongation coincides with the point where the wire has approached the highest modulus of elasticity, the point where it has the lowest mean elongation at break and the point where its brittleness is the greatest , fra, gility being indicated by the variation of force necessary to break the thread after ten attempts. Excellent results have been obtained by lengthening the yarn from 4% to 7% and satisfactory results in all other cases. Even when the yarn is stretched as close as possible to 0% at a temperature of 221 ° C, satisfactory results are obtained, which shows that a slight elongation is sufficient for polyester yarns.
When a yarn has been treated in an analogous manner, in the condition in which it is received from the manufacturer, that is to say without heat stretching, no appreciable elasticization of this yarn could be obtained.
EXAMPLE 2
A 70 denier, 34 filament, "Pont Type 200" NYLON yarn, Z-twist half a turn, was stretched in varying percentages at a temperature of 204 ° C. The physical characteristics of the yarn were then measured, as in the previous example, and the results shown in the table below were found.
TABLE II
EMI15.2
<tb> Percentage <SEP> Elongation <SEP> Modulus <SEP> average <SEP> Variation <SEP> of <SEP> constraint
<tb>
<tb>
<tb> of elongation- <SEP> average <SEP> of <SEP> of elasticity <SEP> in <SEP> g <SEP> necessary <SEP> for
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ment <SEP> rupture <SEP> in <SEP> of <SEP> voltage <SEP> cause <SEP> the <SEP> rupture
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<tb>
<tb> den.
<tb>
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<tb>
<tb>
1% <SEP> 17% <SEP> 48 <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2% <SEP> 17% <SEP> 54 <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4% <SEP> 18% <SEP> 56 <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10% <SEP> 14% <SEP> 70 <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 12% <SEP> 13% <SEP> 72 <SEP> 110
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 14% <SEP> 13% <SEP> 75 <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18% <SEP> 12% <SEP> 81 <SEP> 35
<tb>
After determining the physical characteristics of the wire, it was passed at room temperature around an acutely angled edge with a radius of curvature equal to 0.05 mm, at a linear speed of 91 m / min.
The approach and departure angles, in a plane transverse to the plane of the blade, were as small as the thickness of the blade permitted, so that the wire was in contact with the front blade and after being stretched around the ridge of it.
<Desc / Clms Page number 16>
The angle between the approaching wire and the receding wire, in the plane of the blade, was approximately 850. At least some degree of elasticity was obtained with all percentages of elongation, but the best results have been obtained with yarns the elongation of which was between 10% and 16%. A very distinct optimum result was observed for an elongation of 12% and it can be seen from the above table that the yarn had a characteristic brittleness for this elongation. Although the tensile modulus of elasticity continues to increase slightly after obtaining the optimum elongation, the rate of its increase is markedly smaller after the yarn has received the preferred minimum elongation.
It should also be noted that, for optimum elongation, the percentage of elongation at break exceeds its minimum by 1%.
EXAMPLE 3
CH stretched to an elongation of 10%, at a temperature of 160 ° C., two samples of the NYLON “Nylenka type 6” manufactured by the company “American Enka Corporation”. The first sample was a standard 15 denier production monofilament yarn made by this Company's commercial process; it had been cold drawn during manufacture to the maximum elongation compatible with its uniformity. The second sample was analogous as a whole to the first sample, but had been cold drawn with an additional 10% elongation during manufacture.
A spool of standard production hot drawn "Nylenka" yarn of the type defined above was placed on a "Model 10 B" universal retractable loom from the "Universal Winding Company". . This loom was equipped for the elasticization of thermoplastic yarns on a sharp edge.
The wire, supplied by the spool, was first passed through a shutter-type voltage regulator, and then over the surface of a 43 mm wide heating plate, maintained at a temperature of about 166 C; the wire was then passed over the edge of a plate, made of sheet metal for adjustment shim, with a thickness of 0.013 mm, following a path at an acute angle, so that the angle between the strand of wire approaching the plate and the strand moving away from it is equal to approximately 25; the thread was then directed to a collection device.
The tension regulator had been adjusted so as to obtain a tension of 5 g in the wire, measured immediately after the contact of the wire with the edge of the plate; the wire passed around this ridge at a speed of 37 m / min. A skein was formed with a length of 110 m of the treated yarn by winding the yarn on a spool with a circumference of 1.42 m; the skein was thus about 0.69 m long when the line was removed from the spool and stretched. The skein was then loaded with a weight of 3.25 g, suspended in water at a temperature of 60 ° C. and its length measured.
A spool of the hot-drawn "Nylenka" yarn which had undergone an additional 10 percent cold drawing during its manufacture was placed in the same position on the same twisting machine; it was passed around the same edge, at the same linear speed and under a substantially unchanged voltage. The length of one skein of the treated yarn was then measured, as explained above.
For comparison purposes, one of each of the yarn samples defined above was placed in the same position, on the same twisting machine, but these samples had not been hot drawn this time; the same conditions and the same plate were used as
<Desc / Clms Page number 17>
sharp edge blade. The two yarns were then made into skeins and the length determinations were made as discussed above.
The results of all the previous tests are given in the following table.
TABLE III
EMI17.1
<tb> Sample <SEP> Denier <SEP> before <SEP> Length
<tb>
<tb>
<tb> elastification <SEP> of skein <SEP> in <SEP> cm.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
A.E. <SEP> Type <SEP> 6 <SEP> "commercial" <SEP> 13 <SEP> 39.4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> stretched <SEP> to <SEP> hot <SEP> from <SEP> 10 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A.E. <SEP> Type <SEP> 6 <SEP> having <SEP> undergone <SEP> a
<tb>
<tb>
<tb> stretching <SEP> additional <SEP> to
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cold <SEP> from <SEP> 10 <SEP>% <SEP> and <SEP> a <SEP> stretching
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> to <SEP> hot <SEP> from <SEP> 10 <SEP>% <SEP> 12 <SEP> 42
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A.B. <SEP> Type <SEP> 6 <SEP> "commercial" <SEP> 15 <SEP> 53.5
<tb>
<tb>
<tb> A.E.
<SEP> Type <SEP> 6 <SEP> having <SEP> undergone <SEP> a
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> stretching <SEP> additional <SEP> to
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cold <SEP> from <SEP> 10 <SEP>% <SEP> 13 <SEP> 53.5
<tb>
It can be seen from the results of the tests that the additional 10% cold drawing of the NYLON type 6 yarn does not have a measurable effect on the degree of crimp achievable by pass a heated wire around a sharp edge and that the length of the test skein, obtained with the commercial type 6 NYLON wire, was the same as that obtained with the specially treated type 6 NYLON wire. It is also seen that a very marked increase in the degree of crimp has been obtained by hot stretching by a preliminary operation to an elongation of 10% of both of these two threads.
In fact, the degree of ripple in hot-stretched samples was approximately 400% of that in non-hot-stretched samples, since a skein of NYLON type 6, as defined above, will occur. shrinks by about 10 cm, by thermal contraction, when immersed in water at 60 C.
EXAMPLE 4
Several different samples of three different yarns were treated by different methods in order to determine the respective advantages of each method. The first type of yarn was a NYLON 66 type 200, 15 denier monofilament yarn, manufactured by the company "E.I. DU PONT"; three separate treatments were subjected to this wire which are as follows:
1 - A wire of raw NYLON 66, as received from the manufacturer, was passed around a heating plate with a width: -: 43 mm at a speed of 36.2 m / min .; this plate was maintained at a temperature of about 157 ° C., this wire then passed around the sharp edge of a blade. This ridge had an average radius of curvature of about 0.06 microns.
The edge of the blade was placed close to the heater so that the wire passing around the edge was at substantially the same temperature as the heater; the thread was maintained under an approximate tension of 4 g, measured immediately after the contact of the thread with the edge. This process is already known.
2 - The second process is the same as the first process, with the difference, however, that the temperature of the heater, near the edge of the blade, was approximately 163 C and the wire was hot-stretched at a temperature of 204 C, before crossing the ridge.
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3 - The wire was hot elongated by 10% at a temperature of 204 C; a wick was impregnated with the lubricant "Esso Mineral Soal Oil" and applied to the wire, immediately before its passage over the edge of the blade the wire heating device adjacent to the edge of the lang was not supplied, therefore such that the wire passed over the edge at room temperature; wire was subjected to a tension of approximately
30 g as it passes over the ridge.
The mean radius of curvature of the ridge was approximately 0.013 microns.
The following procedures were used to process a 15 denier monofilament "HYlonka" NYLON yarn "HYlonka" Type 6, the yarn manufactured by the "American Enka" Company.
4 - This fourth process is the same as process n 1,
5 - This process is the same as process 2, except that the heater, adjacent to the edge of the blade, was maintained at a temperature of about 149 ° C and the wire was hot stretched by 10% at a temperature of 149 C.
6 - This process is the same as process 3.
The following methods were used to treat a 15 denier monofilament Dacron yarn, manufactured by the company "E.I. du Pont".
7 - This process is the same as process # 1, with the difference that a 22.9 cm wide heating plate was used, held at an approximate temperature of 163 C and the wire was pulled around the edge of the blade at a speed of 28.3 m / min.
8 - This process is the same as process 7, except that the wire was hot elongated by 5% at a temperature of 149 C, before passing around the edge of the blade; the heating plate was 25.4 cm wide and the wire passed around the edge of the blade at a speed of 29.3 m / min.
9 - This process is the same as process 8, except that the yarn was hot elongated by 5% at a temperature of 204 C.
10 - This process is the same as Process 3, except that the yarn was hot stretched 5% at 149 C.
11 - This process is the same as process 10, except that the yarn was hot elongated by 5% at a temperature of 204 C.
After all these tests carried out with the three types of yarn, hexals were prepared on a spool, as explained for example 3, but only 56.7 m of yarn was used to make each skein. , so that it contains in each case 40 complete turns of the wire. The length of the skein was measured in each case immediately after removing it from the spool and while the forty turns of wire were under a total tension of 1.63 g. In the case of NYLON 66 and NYLON 6, the degree of waviness of the yarn was developed by immersing the skein in hot water at 60 C; the length of the skein, subjected to a weight of 1.63 g, was then measured in each case, the skein and the weight both being immersed in water.
In the case of the Dacron wires, the heat was supplied, under zero voltage conditions, in a dry air oven maintained at different temperatures which will be specified a little later. The yarn was held in the oven for about a minute and the length of the skein, subjected to a weight of 1.63 g, was measured in air.
The results of a first series of tests described above have been summarized in the following table.
<Desc / Clms Page number 19>
TABLE IV
EMI19.1
<tb> Fil <SEP> Process <SEP> R <SEP> é <SEP> t <SEP> r <SEP> é <SEP> c <SEP> i <SEP> s <SEP> s <SEP> e <SEP > m <SEP> e <SEP> n <SEP> t
<tb>
<tb> Before <SEP> development <SEP> After <SEP> development
<tb>
<tb>
<tb> by <SEP> the <SEP> heat <SEP> by <SEP> the <SEP> heat
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> NYLON <SEP> type <SEP> 66 <SEP> n <SEP> 1 <SEP> 24.8 <SEP> 42.8
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 2 <SEP> 31.3 <SEP> 58.1
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 3 <SEP> 5.6 <SEP> 8.9 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> NYLON <SEP> type <SEP> 6 <SEP> n <SEP> 4 <SEP> 5.2 <SEP> 12.5
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 5 <SEP> 23.2 <SEP> 38
<tb>
<tb> n <SEP> 6 <SEP> 4.2 <SEP> 8,
3 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Temperature <SEP> of <SEP> Temperature <SEP> of <SEP> oven
<tb>
<tb>
<tb> four <SEP> range <SEP> to <SEP> range <SEP> to <SEP> 199 C
<tb>
<tb>
<tb> 166 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Before <SEP> After <SEP> Before <SEP> After
<tb>
<tb> chauf- <SEP> chauf- <SEP> chauf- <SEP> chauf-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fage <SEP> fage <SEP> fage <SEP> fage
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> DACRON <SEP> n 8 <SEP> 0.6 <SEP> 57.4 <SEP> 3.4 <SEP> 58
<tb>
<tb>
<tb> n 9 <SEP> 2.8 <SEP> 62.9 <SEP> 4.3 <SEP> 63.7
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 10 <SEP> 0.3 <SEP> 55.8 <SEP> 0.3 <SEP> 57.9
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 11 <SEP> 2.8 <SEP> 48.8 <SEP> 3.7 <SEP> 54.6 <SEP>
<tb>
To determine the permanence of the undulation in the Dacron wires, tests were also carried out;
These tests, the yarn was treated and its degree of waviness developed by heat, as explained previously, then the yarn was immersed in hot water at a temperature of 60 C, while subjecting it to an approximate tension of 0.0014 g per denier (a skein of 40 turns was subjected to a weight of 1.63 g); the length of the skein was measured after specified time periods. The skeins were then removed from the water, dried with a cloth, and subjected for one hour to a relative humidity of 65% and a temperature of 21 ° C; the length of the skeins in air was determined, in each case applying a weight of 1.63 g.
The results of these tests are given in the following table:
TABLE V
EMI19.2
<tb> Process <SEP> R <SEP> é <SEP> t <SEP> r <SEP> é <SEP> c <SEP> i <SEP> s <SEP> s <SEP> e <SEP> m <SEP > e <SEP> n <SEP> t
<tb>
<tb> Before <SEP> deve- <SEP>, After <SEP> de- <SEP> After <SEP> immersion <SEP> After <SEP> exit
<tb> development <SEP> development <SEP> in <SEP> water <SEP> of <SEP> water
<tb> by <SEP> the <SEP> by <SEP> the hot <SEP>
<tb> heat <SEP> heat <SEP> During <SEP> During
<tb>
EMI19.3
5 min.
10 0 min 0
EMI19.4
<tb> TEMPERATURE <SEP> OF <SEP> OVEN <SEP> REACH <SEP> TO <SEP> 170 C
<tb>
<tb> n <SEP> 7 <SEP> 1.2 <SEP> 53.7 <SEP> 48.5 <SEP> 47.6 <SEP> 46
<tb> n <SEP> 8 <SEP> 0.9 <SEP> 57.4 <SEP> 55.8 <SEP> 55.2 <SEP> 55.2
<tb> n <SEP> 9 <SEP> 2.5 <SEP> 57.7 <SEP> 58.3 <SEP> 57.7 <SEP> 57.4
<tb> n <SEP> 10 <SEP> 1.8 <SEP> 51.6 <SEP> 51.6 <SEP> 50.3 <SEP> 50.9
<tb> n <SEP> 11 <SEP> 2.5 <SEP> 51.6 <SEP> 51.3 <SEP> 50.6 <SEP> 50 <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 20>
EMI20.1
<tb> TEMPERATURE <SEP> OF <SEP> OVEN <SEP> REACH <SEP> TO <SEP> 2000C.
<tb>
<tb>
<tb> n <SEP> 7 <SEP> 1.2 <SEP> 52.8 <SEP> 49.7 <SEP> 49.1 <SEP> 47.8
<tb> n <SEP> 8 <SEP> 0.6 <SEP> 57.1 <SEP> 51.6 <SEP> 50.9 <SEP> 50.6
<tb> n <SEP> 9 <SEP> 1.8 <SEP> 57.1 <SEP> 53.4 <SEP> 52.8 <SEP> 51.5
<tb> n <SEP> 10 <SEP> 1.8 <SEP> 49.4 <SEP> 48.5 <SEP> 47.9 <SEP> 47,
5
<tb> n <SEP> 11 <SEP> 2.5 <SEP> 51.9 <SEP> 48.8 <SEP> 48.2 <SEP> 48.2
<tb>
It can be seen that the degree of ripple is, in all cases, substantially permanent after immersion in hot water and that all the processes show some improvement, compared to process n ° 7, except for the process. Method 10 in which the yarn is cold passed around the blade and the shrinkage is developed at a temperature of 200 C.
In other words, by virtue of the improved methods of the present addition, it is possible in most cases with Dacron threads to obtain better results by passing the thread over the edge of the thread. blade cold rather than high temperature.
CLAIMS
1. Apparatus for treating a moving yarn, characterized in that it comprises a blade provided with a sharp edge, a device for making the wire under tension follow a linear path at an acute angle passing over one edge, the edge. being disposed at the apex of this angle, a heater for heating the wire over part of its path preceding the acute angle, and a device for extending the hot wire by a selected length before it passes over the edge of the blade.