Introduction Les étapes de la filature et principes de fonctionnement. Un exemple de relation entre critères de fibres et de fils Conclusions

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1 Formation en technologie cotonnière Principes de filature pour l obtention q de fils de qualité Jean-Paul GOURLOT pour la Cotontchad SN du 23 au 27/09/ _Gourlot_Expose_14_Formation_CotontchadSN_Filature_Voff.ppt

2 Principes de filature pour l obtention l obtention q de fils de qualité diaporama préparé par J P l GOURLOT Jean-Paul

3 Plan de présentation Introduction Les étapes de la filature et principes de fonctionnement Qualités de fibres requises et avantages comparatifs des procédés de filature Outils de contrôle qualité du fil Un exemple de relation entre critères de fibres et de fils Conclusions 3

4 Cycle du coton* (1/3) Graines * From GOURLOT J.-P. et al 1999, Recherche h et développement en technologie : mesurer et améliorer Semis la qualité des produits du cotonnier, créer de nouveaux débouchés, Agriculture et développement, n 22, Juin 1999, ISSN , pp Culture (IPM, engrais ) Récolte Egrenage Paramètres commerciaux Longueur, unif. de longueur, ténacité Grade, Micronaire Moyenne et variabilité Graines Fibres Huile Farine, Balles Groupement / qualité Echantillon pour contrôle qualité Marketing 4

5 Cycle du coton (2/3) Ouvraison/nettoyage/mélange Autres fibres Carde Ténacité, finesse, Maturité, Longueur, Unif. longueur, pollutions Moyenne et variabilité Etirages Continu à filer RS Bobinage Continu à turbine Ténacité, finesse, Maturité, Longueur, Unif. Longueur, pollutions Préparation tissage Tricotage Ténacité fil et régularité SCF, imperfections Tissage Teinture / Finissage / Confection Maturité Easy care 5

6 Graines Semis Culture (IPM, engrais ) Cycle du coton (3/3) Graines Huile Farine, Récolte Paramètres commerciaux Egrenage g Longueur, unif. de longueur, ténacité Fibres Grade, Micronaire Moyenne et variabilité Balles Echantillon pour contrôle qualité Groupement / qualité Marketing Ouvraison/nettoyage/mélange Autres fibres Carde Etirages Continu à filer RS Continu à turbine Bobinage Préparation tissage Tricotage Tissage Teinture / Finissage / Confection Ténacité, finesse, Maturité, Longueur, Unif. longueur, pollutions Moyenne et variabilité Ténacité, finesse, Maturité, Longueur, Unif. Longueur, pollutions Ténacité fil et régularité SCF, imperfections Maturité Easy care 6

7 Définitions Le titre d une matière textile correspond à sa masse par unité de longueur tex = nbre de grammes par 1000 m de matière textile (unité directe) Ne : numéro anglais pour le coton : nombre de yards (0.914 m) de fil par 0.54 gramme (= tex / 591, unité indirecte) Nm : numéro métrique (=1000 / tex, unité indirecte) 7

8 Définitions Les images présentées ici ne constituent en rien une recommendation d aucune sorte pour les équipements présentés. Ces images sont souvent tirées de publicités des constructeurs de matériel 8

9 Plan de présentation Introduction Les étapes de la filature et principes de fonctionnement Qualités de fibres requises et avantages comparatifs des procédés de filature Outils de contrôle qualité du fil Un exemple de relation entre critères de fibres et de fils Conclusions 9

10 Les étapes de la filature Ouverture / nettoyage / mélange 10

11 Les étapes de la filature Grosse préparation Eplucheuse Images : source rieter.com 11

12 Les étapes de la filature Grosse préparation Eplucheuse 12

13 Les étapes de la filature Grosse préparation Eplucheuse Nettoyeuse Images : source rieter.com 13

14 Les étapes de la filature Grosse préparation Eplucheuse Nettoyeuse fine Images : source rieter.com 14

15 Les étapes de la filature Grosse préparation Eplucheuse Nettoyeuses Mélangeuse 15

16 Les étapes de la filature Grosse préparation Eplucheuse Nettoyeuses Mélangeuse Distribution Images : source rieter.com 16

17 Les étapes de la filature Ouverture / nettoyage / mélange Cardage : nettoyage fin, individualisation des fibres et mise sous forme de ruban 17

18 Carde Les étapes de la filature Images : source truetzschler.de 18

19 Carde Les étapes de la filature Images : source rieter.com 19

20 Carde Les étapes de la filature Images : source rieter.com 20

21 Les étapes de la filature Ouverture / nettoyage / mélange Cardage (nettoyage fin, individualisation des fibres et mise sous forme de ruban) Etirage : homogénéisation, parallélisation et mise sous forme de ruban régulier 21

22 Etirage Les étapes de la filature Images : source rieter.com 22

23 Etirage Les étapes de la filature Images : source rieter.com 23

24 Les étapes de la filature Cycle peigné Etirage réunisseur Images : source rieter.com 24

25 Les étapes de la filature Cycle peigné Etirage réunisseur Peigneuse Images : source rieter.com 25

26 Les étapes de la filature Ouverture / nettoyage / mélange Cardage (nettoyage fin, individualisation des fibres et mise sous forme de ruban) Etirage (homogénéisation, parallélisation et mise sous forme de ruban régulier) Banc à broches (ruban => mêche) 26

27 Les étapes de la filature Banc à broches Images : source rieter.com 27

28 Les étapes de la filature Ouverture / nettoyage / mélange Cardage (nettoyage fin, individualisation des fibres et mise sous forme de ruban) Etirage (homogénéisation, parallélisation et mise sous forme de ruban régulier) Banc à broches (ruban => mêche) Filature anneau et curseur Filature compacte 28

29 Principes de filature Anneau et curseur A partir d une mèche de fibres Les étapes : Paralléliser / étendre les fibres Étirer les flux de fibres afin de réduire leur nombre par section de flux à celui attendu pour obtenir un fil d un dun titre donné Les tordre sur elles-mêmes Les enrouler sur des supports 29

30 Principes de filature Anneau et curseur Images : source rieter.com 30

31 Principes de filature Anneau et curseur Le triangle de filage Matières possibles : toutes, et en mélange Image : source rieter.com 31

32 Principes de filature Anneau et curseur Images : source suessen.com 32

33 Principes de filature Anneau et curseur Images : source rieter.com 33

34 Les étapes de la filature Bobinage Images : source saviospa.it 34

35 Principes de filature Filature compacte A partir d une mèche de fibres Les étapes : Paralléliser / étendre les fibres Étirer les flux de fibres afin de réduire leur nombre par section de flux à celui attendu pour obtenir un fil d un titre donné Réduire la taille du triangle de filage Les tordre sur elles-mêmes Les enrouler sur des supports 35

36 Principes de filature Filature compacte Le triangle de filage Matières possibles : toutes, et en mélange Image : source rieter.com 36

37 Principes de filature Filature compacte Images : source rieter.com 37

38 Les étapes de la filature Ouverture / nettoyage / mélange Cardage (nettoyage fin et mise sous forme de ruban) Etirage (homogénéisation, parallélisation et mise sous forme de ruban régulier) Banc à broches (ruban => mêche) Filature anneau et curseur Filature compacte Utilisation du ruban Filature - bouts libérés, é - ring-can, - air-jet 38

39 Principes de filature Filature à bouts libérés (ou open-end) end) A partir d un ruban de fibres Les étapes : Individualiser et nettoyer les fibres Paralléliser / étendre les fibres par flux d air dair Former un ruban de fibres dans la gorge de la turbine Les tordre sur elles-mêmes Les enrouler sur des supports 39

40 Principes de filature Filature à bouts libérés Principe Cylindres extracteurs t Bobine de fil Gorge de la turbine Fil Buse d extraction du fil Fibres individualisées Briseur, individualisation des fibres Bobine de fil Table d alimentation + alimentaire Ruban de fibres 40

41 Principes de filature Filature à bouts libérés Cylindre attracteur t Fil Table d alimentation + alimentaire Ruban de fibres Images : source schlafhorst.com 41

42 Principes de filature Filature à bouts libérés Bobine de fil Triangle de filage 42

43 Les étapes de la filature Filature à bouts libérés 43 Images : source schlafhorst.com

44 Les étapes de la filature Filature à bouts libérés Images : source schlafhorst.com 44

45 Principes de filature Filature Ring-can A partir d un ruban Les étapes : Paralléliser étendre les fibres par train à double étirage Étirer les flux de fibres afin de réduire leur nombre par section de flux à celui attendu pour obtenir un fil d un titre donné Les tordre sur elles-mêmes Les enrouler sur des supports 45

46 Principes de filature Filature à jet d air ou Vortex A partir d un ruban Les étapes : Paralléliser / étendre les fibres Étirer les flux de fibres afin de réduire leur nombre par section de flux à celui attendu pour obtenir un fil d un titre donné Réduire la taille du triangle de filage Les tordre sur elles-mêmes Les enrouler sur des supports 46

47 Principes de filature Filature à jet d air ou Vortex From Design and Fabrication of Air Jet Nozzles for Air Vortex Ring, Spinning System to reduce the Hairiness of Yarn, K Ramachandralu, B S Dasaradan, 47 x2.pdf

48 En résumé, les étapes de la filature Il existe 3 cycles principaux de filature qui sont 48

49 Les filatures type de coton (1) Cycle cardé classique Ouvraison/nettoyage/mélange Autres fibres Carde Etirage 1 Etirage 2 (+ 3?) Banc à broches Continu à filer RS Bobinage 49

50 Les filatures type de coton (2) Cycle cardé open-end Ouvraison/nettoyage/mélange Autres fibres Carde Etirage 1 (Etirage 2) Continu à bouts libérés 50

51 Les filatures type de coton (3) Cycle peigné classique Ouvraison/nettoyage/mélange Autres fibres Carde Etirage réunisseur Etirage 1 Peigneuse Etirage 2 (gauche) Banc à broches Continu à filer RS Bobinage 51

52 Les filatures type de coton (les 3) Ouvraison/nettoyage/mélange Autres fibres Carde Etirage réunisseur Etirage 1 Peigneuse Etirage 2 Cycle cardé classique Cycle cardé open-end Cycle peigné classique Banc à broches Continu à filer RS Bobinage Continu à bouts libérés 52

53 Plan de présentation Introduction Les étapes de la filature et principes de fonctionnement Qualités de fibres requises et avantages comparatifs des procédés de filature Outils de contrôle qualité du fil Un exemple de relation entre critères de fibres et de fils Conclusions 53

54 Qualité des fibres par type de filature Rang Classique Open end Air-jet 1 Longueur Ténacité Longueur 2 Ténacité Finesse Trash 3 Finesse Longueur Finesse 4 Trash Trash Ténacité Deussen,

55 Avantages comparatifs des procédés de filature Alim. Prod. Titres Tén. Pil. Déf. Tex Classique Mèche Compacte Mèche Open end Ruban * Air-jet Ruban * Ring can Ruban * * : réglage de l appareil de mesure de régularimétrie différents pour les défauts courts!! 55

56 Fils 100 % coton 40 tex Anneau et curseur Filature compacte Filature Vortex 56

57 Plan de présentation Introduction Les étapes de la filature et principes de fonctionnement Qualités de fibres requises et avantages comparatifs des procédés de filature Outils de contrôle qualité du fil Un exemple de relation entre critères de fibres et de fils Conclusions 57

58 Contrôle de la qualité du fil Régularité Pilosité Imperfections Eveness tester Ténacité Allongement Tensile tester Titre Régularité de titre Torsion Automated sample Torsion meter 58

59 Contrôle de la qualité du fil Dynamomètre Régularimètre 59

60 Défauts régularimétriques Défauts courts + 200% => anneau et curseur + 280% => bouts libérés Défauts longs Points gros + 50% Points minces - 50% 60

61 Analyse détaillée sur régularimètre capacitif (UT3) Comptage global : neps Seuils de sensibilité : Variation de la masse du fil (+200%, +280%) Examen visuel : proportions 61

62 Neps fibres immatures 62

63 Neps fibre collage induits par les traitements mécaniques 63

64 Neps coque 64

65 Neps collage 65

66 Neps divers 66

67 Mesure des SCF sur fil

68 Défauts provoqués par différents SCF sur fil Neps Points gros Défaut court Défaut long 5 mm 68

69 Plan de présentation Introduction Les étapes de la filature et principes de fonctionnement Qualités de fibres requises et avantages comparatifs des procédés de filature Outils de contrôle qualité du fil Un exemple de relation entre critères de fibres et de fils Conclusions 69

70 Relations entre qualités des fibres et des fils Carde Open End Etirage Continu à filer classique 70

71 Relations entre qualités des fibres et des fils Coton A Coton B ML (mm) UHML (mm) UI (%) Strength (cn/tex) Elong (%) IM MR PM (%) H (mtex) HS (mtex) Rd (%) b

72 Relations entre qualités des fibres et des fils Ténacité fil CRL Force de rupture cn Coton A RS Coton A OE Force de rupture = x Tex Force de rupture = x Tex Tex 72

73 Relations entre qualités des fibres et des fils Force de rupture cn Coton B RS 600 Coton B OE Ténacité fil CRL Force de rupture = 17,27 x Tex - 39,14 Force de rupture = 14,75 x Tex Tex 73

74 Relations entre qualités des fibres et des fils Ténacité fil CRL (RS) Force de rupture cn Coton A Coton B Force de rupture = 17,27 x Tex - 39,14 Force de rupture = 14,45 x Tex - 79, Tex 74

75 1800 Relations entre qualités des fibres et des fils Régularimètrie UT3 : grosseurs (RS) Grosseurs / 1000 m Coton A Coton B Tex 75

76 Relations entre qualités des fibres et des fils 1200 Régularimètrie UT3 : finesses (RS) Finesses / 1000 m Coton A Coton B Tex 76

77 Relations entre qualités des fibres et des fils Neps 1000 m Régularimètrie UT3 : neps (RS) Coton B Coton A Tex 77

78 Relations entre qualités des fibres et des fils Pilosité H Coton B Régularimètrie UT3 : pilosité (RS) Coton A Tex 78

79 Relations entre qualités des fibres et des fils 26 CV % Régularimètrie UT3 : CV% (RS) Coton A Coton B Tex 79

80 Relations entre qualités des fibres et des fils Force de rupture (cn) RS 20 tex r = 0,96 OE 20 tex r = 0,96 RS 27 tex r = 0,97 OE 27 tex r = 0,98 RS 37 tex r = 0,97 OE 37 tex r = 0, CMI strength (cn/tex) 80

81 Effet des paramètres de fibres sur la résistance du fil 191 cotons de toutes provenances Analyses de fibres + filature RS 20tex Ten Fil = 0.44 TenHVI H MR UI R² = 0.76 *** 81

82 Effet de la résistance HVI et de l UI sur la résistance du fil RS 20tex Résistance du fil (cn/tex) Résistance HVI (g/tex, HVICC) UI% 80 82

83 Effet de la résistance HVI et de l UI sur la résistance du fil RS 20tex UI% Résistance du fil (cn/tex) Résistance HVI (g/tex, HVICC) 83

84 Effet de la résistance HVI et de MR sur la résistance du fil RS 20tex Résistance du fil (cn/tex) Résistance HVI (g/tex, HVICC) 84 MR 0.70

85 Effet de la résistance HVI et de MR sur la résistance du fil RS 20tex MR Résistance du fil (cn/tex) Résistance HVI (g/tex, HVICC) 85

86 Effet de la résistance HVI et de H sur la résistance du fil RS 20tex H Résistance du fil (cn/tex) Résistance HVI (g/tex, HVICC) 86

87 Effet de la résistance HVI et de H sur la résistance du fil RS 20tex Résistance du fil (cn/tex) Résistance HVI (g/tex, HVICC) H

88 Effet des paramètres de fibres sur la résistance du fil RS 20tex Résistance fil (cn/tex) UI% MR H Résistance HVI (g/tex, HVICC) 88

89 Effet des paramètres de fibres sur la régularimétrie du fil 30 cotons Analyses de fibres Filature OE 20, 27 et 37 tex Filature RS 20, 27 et 37 tex 89

90 Coefficients de corrélations entre caractéristiques acté technologiques og des fibres et régularimètrie des fils OE. ML UHML UI ST EL Finesses (FIN) 20 tex Grosseurs (GRO) Neps (NEP) CV Régularité (CVR) Pilosité (PIL) FIN 27 tex GRO NEP CVR PIL FIN 37 tex GRO NEP CVR PIL

91 Coefficients de corrélations entre caractéristiques technologiques og des fibres et régularimètrie des fils classiques. ML UHML UI ST EL Finesses (FIN) 20 tex Grosseurs (GRO) Neps (NEP) CV Régularité (CVR) Pilosité (PIL) FIN 27 tex GRO NEP CVR PIL FIN 37 tex GRO NEP CVR PIL

92 Plan de présentation Introduction Les étapes de la filature et principes de fonctionnement Qualités de fibres requises et avantages comparatifs des procédés de filature Outils de contrôle qualité du fil Un exemple de relation entre critères de fibres et de fils Conclusions 92

93 Conclusion La filature regroupe les étapes qui permettent de nettoyer, de paralléliser, d individualiser, d étendre les fibres, et de les assembler en nombre voulu pour réaliser un fil régulier de titre spécifique sans imperfection, sans défaut et résistant. Certains équipements de nettoyage utilisés peuvent dupliquer le traitement subi à l égrenage. Certains contaminants ne peuvent pas être retirés. 93

94 Conclusion Toutes les fibres ne sont pas adaptées à tous les principes de filature et tous les usages. Chaque méthode de filature requiert des fibres particulière (avec une certaine souplesse). Un compromis qualité / productivité est souvent recherché. La tendance est à l augmentation des vitesses de production, avec des demandes plus précises en terme de régularité de la qualité des approvisionnements. 94

95 Merci de votre attention

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