TP 4: MESURE DE : LA FINESSE DES STRUCTURES TEXTILES LINEAIRES, LA TORSION ET LE VRILLAGE décimale et métrique. Plus le fil est gros, plus le nombre qui exprime le titre est élevé. Il existe plusieurs unités de titrage dont la principale est le titre en tex et ses multiples et sous multiples (exemple : le tex est la masse en grammes de 1000 m de fil et le dtex est la masse en grammes de 10000 m de fil). BUT ࢀ࢚ࢋ࢞ ൌ ൈ Cette manipulation comporte trois grandes parties dont le but est de : - Déterminer le titre de différents fils provenant du continu à filer conventionnel ou Open-End. On dispose de 2 bobines prélevées au hasard sur les machines de filature en question et on vérifie la régularité du titre à l’intérieur de chaque bobine. - Déterminer la torsion et le coefficient de torsion d’un fil au moyen d’un torsiomètre TEXCONTROL. - Apprécier le couple de détorsion ou de rétorsion d’un fil. ࡹሺࢍሻ ࡹሺࢍሻ ൌ ࡸሺሻ ࡸሺሻ Le système denier : Le denier est l’expression la plus ancienne et elle est encore très utilisée pour la soie ainsi que les matières artificielles et chimiques. Le titre en denier est la masse en grammes de 9000 mètres de fil. ࢀࢊࢋࢋ࢘ ൌ ૢ ൈ ࡹሺࢍሻ ࡹሺࢍሻ ൌૢൈ ࡸሺሻ ࡸሺሻ Le système micronaire : C’est la masse en microgrammes (10-6 grammes) d’un pouce (25,4 mm) de matière considérée (fibres). ࢀࢉ࢘ࢇ࢘ࢋ ൌ PARTIE 1: FINESSE DES STRUCTURES TEXTILES LINEAIRES PRINCIPE La masse linéique (titre) est déterminée par pesée (méthode gravimétrique), dans l’atmosphère normale de conditionnement et d’essai, d’une éprouvette de fil non lavé, de longueur donnée, conditionné pendant 24 heures au moins. Les unités indirectes : Il s’agit de la longueur massique d’un textile linéaire. Le système numérotage : Le rapport utilisé est du type longueur/masse. Cette mesure est indirecte puisque plus le fil est fin, plus le nombre indiquant son numérotage sera élevé. L’unité la plus fréquente est le Numéro Métrique, Nm = longueur en km de 1 kg de fil. ࡺ ൌ ࡸሺሻ ૢ ൌ ൌ ࡹሺࢍሻ ࢀ࢚ࢋ࢞ ࢀࢊࢋࢋ࢘ Les systèmes d’unités sont directs (Titrage) ou indirects (Numérotage) et nécessitent la connaissance de la longueur L du fil dévidé et de la masse M correspondante : 1. Les unités directes : Il s’agit de la masse linéique d’un textile linéaire. Le système tex : La masse linéique d’un textile, exprimée en tex, est égale à la masse en grammes de 1000 mètres de ce produit. Le tex est donc une unité directe, [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 24 http://fahmibouhjar.cd.st On utilisera un dévidoir pourvu d’un système de tension mesurable et réglable et ayant un périmètre de 1 m. Il doit également être conçu de telle sorte que les spires ne forment qu’une seule couche. 2. ࡹሺࣆࢍሻ ࡸሺ࢛ࢉࢋሻ DESCRIPTION DU MATERIEL La balance classique ou « la romaine » donne le titre en tex (ou le numéro métrique Nm) pour 100 m de fil (échelle A). Si on dépasse la limite de l’échelle A, on met la surcharge et on lit sur l’échelle B. La Balance classique ou « Romaine » : Le Dévidoir de longueur : Page 25 http://fahmibouhjar.cd.st [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] TRAVAIL A FAIRE 1ère partie : Le périmètre du Hasple est de 1m. Ce Hasple est relié à un compteur. Ce dernier peut être programmé à l’avance pour s’arrêter au nombre de tours voulus. La Balance de précision : 1) Faire une description du dévidoir de longueur et vérifier son périmètre. 2) Faire une description de la balance classique. 3) Trouver la formule générale permettant de déterminer le poids effectif (en grammes) d’une échevette d’une longueur donnée d’après la valeur lue sur l’échelle de la romaine en tex. 4) Estimer la précision de la romaine et celle du dévidoir et relever les causes d’erreurs possibles. 5) On se propose de mesurer le titre d’une échevette de 50 m à laquelle on ajoute une masselotte de 2 g. Trouver la formule qui permet de calculer le titre réel de l’échevette à partir du titre lu sur la romaine. 6) Trouver, à partir de la valeur lue sur la romaine pour rubans et mèches (en ktex), la formule générale permettant de trouver la masse d’une échevette de 1 m. 2ème partie : Il s’agit de contrôler l’homogénéité d’un lot de bobines et de mettre en évidence les irrégularités intra et inter-bobines. On prélève sur chaque bobine une longueur de 100 mètres de fil et on détermine le titre en tex par deux méthodes différentes : - Avec la romaine. En pesant les 100 mètres de fil avec une balance de précision et en calculant le titre en tex. [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 26 http://fahmibouhjar.cd.st MODE OPERATOIRE 1) Prélever sur chaque bobine 5 échantillons de 100 m chacun dont on déterminera le titre en tex en utilisant successivement la romaine et la balance de précision (prétension de dévidage = 0,6 cN/tex). 2) Présenter les résultats dans un tableau (+ un graphique) permettant l’interprétation statistique. 3) Déterminer le titre moyen, l’écart type (σ), le coefficient de variation (CV%), la limite pratique d’erreur (LPE95%) et l’intervalle de confiance (IC95%). 4) Caractériser la dispersion intra et inter-bobines (en utilisant successivement la balance et la romaine). Comparer les résultats. 5) Refaire le même travail sur 2 bobines différentes (open-end et conventionnelle) la longueur suivante : 20 m (Dévidoir + Balance de précision). 6) Faire une première estimation du travail du filateur (fabrication) à partir des « Standards Statistics » établis par la firme USTER. 7) Si les 2 bobines sont fournies par le même fabriquant, quel est le procédé qui demande le plus d’amélioration de point de vue CV%. Les unités métriques : Conversion entre les systèmes d’unités textiles : Exemple de conversion : Page 27 http://fahmibouhjar.cd.st [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] 100% COTON CARDE (Filé conventionnel pour tricot) 100% COTON CARDE (Filé conventionnel pour tissu) 100% COTON PEIGNE (Filé conventionnel pour tissu) 100% COTON CARDE (Filé open-end) Page 28 http://fahmibouhjar.cd.st [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] PARTIE2 : MESURE DE LA TORSION PRINCIPE Le principe de cette manipulation est de déterminer la torsion d’un fil textile par deux méthodes différentes : la méthode détorsion–rétorsion et la méthode de la double contre épreuve. La première méthode consiste détordre le fil jusqu’à allongement maximale.La deuxième méthode consiste à faire une détorsiontorsion trois fois successives et déterminer la torsion du fil. Par la suite, comparer les deux méthodes de mesure de torsion. DESCRIPTION DU MATERIEL MODE OPERATOIRE Le torsiomètre TEXCONTROL contient : Un bouton pour un essai manuel. Un bouton pour un essai automatique. Deux compteurs de valeur dans les deux sens de torsion S et Z. Un bouton de marche. Un levier de remise à zéro. Deux pinces fils. Une buté et un lecteur d’allongement. Un levier pour la charge de prétension [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 29 http://fahmibouhjar.cd.st - - S’assurer du fonctionnement correct du torsiomètre. Déterminer le titre de fil sur 100m (méthode gravimétrique : dévidoir + balance). Noter le sens de torsion S ou Z. Déterminer si le fil est glissant ou non glissant. Cas des fils glissants - Charger de 1 cN/tex sans mettre la butée, garnir à la défilée et détordre jusqu’au glissement. Noter la torsion de glissement commençante (TG). Faire 5 essais et prendre la moyenne de ces 5 torsions de glissement et noter la TG dans la colonne correspondante (feuille annexe). Sur 5 nouvelles éprouvettes, relever les allongements correspondants à une détorsion égale à 0.4 TG (40% TG). Prendre la moyenne des allongements BU et régler la butée à cette valeur de BU pour empêcher la rupture voire même le glissement des fibres au moment ou le fil est presque détordue. Laisser la torsion F de 1 cN/tex. Cas des fils non glissants - Déterminer le maximum d’allongement à la torsion (am) pour ces fils qui ne glissent pas sous cette tension de 1 cN/tex sans mettre la butée. Garnir à la défilée, détordre jusqu’à l’allongement maximum a m et noter cette valeur a m dans la colonne correspondante (feuille annexe). - Faire 5 essais, prendre la moyenne de ces 5 allongements, régler la butée BU= a m et la tension à 2 cN/tex. Mesure de la torsion [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 30 http://fahmibouhjar.cd.st - Déterminer la torsion par les deux méthodes : la méthode simple de détorsion rétorsion et la méthode de la double contre –épreuve. 8- Remettre le compteur à 0. 1- Le compteur est mis à zéro. 2- Appliquer au fil une tension proportionnelle à son titre en plaçant les masselottes adéquates sur le fléau correspondant. 3- Garnir à la défilée. Le fil venant de la bobine enfilée sur la brochette, sera passé dans le guide fil, puis dans les pinces. Fermer la pince (coulissante) de gauche puis, en tirant sur le fil passé dans la pince tournante du compteur (sans lâcher le bout), amener l’indicateur d’allongement sur la position « 0 ». Fermer alors la pince tournante du compteur. A ce moment, le fil sera soumis à une tension convenable. TRAVAIL DEMANDE 1- Faire une description sommaire du torsiomètre utilisé (avec schéma descriptif). 2- Faire 10° essais sur chacune des bobines mises à votre disposition en dévidant, après chaque essai, quelques mètres de fil de façon à opter sur de la matière provenant des couches inférieures. 4- Note le sens de torsion (S ou Z) suivant l’indication fournie par le torsiomètre et vérifier qu’il correspond au sens observé lors de l’examen préalable de l’échantillon à tester. Il est très important de ne jamais actionner l’inverseur lorsque le moteur tourne. 3- Compléter les tableaux des feuilles annexes (une feuille pour chaque bobine). 5- Détordre le fil. Dès le début de la détorsion, l’indicateur d’allongement solidaire du fil, s’éloigne du zéro jusqu’au moment ou l’aiguille rencontre la butée. Continuer la détorsion en tournant toujours dans le même sens. Après un cours moment de repos, au cours duquel la détorsion du fil devient complète, l’aiguille refait le chemin inverse pour revenir finalement au point de départ, c'est-à-dire au zéro (obtention de la longueur initiale de 500 mm). La rétorsion terminée, noter la valeur A indiquée par le compteur dans la colonne correspondante (feuille annexe). 5- Comparer les résultats obtenus intra et inter-bobines. 7- Sans toucher au réglage ni au compteur, inverser encore une fois le sens de rotation ; détordre et retordre jusqu’à obtention de la longueur initiale. Le compteur indique la valeur C ; noter cette valeur dans la colonne correspondante. 6- Quel serait l’influence de la longueur d’essai sur les résultats des mesures. 7- Donner le tableau de valeur avec les moyennes progressives et faire une représentation graphique donnant les valeurs chronologiques, progressives et moyennes. 8- Donner la valeur moyenne de la torsion, la variance, l’écart type, le coefficient de variation CVM et la LPE%. PARTIE 3: LE VRILLAGE DESCRIPTION DE MATERIEL [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 31 http://fahmibouhjar.cd.st 6- Sans toucher au réglage ni au compteur, inverser le sens de rotation : détordre et retordre jusqu'à obtention de la longueur initiale. Le compteur indique la valeur B, noter cette valeur dans la colonne correspondante. 4- Comparer les résultats obtenus par les deux méthodes de mesures de la torsion (méthode simple de détorsion-rétorsion) et méthode de la double contre-épreuve). Le VRIXOFIL est un appareil indispensable pour prévenir le risque de vrillage des jerseys. De conception et d’emploi simples, il est l’un des tout premiers appareils dont une entreprise doit se doter pour contrôler ses fils. MODE OPERATOIRE - Disposer le cône de fil à contrôler à la verticale de l’œillet de dévidage. - Engager l’extrémité du fil dans l’œillet de dévidage, dans le tendeur et dans la pince mobile. - Engager l’extrémité du fil qui dépasse de la pince mobile dans la pince fixe. - Lâcher la pince fixe de telle sorte qu’elle se ferme sur l’extrémité du fil et rouvrir la pince mobile. - En maintenant toujours cette pince ouverte, déplacer le curseur jusqu’à l’extrémité droite de l’appareil. [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 32 http://fahmibouhjar.cd.st L’appareil est constitué d’un socle 1, de deux colonnes 2, d’une glissière 3 munie d’une règle graduée 4. A l’extrémité gauche de la glissière se trouve une pince fixe 5. L’extrémité droite se trouve un œillet de dévidage 6 supporté par une tige coudé 7 et un tendeur à coupelles 8. Un curseur doté d’une poignée 10 rend la pince 11 mobile dans la glissière 3. - Rapprocher, avec la main droite, la pince mobile contre la pince fixe que l’on maintient ouverte de la main gauche. - Lâcher la pince mobile qui doit pincer le fil maintenu tendu par le tendeur (si la portion de fil entre les deux pinces et détendue, serrer davantage le tendeur de telle sorte que le fil soit toujours bien droit entre les deux pinces). - Ouvrir la pince fixe et approcher la pince fermée contre la pince fixe ouverte de telle sorte que le fil qui dépasse de la pince mobile vienne s’engager dans la pince fixe. - L’appareil est alors prêt pour la première mesure. - Fermer alors la pince fixe, ouvrir la pince mobile et la déplacer, toujours ouverte, jusqu’à l’extrémité droite de l’appareil. - Laisser alors la pince mobile se fermer sur le fil maintenue tendu entre la pince mobile se fermer sur le fil maintenu tendu entre la pince fixe et le tendeur. - On se trouve de nouveau dans la situation de la figure 2, prêt à effectuer une nouvelle mesure sur une nouvelle portion de fil consécutive de la première. - Rapprocher la pince mobile de la pince fixe en déplaçant le curseur de la main droite jusqu’à ce que la portion de fil située entre les deux pinces commence à vriller. - E procédant de la sorte, on pourra réaliser très rapidement une dizaine de mesures ce qui permet déjà une appréciation convenable du couple moyen de torsion du fil. - Dés que le vrillage se manifeste, relever la distance « d » séparant les deux pinces ; la distance « d » est appelée distance de vrillage. La première mesure étant réalisée, on pourra procéder à une seconde mesure en manipuler comme décrit précédemment. DOMAINE D’APPLICATION Tricotage Lorsque le vrillage du fil est très prononcé, des vrilles peuvent se former au tricotage et provoquer soit des ruptures de fil, soit des défauts dans le tricot. Filature et texturation Le VRIXOFIL permet de contrôler : - L’intensité du couple de torsion. L’efficacité d’un traitement de fixation. L’équilibrage d’un retors. [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 33 http://fahmibouhjar.cd.st Le contrôle au VRIXOFIL est utile dans le cas ou l’on veut produire un tricot dont le liage est dissymétrique, c'est-à-dire lorsque les deux faces sont différentes.Le contrôle sert à prévenir les défauts de vrillage du tricot dont on sait qu’il est pratiquement irrécupérable et à prendre les dispositions nécessaires (refus de livraison, traitement de fixation de torsion…). Confection Là encore, le VRIXOFIL est utile car le vrillage des fils à coudre provoque des défauts en confection et notamment : - Des points de manque résultant du fait que la boucle de fil d’aiguille ayant tendance à vriller, le crochet passe parfois à coté. Des ruptures de fil et/ou des casses d’aiguilles lorsque les vrilles se forment au dévidage des la bobine et constituent un obstacle analogue à un nœud. TRAVAIL DEMANDE - Faire une description sommaire du VRIXOFIL. Faire une série de 20 mesures. Donner le tableau de valeur avec les moyennes progressives et faire une représentation graphique donnant les valeurs chronologiques, progressives et moyennes. Donner la valeur moyenne du vrillage, la variance, l’écart type, le coefficient de variation CVM et la LPE%. Page 34 http://fahmibouhjar.cd.st [1ère année génie textile – Semestre 2] - Atelier de Métrologie Textile – [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] MESURE DE LA TORSION http://fahmibouhjar.cd.st Date :………………………………………………… Filière :……………………………….. Réf. Laboratoire :....................................................... Titre de fil (en tex) :…………………. Opérateur :…………………………………………. Sens de torsion :……………………. Classe :……………………………………………… Fils glissants Torsion de glissement TG Fils non glissants Allongement à 0.4 TG Allongement maximal a m 1 2 3 4 5 Total Moyenne A B C M=A-2B+C Tr=M/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Total Moyenne : Tr Variance : 2 1 n Tr i 1 n (Tri Tr ) 2 n i 1 Ecart -type : 2 Coefficient de variation : Cv% 100 L.P.E(à 95%)= Tr t p .CV% n 1 Coefficient de torsion : K Tr(Tr / m) . T( Ktex) (Formule de KOCHELIN : 1828) [1ère année génie textile – Semestre 2]-Atelier de Métrologie Textile [F.BOUHJAR & M.T.HALIMI] Page 35
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