CONDITIONS D'OBTENTION DE LA FIBRE CHIMIQUE
Le polymère utilisé doit être liquide ou doit être liquéfié. Le polymère liquide doit être pulvérisé à travers les trous fins sous une pression constante. Il doit y avoir un environnement où le polymère liquide sortant des trous peut se solidifier en filaments.
MÉTHODE DE TIR HUMIDE
Dans le procédé de filage humide, une solution du polymère dans un solvant approprié est préparée. La solution préparée est acheminée vers la tête de filière dans un bain de coagulation sous pression constante à l'aide d'une pompe appropriée. Le bain avec la tête de buse (mélange chimique qui solidifie le polymère) est appelé bain de coagulation. En effet, le polymère coagule dans ce bain. solution polymère; Il coagule et précipite de la même manière qu'il émerge de trous minces sous forme de filaments.
La structure du bain de coagulation est préparée de telle manière qu'elle transforme le polymère de solution en solide. Par exemple, une solution basique d'une substance polymère est préparée qui est soluble dans les solutions basiques mais insoluble dans les acides. Une solution acide dans laquelle le polymère n'est pas dissous est choisie comme bain de coagulation.
MÉTHODE DE TIR À SEC
Afin d'obtenir un fil avec le procédé de filage à sec, tout d'abord, une substance à bas point d'ébullition doit être sélectionnée dans la solution de polymère, qui est facilement volatile du solvant à utiliser. Lorsque cette solution préparée est pulvérisée à partir des buses sous pression constante et dans les chambres traversées par le flux d'air, le solvant s'évapore rapidement. Ce qui reste est un matériau polymère filamenteux.
Dans ce procédé, le solvant à utiliser est facilement volatil, et le type économique, facilement disponible, ininflammable est préféré. Si le polymère sortant de la buse est affecté par de l'air chaud, de la vapeur chaude saturée ou de l'azote gazeux chaud est utilisé à la place de l'air chaud.
MÉTHODE DE DESSIN SOUPLE
Les polymères, qui ont des propriétés thermoplastiques et sont insolubles dans tout solvant, sont transformés en filaments par la méthode de filage doux. Les fibres de polyamide, de polyester et de polypropylène sont transformées en fil par une méthode d'étirage doux.
Les copeaux de polymère fondu sont acheminés vers la filière à l'aide d'une pompe et transformés en fils de filaments. Lorsque les filaments sortent de la zone fermée à haute température, ils rencontrent de l'air froid et se solidifient. Les fibres de solidification ne collent pas les unes aux autres en raison de cette dureté. Il est ensuite emballé dans des faisceaux épais. Cependant, le nombre de filaments dans le faisceau varie en fonction du nombre de buses et du diamètre des trous de buse. Dans ce procédé, il est nécessaire de contrôler les diamètres des filaments. Il convient de s'assurer que chaque trou de buse de l'agencement est correctement alimenté et que les filaments sortant des trous de diamètre égal se solidifient dans les mêmes conditions de refroidissement. La solidification des filaments mous sortant de la buse doit être achevée à la fin du premier mètre, puis ils doivent être collectés en faisceaux à l'aide d'un mécanisme d'enroulement.
Le refroidissement et la solidification des filaments s'effectuant en un temps court et rapide, même si les structures fibreuses sont suffisamment cristallisées voire partiellement allongées pendant ce temps, la proportion de zones amorphes diminue peu. Pour cette raison, étant donné que l'orientation des filaments n'est pas forte, la résistance des fibres n'est pas élevée non plus. Les propriétés physiques nécessaires sont conférées en soumettant les macromolécules au processus d'étirement.
Les têtes de buse (filières) sont des têtes avec un ou plusieurs trous de la taille du diamètre du filament à obtenir. Un seul filament appelé « monofilament » ou simplement « monofilament » à partir d'une buse à un seul trou ; Un filament appelé "multifilament" ou "multifilament" est obtenu à partir d'une buse multi-trous.
PROCESSUS TIRANT
Le fil, qui a pris la forme d'un filament, n'est pas encore adapté à une utilisation textile en termes de propriétés. La transition brutale du polymère de l'état liquide à l'état solide provoque un agencement complexe des chaînes moléculaires. L'étirement est appliqué pour augmenter les régions cristallines (régulières) dans la structure de la fibre et, par conséquent, pour donner au filament certaines propriétés nécessaires. À la suite de l'étirement, les filaments sont allongés de 3 à 10 fois (300 à 1000 XNUMX %) de leur longueur. Lorsque les coupes longitudinales des deux fibres non étirées sont examinées au microscope, on observe que les chaînes polymères de la structure interne sont d'abord complexes et amorphes, et que des zones cristallines orientées le long de la fibre se forment après le processus d'étirement-étirage. Après cette application, la résistance du filament augmente également.
RÉALISATION DU PROCESSUS DE TENSION-STRING
Le processus d'étirement se fait en faisant passer le filament entre deux rouleaux à des vitesses différentes. Le filament est placé sur les deux cylindres en l'enroulant plusieurs fois pour éviter de glisser. La vitesse (v1) du rouleau sur lequel il est enroulé doit être inférieure à la vitesse (v2) du deuxième rouleau. Ainsi, du fait que le deuxième rouleau est plus rapide, la longueur du filament est étirée dans la zone entre les rouleaux. Cette région s'appelle la zone gravitationnelle. Plus la vitesse du deuxième cylindre est élevée par rapport au premier, plus l'allongement est important. Le processus d'étirage-étirage peut se faire aussi bien à froid qu'à chaud en chauffant les cylindres ou la zone d'étirage.
ÉTAPES DU PROCESSUS DE FABRICATION ET FIBRE SYNTHÉTIQUE
Afin de fabriquer des fibres artificielles et synthétiques, il doit passer par une certaine séquence d'étapes de traitement.
EXTRUSION
Le processus d'extrusion peut être examiné en trois étapes.
1-Transmission de matière première
Les copeaux de matière première sont introduits dans l'entrée de l'extrudeuse par le système de transport. De là, il est versé dans la trémie. Le capteur de niveau présent dans la trémie contrôle le niveau de matière première. Le système de transport des copeaux est réglé pour maintenir la quantité de matière première au niveau souhaité.
2-Dosage
Avant le processus d'extrusion, le colorant et les additifs sont mélangés à la matière première. Il est possible de produire du fil dans la couleur et le ton souhaités en mesurant à la fois la matière première et le colorant et en les mélangeant de manière synchrone à une certaine vitesse.
3-extrudeuse
La matière première granulaire est transférée à la section d'alimentation par le système de vide et mélangée avec le colorant dans la quantité et le rapport souhaités par l'unité de dosage et donnée à l'extrudeuse. L'extrudeuse est la partie la plus importante de la production de fils de filaments. Cette partie garantit que les copeaux de polymère primaire et les additifs sont fondus et atteignent la viscosité qui peut passer à travers les buses. La température requise pour faire fondre les copeaux de polymère dans l'extrudeuse peut varier selon le type de fibre utilisé. Dans la section extrudeuse ; ruche, entonnoir, vis dans la ruche, moteur et réchauffeurs qui assurent le mouvement de la vis. L'entonnoir est relié à la zone d'alimentation de la vis. La matière première granulaire arrivant à l'entonnoir est extraite de la zone d'alimentation de la vis par la rotation de la vis et poussée vers le niveau.
Le processus de fusion dans l'extrudeuse se fait en plusieurs étapes. Le polymère est d'abord fondu, puis refroidi un peu au moyen de ventilateurs, si nécessaire, pour ajuster sa température et sa viscosité, et dans la dernière étape, le polymère atteint une viscosité qui peut passer à travers les buses. On s'assure dans l'extrudeuse que la masse fondue d'une certaine viscosité peut pénétrer dans les buses et que cette viscosité est stable. Afin d'obtenir la masse fondue de qualité souhaitée à partir de l'extrudeuse, il est possible de maintenir la température du polymère fondu dans la plage souhaitée.
TEINTURE MÉTALLIQUE
Le colorant et les additifs nécessaires sont mélangés avec des copeaux de polymère dans l'extrudeuse. Ce mélange doit être dans une certaine proportion. Le filament obtenu en sortie d'extrudeuse est teint. Ainsi, le procédé de teinture lorsqu'il est sous forme de granulés est appelé teinture à l'état fondu. Si la teinture n'est pas faite à l'état fondu, la fibre est produite comme transparente (incolore). S'il doit être coloré, il est peint plus tard. La teinture à l'état fondu est un processus facultatif. Cependant, certains polymères (comme le polypropylène) ne peuvent être teints qu'à l'état fondu. Le polypropylène ne peut pas être teint en fil ou en tissu. Pendant que le polymère est en fusion, certains additifs chimiques sont ajoutés pour aider à la fois le colorant et l'utilisation finale du fil. Ce mélange est appelé masterbatch. Un ajustement de dosage a lieu entre ce matériau de mélange maître et les copeaux de matière première.
FILTRATION
Avant que le polymère fondu n'atteigne le niveau, il est passé à travers une série de filtres. Ainsi, les substances étrangères (toutes sortes de particules, gels, etc.) qui peuvent être présentes dans le polymère fondu sont séparées avant qu'elles n'atteignent le niveau.
Si ces impuretés traversent les filtres sans être tamisées, elles obstrueront les trous de la buse ou se déposeront dans la fibre et réduiront les performances de la fibre dans les processus ultérieurs. Par conséquent, la masse fondue traversant l'extrudeuse est séparée des matières étrangères en passant à travers des filtres avant d'atteindre les buses.
FINITION FLAMENT ET FLOTTEURS
L'étape la plus sensible du système de production de filaments est le passage du polymère fondu à travers les buses. Dans cette partie, qui est la dernière étape de production de filaments, le polymère fondu qui a traversé l'extrudeuse est envoyé aux têtes de production de filaments (blocs de buses) à une certaine température et pression. Le polymère sortant de la buse est une masse liquide n'ayant pas encore acquis la qualité d'un fil et s'écoulant à très haute température. Ce liquide est pulvérisé dans un milieu où il peut se solidifier. En regardant la plaque de buse, on voit qu'il y a de nombreux trous dans sa structure. Le nombre de trous dans la plaque de buse est de un pour la production de monofilaments. Le nombre de trous dans la buse pour les fils continus est généralement compris entre 10 et 150. Dans la production de câbles, qui est le début de la production de fibres discontinues, il y a des dizaines de milliers de trous dans les buses. Habituellement, les trous de buse sont des trous ronds. De cette manière, une section transversale de fibre ronde est formée. Cependant, des trous de buse de forme spéciale sont également utilisés.
COAGULATION ( SOLIDATION )
Le polymère fondu pulvérisé à une certaine température et pression dans les buses est transmis à un environnement où il se solidifie. La solidification se fait de différentes manières. Ces; méthodes de vapeur chaude, d'air froid ou de bain de coagulation. La masse liquide qui sort des buses en s'écoulant à très haute température est solidifiée dans cette section et transformée en filament. Le processus de solidification de cette masse liquide affecte de manière critique les propriétés de résistance et d'allongement que le fil va acquérir.
TOUCHE-TENSION
Après la production de filaments ; Il a été observé que le rapport des régions amorphes non orientées dans la fibre était élevé. L'étirement est effectué pour augmenter les régions cristallines dans la structure de la fibre et, par conséquent, pour fournir certaines propriétés nécessaires au filament. Avec le processus d'étirage-étirage, le rapport de la région amorphe diminue et le rapport de la région cristalline augmente. Ainsi, les propriétés de brillance, de résistance à la traction et de flexibilité de la fibre augmentent. De plus, un certain nombre de fils est obtenu.
Étirage - le processus de traction est effectué entre les rouleaux tournant dans le même sens. Pendant que le filament extrait des buses est acheminé vers la zone de texturation, l'étirage - étirage se fait au moyen de rouleaux (godet). Le filament est passé entre des rouleaux de différentes vitesses. Ces cylindres sont à une certaine distance les uns des autres et la vitesse du 2e cylindre est supérieure à celle du 1er cylindre. De cette façon, le tirage se produit en raison de la différence de vitesse entre les deux cylindres. Le processus d'étirage peut être effectué à chaud (comme le polypropylène) ou à froid (comme le polyamide 6,6). Grâce à la différence de vitesse entre les rouleaux et à la chaleur donnée aux rouleaux, le processus d'étirement - tirage du filament est terminé. La zone d'étirage - étirage peut être composée de 2 ou 3 zones selon la structure de la machine utilisée.
LUBRIFICATION ET TRAITEMENT ANTISTATIQUE
Pendant le traitement de la fibre; La lubrification est nécessaire afin d'empêcher l'abrasion des fibres en réduisant le frottement fibre-métal et en fournissant une tension douce et faible. Les filaments sont lubrifiés juste après le point où ils se rencontrent pour former le fil. Le processus de lubrification est effectué avec de l'huile de finition. L'huile de finition est constituée d'un mélange spécial de substances antistatiques, bactéricides et anticorrosion. Essorage – huile de finition ; Elle peut également être définie sous des noms tels que huile de préparation, huile de finition, huile de protection, finition d'essorage. L'huile de finition peut être donnée sous forme pure ou en formant une émulsion avec de l'eau. Il peut être appliqué en mettant en contact la couche de film formée sur la surface d'un rouleau rotatif avec le fil, ou en mettant en contact le fil avec l'huile dosée au guide tout en passant à travers un guide. filaments; Après avoir d'abord été convertie en fil puis en tissu, la tâche de l'huile de filature est terminée. Il est souvent lavé juste avant que le fil ou le tissu ne soit teint.
Les propriétés acquises par la lubrification peuvent être énumérées comme suit.
1-Il augmente l'adhérence des filaments les uns aux autres.
2-Il empêche les fibres d'être endommagées en réduisant les frottements.
3-Réduit l'électricité statique.
4-Il réduit le nombre de casses de fil.
5-Améliore la répartition du colorant sur le fil.
6-En empêchant la croissance bactérienne, il assure la longévité du filament.
7- Il fonctionne plus efficacement à des vitesses de prise de vue élevées.
TAPIS
C'est le processus de réduction de la brillance naturelle des fibres chimiques à la demande. Pour cela, des pigments blancs tels que le dioxyde de titane sont utilisés. En ajoutant ces substances à la solution de polymère, celle-ci devient terne. Il a une résistance à l'humidité très élevée contrairement au post-matage.
COURBAGE
Le câble de filament, qui passe par le processus d'étirage et est lubrifié, vient au processus de texturation. Ce processus est le processus de bouclage afin de donner au fil le volume et la souplesse nécessaires. Texturisé avec le processus de rupture; Il est appliqué à la fibre synthétique par de nombreuses méthodes : dans la production de fils de filaments ; Les méthodes de texturation à caisse empilable et à jet d'air sont généralement utilisées dans des systèmes en une étape disponibles sur la machine et appliqués après étirage. Dans le processus de texturation avec la boîte d'empilage, le fil est acheminé vers la chambre de texturation chauffée par de la vapeur ou de l'air chaud. Dans cette partie, le fil est frisé et éjecté avec de l'air comprimé. Le fil frisé arrive dans le tambour de refroidissement et est correctement refroidi. Il doit fournir une tension d'entrée constante au filament dans l'unité de texturation, maintenir la température constante pendant le processus et enrouler chaque filament individuellement. De plus, le fil doit être extrait de l'unité de texturation avec une certaine tension et ce fil doit être refroidi.
Dans la technique de production de fil de polypropylène appelée BCF (filament continu gonflé), une unité de texturation à jet d'air est utilisée. Le fil est porté à la chaleur requise par l'air et texturé.
L'air est acheminé vers chaque jet de texturation par un canal séparé. A l'aide de thermostats situés à l'entrée de chaque jet, on s'assure que la température de l'air est maintenue constante à tout moment. Avec un deuxième réchauffeur supplémentaire, la continuité thermique de tous les jets est assurée pendant le processus de texturation. Cela permet de texturer instantanément un fil de haute qualité après une interruption de la production.
FIXATION
La fixation peut être appliquée au fil pendant la production du filament ainsi qu'après la production du fil. Fixation; C'est le processus d'obtention de la stabilité dimensionnelle avec de la chaleur humide ou sèche. La fixation peut être appliquée à toutes sortes de matériaux textiles. Cependant, il a une importance particulière dans le traitement des fibres synthétiques. Parce que des processus tels que le pliage et l'étirage appliqués aux fibres thermoplastiques lors de la production provoquent une déformation des liaisons intermoléculaires. La déformation des liaisons crée une résistance à la déformation sur le filament courbé. Cependant, si cette résistance est supprimée, le filament a tendance à revenir à son état d'origine. Le point le plus crucial du processus de texturation est la fixation. Au cours de ce processus, le fil doit être chauffé jusqu'au point de ramollissement, les tensions entre les filaments doivent pouvoir être réduites et la relaxation doit être assurée. Les tensions internes des fibres en matériaux thermoplastiques par fixation sont soulagées par la chaleur. Les filaments texturés sont enroulés sur des bobines après le processus de fixation. Cependant, dans certains systèmes de production de filaments, les processus de centrage, d'enroulement et de torsion sont effectués avant la fixation. Après ces processus, la fixation a lieu dans une machine séparée. Tout d'abord, les processus de centrage, d'enroulement et de torsion appliqués avant le processus de fixation ne seront expliqués que dans la production de fil à partir de polymère de polypropylène (BCF), puis les méthodes de fixation utilisées dans le processus de fixation de tous les fils synthétiques seront expliquées. .
PIQÛRE
Une petite torsion doit être donnée pour que les filaments, qui ont acquis le volume et la douceur nécessaires grâce à la texturation, puissent prendre une forme de fil complète. Dans la technique de production de fil BCF (PP), la cohésion requise est obtenue pour les filaments par centrage au lieu de cette torsion. Le centrage a pour but d'entrelacer un faisceau de filaments en certains points et d'obtenir ainsi une structure de fil collective.
ENROULEMENT
Le fil sortant du centreur est maintenant prêt à être bobiné. La dernière partie de la machine de fabrication de fil BCF est le processus de bobinage du fil. La vitesse de bobinage est aussi la vitesse de production. Le processus d'enroulement du fil doit créer un emballage parfait sans modifier les propriétés textiles du fil. Des enrouleurs entièrement automatiques sont utilisés dans la technique de production de fil BCF. Les erreurs sont minimisées en rendant le bobinage entièrement automatique. L'efficacité de la partie bobinage de la canette détermine l'efficacité de la machine à filer BCF. Étant donné que les systèmes modernes de production de fils de filaments fonctionnent à des vitesses toujours plus élevées, les temps de changement de bobine doivent être courts et les changements de bobine doivent être effectués à des intervalles plus fréquents. Cela nécessite un remplacement manuel très rapide ou une automatisation aussi avancée que possible.
TOURNER
Si le fil sortant de la machine de production de fil BCF sous forme de bobine est utilisé comme fil de tapis, le processus de torsion doit être appliqué. Généralement, le centrage du fil sur la machine BCF n'est pas suffisant pour donner au fil la cohésion nécessaire. Deux machines de retordage pour une sont généralement utilisées pour le fil de moquette en polypropylène BCF. Selon la finesse du fil (tex-denier), on lui donne une torsion de 80 ou 150 torsions/mètre. Deux ou plusieurs fils produits peuvent être retordus ensemble ici.
MÉTHODES DE FIXATION
Après la torsion du fil, il est demandé que le fil conserve cette torsion. Ceci ne peut être réalisé que par le processus de fixation. Le processus de fixation est généralement appliqué de deux manières différentes.
TECHNIQUE À LA VAPEUR SATURÉE
Avec la technique de la vapeur saturée, le filament est amené en toute sécurité à la température de ramollissement. Le principe de fonctionnement de la machine qui fixe avec la technique de la vapeur saturée est le suivant. Les fils sont prélevés du cantre et posés sur un tapis roulant sans fin en acier inoxydable perforé sans tension par la tête d'écartement. À la suite de ce processus, les filaments tireront librement et un sertissage correct et régulier sera obtenu sur le fil. Ensuite, le fil passe à travers l'unité de refroidissement et entre dans le tunnel de fixation. Dans le tunnel de fixage, le fil est traité à la vapeur pure saturée et à haute température (150oC). Il est soumis à un choc thermique qui fixe complètement la torsion du fil et affecte sa torsion et sa structure moléculaire. La couche de fil fixe traverse le dispositif de refroidissement et s'accumule sur l'accumulateur avant l'enroulement. Les fils sont séparés les uns des autres et enroulés en bobines coniques ou cylindriques dans le bobinoir. Ainsi, les temps d'attente lors de la casse ou du retrait du fil sont éliminés.
TECHNIQUE À AIR CHAUD
Dans cette méthode, qui est la deuxième méthode, de l'air chaud ou de la vapeur surchauffée est utilisé pour le processus de fixation. Lorsqu'on utilise de l'air chaud ou de la vapeur chaude, la température requise pour la fibre est dépassée. Comme le point de ramollissement du polypropylène est extrêmement bas (130oC), il est extrêmement sensible aux températures élevées. Lors de l'utilisation d'air chaud, les fluctuations de température de l'air ne doivent pas dépasser 5oC. Parce que la température de travail est proche du point de décomposition (140oC). La zone d'utilisation du PP est basée sur le fil de tapis. Avec le processus de fixation, la résistance à l'abrasion, la stabilité dimensionnelle, l'adhérence de la peinture et les irrégularités de surface du tapis sont améliorées.
RÉACTIONS DE POLYMÉRISATION
Polymère; C'est une grande chaîne moléculaire qui résulte de la combinaison de molécules individuelles. Chacune des molécules qui se rassemblent pour former un polymère est appelée un monomère. Le degré de polymérisation fait référence au nombre d'unités répétitives ou de monomères dans une chaîne polymère. Afin de déterminer la taille moléculaire du matériau polymère, le degré de polymérisation doit être connu. La fibre est le résultat d'une réaction de polymérisation et est formée par la synthèse de diverses substances chimiques. Tout d'abord, un polymère est formé par l'une des réactions de polymérisation, puis une fibre est obtenue à partir de ces polymères. La fibre est produite à partir de polymères synthétiques. Les polymères synthétiques sont obtenus à la suite de trois réactions. Des exemples de réactions de polymérisation qui fournissent des polymères synthétiques et des fibres produites à partir de polymères obtenus par ces réactions sont donnés. Ce tableau peut également constituer la base du regroupement des fibres synthétiques.
POLYMÉRISATION
C'est une réaction qui se produit par la formation de centres actifs qui ne sont pas présents dans le monomère. Les polymères sont obtenus en combinant des monomères à partir des centres actifs formés. Polyacrylonitrile, chlorure de polyvinyle, chlorure de polyvinylidène, alcool polyvinylique, polyoléfine, polytétrafluoroéthylène, etc. Il est utilisé pour obtenir les polymères à partir desquels la fibre est produite.
POLYADITION
C'est une réaction de polymérisation dans laquelle une molécule contenant une double liaison est ajoutée à une autre molécule. Polyuréthane etc... Il est utilisé pour obtenir les polymères à partir desquels la fibre est produite.
POLYCONDENSATION
Ce sont des réactions dans lesquelles les monomères ont au moins deux groupes réactifs et en conséquence, un composé de faible poids moléculaire (eau, ammoniac, etc.) est libéré. Polyester, polyamide 6,6 polyuréthane etc. Il est utilisé pour obtenir des polymères à partir desquels des fibres sont produites.
