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"PROCEDE DE TRAITEMENT ET DE BOBINAGE DES MECHES
ET PRODUITS EN RESULTANT
Cette invention a trait à la fabrication des pro- duits textiles;, et plus particulièrement à un procédé de bobinage de matières textiles non tissées en vue de faciliter le blanchiment, la teinture, le séchage:, le vieillissage, etc., et à une bobine ou paquet résultant de'la mise en pratique de ce procédéo Quoique la présente invention soit applicable à la préparation de la laine, du coton;
, de la soie naturelle, de la soie artificielle ou d'autres matières fibreuses ou mélanges de matières de ce genre} que ces matières soient filéesfl tordues ou autrement amenées à 1 état de mèche, on décrira l'application de l'in-
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vention, en ce qui concerne ses caractéristiques plus particulières, à la production et (ou) au traitement de me-
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ci{, chez de pe'igné;;7Îalne. Les mèches de ce genre sont usuelle- ment reçues, à cette phase du traitement, sous forme d'une pelote plus ou moins sphérique de 30 centimètres environ de diamètre. Cette pelote est habituellement une masse se supportant par elle-même et obtenue par un bobinage croisé de la mèche sur un fuseau conique, qu'on retire ensuite.
Dans une pelote ainsi établie par un enroulement croisé, ouvert ou répété, les couches tendent à se superposer irrégulièrement et à produire des zones fréquentes où il existe un grand nombre de croisements, On étire alors la mèche ainsi reçue (usuellement plusieurs fois) en vue de réduire son diamètre et, dans cette opération, plusieurs pe- lotes sont placées sur un oantre ou sur des broches, et les mèches sont déroulées parallèlement pour constituer une mèche composite qui est réenroulée de façon à cons- tituer une nouvelle masse de mèche après chaque opération d'étirage.
Dans certains types de machines, la mèche est délivrée à une baguette de bois conique reposant sur deux rouleaux d'entraînement ondulés qui font tourner la masse de mèche pour constituer une pelote analogue à la pelote initiale et possédant les mêmes caractéristiques,
D'autres types de machines délivrent la mèche, après étirage, à un pot tournant dans lequel elle se dépose sous forme de spires; et d'autres machines encore enroulent la mèche sur des broches verticales ou sur de petites bobines à l'aide d'une ailette qui soumet la fibre à une.légère tor- sion à mesure qu'elle s'enroule sur les bobines.
Non seu- lement l'ailette introduit dans la mèche une torsion per- manente, mais elle frotte aussi contre les fibres externes de la mèche, de sorte que ces fibres tendent à se recour- ber, cette tendance au recourbement ayant souvent pour effet
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de produire des noeuds ou des endroits irréguliers sur la mèche à une phase ultérieure du procédéo ) En vue d'obtenir les meilleurs résultats dans la teinture, le blanchiment, etc.., il est essentiel que la .
mèche soit aussi exempte que possible de torsions permanen tes, étant'donné que tout croisement des fibres tend à empêcher l'uniformité d'absorption ou d'action du réactif de traitementg tandis que si l'on applique le réactif sur une mèche dont toutes les fibres élémentaires sont sensi- blement parallèles il est possible d'obtenir des résultats très uniformes.
Toutefois, lorsque, ainsi qu'il a été mentionné précédemment, la mèche est enroulée sous forme de pelote, sa densité est si irrégulière que, dans la teinture d'une pelote de ce genre, soit par le procédé à cuve ouverte, soit par le procédé sous pression, les inégalités de densité de la pelote ont comme résultat que le colorant est absorbé inégalement, ce qui diminue consi- dérablement la valeur du produito
Par contre, lorsque des mèches non filées sont enroulées sous forme de spires libres dans un pot tournant, il n'est pas possible, dans la pratique, de les teindre sous cette forme; étant donné qu'une mèche non filée dont les fibres sont sensiblement parallèles entre elles est trop fai- ble et trop 'tendre pour résister aux manipulations dans la liqueur 'de teinture de la même manière que les fils tordus ou filés.
En outre, ainsi qu'on l'a dit précédemment, une mèche bobinée à l'aide d'une ailette sur la bobine du type usuel acquiert une torsion permanente considérable pen- dant les diverses opérations et est ainsi impropre à une teinture uniformeo
La présente invention a pour objet d'éviter ces difficultés inhérentes aux procédés usuels et comprend, à titre de phase fondamentale, le fait d'enrouler la mèche textile d'une manière telle qu'on obtient une bobine ou
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masse à enroulement croisé allongée, sensiblement cylindri que, creuse et dans laquelle, en raison du mode d'enroule- ment, chaque convolution tend à conserver la position qu'el- le a reçueinitialement,
l'enroulement étant effectué sous tension et sous compression de façon à constituer une masse dense dont la texture est sensiblement uniforme, mais poreuse, et qui se supporte d'elle-même de telle sorte que si la masse est posée debout dans un bain de teinture, elle ne tend pas à s'affaisser longitudinalement. Ce pro- cédé comprend aussi, en ce qui concerne ses caractéristiques plus particulières, le traitement par des liquides (par exemple la teinture), ainsi que, si on le désire, le sécha- ge de la masse ainsi produite, et de préférence un traite- ment préliminaire de la mèche en vue de placer les fibres plus ou moins parallèlement.
La masse est enroulée sur une bobine ou noyau rigide, et lorsqu'il s'agit d'effectuer le procédé complet, y compris le traitement par des liqui- des ou (et) le séchage, on munit la bobine d'un tube per- foré permettant le passage des agents fluides appliqués.
Suivant la présente invention, on évite l'introduction de torsions permanentes dans la mèche pendant toute la du- rée de l'opération, on dispose les fibres aussi parallè- lement que possible et l'on constitue une masse de den- sité sensiblement uniforme pour faciliter,la teinture par le procédé sous pression ainsi qu'un séchage rapide et uniforme,
Pendant l'enroulement, la mèche est maintenue sous une tension suffisante pour que ses fibres élémentai- res soient redressées, par exemple si elles ont naturelle- ' ment tendance à se recourber ou à s'onduler ainsi qu'il est usuel dans les peignés de laine;
et cette tension est maintenue au cours de la teinture et du séchage de façon que la fibre reçoive un certain degré de rigidité'ou tende à rester fixée à l'état redressé, ce qui empêche l'emmêle- ment ou le nouage subséquent des fibres., -Ce mode de re-
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dressement des fibres peut être désirable même si l'on ne teint pas la fibre, et l'on envisage, en pareil cas, la simple application, comme réactif,de traitement, d'eau bouillante dont la matière est saturée et qui a pour effet de communiquer un certain degré de rigidité à la fibre après qu'elle a été séchée. La mèche est enroulée sur un noyau rigide et la masse d'enroulement est comprimée d'une façon sensiblement constante pendant l'opération d'enroulement.
Ce noyaup qui peut ou non être muni de têtes, est rigide, c'est-à-dire que sa longueur est fixe, de sorte que lors- \qu'il est disposé dans l'appareil à teindre sous pression, la masse bobinée sur le noyau n'est pas déformée ou compri- mée ou comprimée longitudinalement o Un appareil permet- tant de mettre ce procédé en pratique comprend un rouleau horizontal à commande par moteur qui constitue un support et un dispositif d'entraînement pour le noyau ou la masse de mèche portée par ce noyau.
La mèche est délivrée entre le noyau et le rouleau d'entraînement, et le poids \du noyau et de la masse comprime la mèche à mesure que la bobine se formeo Pour éviter un mouvement de translation exagérément long dans la pose d'une mèche par un enrou- lement croisé, il est désirable de prévoir plusieurs guides dont chacun délivre une mèche destinée à s'enrouler sur une partie prédéterminée du noyau et le mécanisme comprend aussi (lorsqu'il sert au traitement d'une mèche non filée) un dispositif pour étirer la mèche et disposer les fibres sensiblement parallèlement juste avant l'enroulemento
Après le bobinage et avant la teinture ou autre traitement de la matière, il est désirable de couvrir la masse de mèche d'un tissu textile imperméable pour la pro- tégero Pour teindre ou traiter similairement la masse,
on place alors la bobine verticalement dans une chaudière ou bac de teinture, on la fixe et l'on oblige la teinture ou autre liqueur à passer à travers la matière, soit de l'in- térieur du noyau creux vers l'extérieur, soit inversement,
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soit encore par l'un et l'autre de ces deux procédés appli- qués alternativement.
Pendant cette opération, la mèche est supportée intérieurement par le noyau ainsi qu'en raison du mode de bobinage, de sorte que les couches externes ne sont pas sujettes à frotter les unes contre les autres, tandis que le procédé de bobinage appliqué empêche la matière mouil- lée et lourde de tomber de la partie supérieure du noyau et de découvrir les perforations dudit noyau, ce qui permettrait à la liqueur de teinture de s'échapper du noyau à une vitesse anormale et d'emmêler et abîmer ainsi la matière. De cette façon, les fibres restent toutes sensiblement droites, non tordues et sous la tension initiale avec laquelle elles ont été enroulées.
Lorsque cette teinture ou autre trai- tement par un fluide est terminé, on enlève les bobines de la chaudière de teinture et l'on sèche la mèche sur le noyau en refoulant de l'air -- chaud ou froid -- à travers les couches de mèche. Pour assurer les meilleurs résultats, il faut, quand la matière est très mouillée, que la pres- sion de l'air soit plus grande au commencement du séchage, la pression diminuant graduellement et le volume augmen tant d'une façon correspondante à mesure que le séchage s'accomplit. Ce résultat peut être obtenu'par l'applica- tion d'un ventilateur centrifuge de type connu.
On avait déjà cherché à sécher des matières tex- tiles sur des bobines perforées en refoulant à travers la matière de l'air comprimé qui était usuellement fourni par une pompe ou ventilateur à débit constant. Comme une pression très élevée est nécessaire au commencement pour refouler l'air à travers la matière mouillée, 1(appareil est usuellement établi en vue de la production particu- lière d'une pression élevée de ce genre, et lorsque la ma- jeure partie de l'eau a été chassée et que la résistance diminue, le séchage est exagérément retardé puisqu'il n'est pas possible d'augmenter le volume d'air.
Suivant la /.
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présente invention;, on diminue graduellement la pression de l'air'pendant qu'on augmente son débit au fur et à mesure du séchageo Ceci donne un séchage rapide et uniforme avec une dépense moindre en force motrice et sans abîmer en aucune façon la matièreo La mèche ayant ainsi 'été séchée sans torsion ni tendance à se déformer dans aucune di- reotion particulière peut être délivrée directement de son support à la machine suivante employée pour constituer le filé;, et comme les fibres ont été redressées et fixées pendant le séchage, la mèche est à un état aussi favorable que possible pour la production d'un filé de grande qualité.
On expliquera ci-après certaines phases du procédé suivant 1 invention en se référant aux dessins annexés qui représentent un mécanisme permettant de les réaliser, mais il est bien entendu que, en ce qui concerne les ca- ractéristiques principales de l'invention, le procédé suivant 1 invention pourrait être réalisé par d'autres mécanismes et que le mécanisme représenté est susceptible de recevoir un grand nombre de modifications sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
Dans les dessins annexés :
Figure 1 est une vue de face fragmentaire d'un gill-box muni d'un mécanisme de bobinage permettant de réa- liser le présent procédé.
Figure 2 est une coupe sensiblement suivant 2-2 (figure 1).
Figure 3 est un plan schématique représentant la commande du banc d'étirage, la transmission de commande du gill-box et la position du méoanisme de bobinage par rapport à ces organeso
Figure 4 est une coupe verticale fragmentaire sui- vant 4-4 (figure 2) mais à une échelle plus grande.
Figure 5 est une coupe horizontale suivant 5-5 (figure 1).
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Figure 6 est une élévation aveo coupe longitudinale partielle d'une bobine perforée servant à mettre en prati- que le présent procédé.
Figure 7 est une élévation avec. coupe verticale partielle représentant un appareil permettant de réaliser la phase de séchage du procédé.
Figure 8 est une vue en élévation représentant les pièces de figure 7 en regardant de la gauche de cette figure.
La figure 3 représente schématiquement un gill- box de type bien connu mais dans lequel le dispositif à peloter usuel est remplacé par un mécanisme de bobinage établi suivant l'invention. Dans cette figure , 1, désigne l'arbre de commande, 2,l'arbre arrière et µ les pignons de changement d'étirage. Les rouleaux d'.étirage arrière sont représentés en 4 et les rouleaux d'étirage avant en 5, mais la plupart des autres caractéristiques du gill-box ont été supprimées car l'invention ne concerne en aucune façon les détails d'un appareil de ce genre,
A l'avant de la machine est disposé un arbre mo- teur 6 portant un tambour de commande à friction 7 (figures 1, 2 et 3) préférablement muni d'une surfaoe ondulée.
A l'arrière de l'arbre 6 et parallèlement à cet arbre se trou- ve une barre de guidage fixe R- (figure 2) et 1.'arbre µ et la barre R constituent des guides pour un bâti trans- versal coulissant comprenant des pièces extrêmes verti- cales espacées 8 et 9 (figure 1) et une barre de liaison transversale B.
Les pièces extrêmes 8 et ± du bâti transversal servent de guides à des poids coulissants verticaux 10 et 11, respectivement. Ces poids sont munis de beos diri gés vers le bas et constituant des fentes de retenue 12 (figure 2) agencées pour s'engager sur les extrémités opposées 13 et 14, respectivement, d'une broche porte+bobine et pour maintenir cette broche en contact avec les surfaces
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antérieures verticales des organes 8 et 9 du bâti trans- versal,
La broche est munie d'un dispositif convenable (non représenté) permettant de centrer le tube creux rigi de et préférablement perforé 15 d'une bobine munie de têtes ou disques extrêmes 16 et 17 à ses extrémités opposéeso Quoiqu'il soit préférable de,
faire usage d'une bobine munie de têtes; l'invention n'est pas limitée, en ce qui con- cerne ses caractéristiques générales,, à une bobine de ce genre ni même à une bobine à tube perforés, mais il est préférable d'appliquer une bobine de ce type. Il est impor tant que le tube de la bobine soit inextensible dans la direction de sa longueur afin que la matière qui a été bobinée sur lui ne soit pas sujette à se déplacer par l'ef- fet d'une compression axiale de la bobine.
La pièce transversale B du bâti transversal est munie d'une crémaillère 18 (figures 1 et 2) qui engrè- ne avec un pignon de commande 19 porté par un arbre ver- tical 20 convenablement supporté dans le bâti de la machine.
L'arbre 20 est muni d'une roue de calandre 21 de type bien connu munie de goupilles qui entrent en prise avec un pignon 22 porté par un arbre de commande 23a Cet arbre est supporté dans des paliers qui lui permettent de se mouvoir en bloc dans la mesure nécessaire pour permettre au pignon 22 d'engrener constamment avec les goupilles de la roue 21.
Le palier supérieur de l'arbre 23 est constitué par un support 25 qui est monté de façon réglable sur la partie avant 26 du bâti de la machine.
Un pignon 24 est fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre 23 et engrène avec un pignon 27 fixé à un arbre transversal supporté dans un palier 28 fixé au bâti Cet arbre est en outre muni d'un pignon 29 engrenant avec une roue dentée 30 qui engrène elle-même avec une roue dentée 31 fixée à l'arbre 6. L'extrémité opposée de l'arbre 6 /
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porte une roue dentée 6 (figure 1) qui reçoit son mouve- ment, par l'entremise d'un train d'engrenages convenable (figure 3), des rouleaux d'étirage avant.
En un point compris entre les rouleaux d'étirage avant 5 et le tambour de bobinage 7, le bâti est muni de deux supports verticaux 32 et 33 (figure 4) garnis de coussinets 34 supportant des cornets de guidage rotatifs 35. Chacun de ces cornets de guidage est muni d'une poulie 37 (figure 2) sur laquelle passe une courroie 38 .
La courroie 38 passe à ses extrémités opposées autour de rouleaux de guidage 39 supportés dans des bras 40 fixés ' au bâti de la machine. De préférence, la courroie 38 fait un tour complet autour de chacune des poulies 37 de façon à assurer une bonne adhérence entre la courroie et les pou- lies. Les pièces étant ainsi disposées, le mouvement de va-et-vient latéral du bâti transversal fait osciller les cornets de guidage rotatifs d'abord dans un sens, puis en sens inverse. Les cornets de guidage présentent des ouver tures axiales .11: qui ont de préférence une forme angulaire en section transversale pour exercer une action de serrage partielle sur la mèche S passant à travers ces ouvertures.
La machine telle qu'elle a été décrite jusqu'ici est agencée pour bobiner deux mèches simultanément sur là . même bobine par un enroulement transversal ou croisé rapide de façon à constituer une bobine de mèche de supportant d'elle-même et de texture plus ou moins ouverte mais unifor- me dans toutes ses parties. Quoique l'appareil représenté soit destiné au bobinage de deux mèches simultanément, la machine, en ce qui concerne les caractéristiques les plus générales de l'invention, pourrait être établie pour ne bobiner qu'une seule mèche sur la bobine ou pour bobiner au contraire un nombre de mèches supérieur à deux.
L'avan- tage que présente le fait de bobiner plusieurs mèches sur la même bobine est qu'il n'est pas nécessaire que 'le bâti
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transversal effectue un mouvement alternatif aussi long que si lton devait bobiner une mèche unique sur la bobine lon- gue dont on désire faire usage pour le but envisagé, en mê- me temps que le temps nécessaire pour remplir une bobine est diminué d'une façon correspondante.
On résumera ci-après le fonctionnement de la ma- chine en supposant que, à titre de phase préliminaire, la mèche a été étirée, quoique cette phase préliminaire puisse être supprimée et que la mèche présentée au dis- positif d'enroulement puisse provenir de toute autre source.
La mèche traitée passe des rouleaux arrière 4 aux rouleaux avant 6 qui sont convenablement commandés pour donner le degré d'étirage désiré à la mèche. Celle- ci est ainsi étirée, ce qui tend à disposer les fibres parallèlement. Cet étirage et cette mise en parallèle des fibres peuvent être secondés par les éléments autres et usuels d'un gill-box qui tend à placer les fibres composant la mèche plus ou moins parallèlement.
Quel que soit le mode d'étirage appliqué (rouleaux, barrettes à gills ou les deux), la ou les mèches émergent d'entre les rouleaux avant 5 ou des organes équivalents propres à assurer une tension, traversent les cornets de guidage 35 et passent entre le tambour de commande 7 et le tube 15 de la bobine. Les poids 10 et 11 sollicitent la bobine vers le bas contre le tambour d'entraînement, et comme ce tambour tourne, les mèches sont enroulées en même temps qu'elles sont comprimées sur la bobine, la vitesse du tambour par rapport au débit des rouleaux 5 étant telle que la mèche est soumise à une tension cons- tante pendant l'enroulement. Si les phases d'étirage sont supprimées, les rouleaux 5 ou organes équivalents peu- vent être considérés comme étant les rouleaux délivreurs de toute autre machine manipulant des mèches.
La roue de calandre 21 communique au bâti trans- versal un mouvement de va-et-vient qui est convenablement
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réglé, par rapport à la rotation du tambour d'entraînement, de façon à produire l'enroulement désiré des mèches sur la bobine et constituer ainsi une bobine de mèche se supportant d'elle-même. Pendant que le bâti effectue son mouvement de va-et-vient, les cornets de guidage 45 oscillent et empêchent ainsi la mèche de recevoir une torsion permanente lorsqu'elle est sur le point d'attein- tre l'une quelconque des extrémités de son mouvement.
La mèche est ainsi enroulée sur le tube sous une tension constante et sans recevoir sensiblement aucune torsion permanente, sous forme d'une masse ou bobine ouverte et perméable de densité et texture uniformes.
Suivant l'invention, la bobine qui a été constituée pendant la dernière opération de bobinage(si l'on envisage une série de bobinages et de rebobinages successifs) est retirée de l'appareil de bobinage, ce qu'on peut effectuer facilement en'enlevant les poids 10 et 11 pour dégager la broche de la bobine, et celle-ci peut alors être placée dans un appareil à teindre convena- ble (non représenté) pour teindre la mèche sur la bobine.
De préférence, cet appareil peut comprendre la chaudière de teinture dont on se sert usuellement dans la teinture à pression et qui comporte un dispositif pour fixer la bobi- ne en position convenable et pour refouler la liqueur de teinture à travers la matière qui se trouve sur la bobine.
La liqueur de teinture peut traverser la matière de l'extérieur vers l'intérieur, ou inversement, selon le type d'appareil appliqué, le mode de teinture particu- lier étant sans importance. En raison de l'enroulement libre et ouvert de la masse de mèche qui se--trouve sur la bobine, la liqueur de teinture est mise à même de traverser cette masse d'une manière uniforme, de sorte que lorsqu'on enlève la mèche de la bobine, elle est colorée uniformément.
D'un autre côté, la perte de matière par frottement ou emmê.
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lement au cours du procédé entier est sensiblement nulle,,.
Lorsque la matière a été convenablement séchée sur la bobine, on enlève celle-ci de l'appareil à teindre et on peut la sécher à l'aide de l'appareil représenté dans les figures 7 et 8. Dans ces figures, 42 indique un ventilateur centrifuge d'un type tel que le volume d'air fourni augmente à mesure que la contre--pression diminue.Ce ventilateur est muni d'un tuyau de refoulement 43 qui débite de l'air sous pression dans un réservoir 44. Ce réservoir est relié à un collecteur horizontal 45 duquel descendent une sériede tuyaux sensiblement ver- ticaux 46.
Ces tuyaux sont fermés à leur extrémité in- férieure et préférablement munis de pieds 47 agencés pour reposer sur le plancher ou autre support conven able. A certains intervalles de leur hauteur, ces tuyaux sont munis de raccords à T 48 qui portent des bras de support tubulai- res perforés horizontaux 49. Ces supports 49 sont suffisam- ment rigides pour supporter le poids d'une bobine remplie de la mèche mouillée.
Chacun des supports 49 est de préférence muni, à son extrémité arrière, d'un organe conique 50 servant à centrer la bobine, et à l'extrémité avant, d'un obturateur 51 supportant une tige filetée 52.
A sa sortie de la chaudière de teinture, on glisse la bobine sur le support 49 comme indiqué à la partie supérieure de figure 7, l'extrémité arrière du tube s'appli- quant exactement contre l'organe de centrage 50 pour établir un joint hermétique avec cet organe, celui-ci étant fait de matière élastique, si on le désire. L'extrémité avant du tube 15 de la bobine est maintenant fermée par un chapeau de centrage 53'à travers lequel fait saillie la tige filetée 52, et la bobine est serrée en position à l'aide d'un écrou 54 entrant en prise avec l'extrémité de la tige.
De préférence, il est prévu des plateaux d'égout- tage 55 s'étendant entre les rangées horizontales superposées
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de bobines. Si on le désire, ces plateaux peuvent être reliés à des tuyaux de vidange convenables, non représentés.
Lorsque les bobines ont été montées sur les sup- ports 49 , on met le ventilateur en marche. L'air sous pression descend par les tuyaux 46 et s'échappe par les perforations de supports 49. Au commencement de l'opération, la pression est suffisante pour refouler l'air à travers la masse de matière mouillée Y recouvrant la bobine, mais à mesure que l'eau est expulsée de la matière mouillée, la pression nécessaire pour refouler l'air à travers cette matière diminue et, pour cette raison, le ventilateur 42 est établi pour que, à mesure que la résistance diminue, le volume d'air augmente.
Il en résulte un séchage rapide de la matière sans risque qu'une pression excessive soit ap- pliquée sur cette matière après qu'elle est devenue par- tiellement ou entièrement sèche,
Lorsque la matière qui se trouve sur la bobine a été parfaitement séchée, on peut l'enlever directement de cette bobine pour la transférer à la.machine ou appareil sui- vant dont on se sert pour fabriquer le fil. Comme la mèche a été initialement posée sur la bobine sous une tension constante mais sans torsion, et comme elle a été teinte et séchée sans être dérangée, elle quitte la bobine avec ses fibres sensiblement parallèles non tordues et avec un degré de raideur marqué qui contribue à empêcher l'emmêle- ment ou la formation de noeuds dans les opérations subsé- . quentes.
Le présent procédé ne dépend pas nécessairement de l'application de l'appareil particulier décrit car les résultats désirés peuvent être obtenus à l'aide de disposi- tifs équivalents. -En outre, certaines,des,phases du procès dé décrit peuvent être supprimées, appliquées dans un ordre différent ou remplacées par d'autres phases équi valentes sans sortir du cadre de l'invention.
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"PROCESS FOR TREATMENT AND WINDING OF BITS
AND RESULTING PRODUCTS
This invention relates to the manufacture of textile products, and more particularly to a process for winding nonwoven textile materials to facilitate bleaching, dyeing, drying, aging, etc., and to a reel or bundle resulting from the practice of this processo Although the present invention is applicable to the preparation of wool, cotton;
, natural silk, artificial silk or other fibrous materials or mixtures of such materials; whether such materials are spun, twisted or otherwise brought to a wicking state, the application of the invention will be described.
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vention, with regard to its more specific characteristics, to the production and (or) treatment of
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ci {, at de comb'igné ;; 7Îalne. Drills of this type are usually received, at this stage of the treatment, in the form of a more or less spherical ball of about 30 centimeters in diameter. This ball is usually a mass supporting itself and obtained by a crossed winding of the wick on a conical spindle, which is then removed.
In a ball thus established by a crossed winding, open or repeated, the layers tend to overlap irregularly and produce frequent areas where there is a large number of crossings. The wick thus received is then stretched (usually several times) in view to reduce its diameter and, in this operation, several balls are placed on an oantre or on pins, and the wicks are unwound in parallel to constitute a composite wick which is rewound so as to constitute a new mass of wick after each stretching operation.
In some types of machines, the bit is delivered to a conical wooden rod resting on two corrugated drive rollers which rotate the mass of wick to form a ball similar to the initial ball and having the same characteristics,
Other types of machines deliver the wick, after stretching, to a rotary pot in which it is deposited in the form of turns; and still other machines wind the wick on vertical spindles or on small spools using a fin which subjects the fiber to a slight twist as it winds onto the spools.
The fin not only introduces a permanent twist into the wick, but it also rubs against the external fibers of the wick, so that these fibers tend to curl, this tendency to curl often having the effect
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to produce knots or irregular spots on the wick at a later stage of the processo) In order to obtain the best results in dyeing, bleaching, etc., it is essential that the.
wick is as free as possible from permanent twisting, since any crossing of the fibers tends to prevent the uniformity of absorption or action of the treatment reagentg while if the reagent is applied to a wick all of which the elementary fibers are substantially parallel it is possible to obtain very uniform results.
However, when, as previously mentioned, the wick is wound in the form of a ball, its density is so irregular that, in dyeing such a ball, either by the open-tub process or by In the process under pressure, unevenness in the density of the ball results in the dye being absorbed unevenly, which considerably decreases the value of the product.
On the other hand, when unspun locks are wound in the form of free turns in a rotating pot, it is not possible, in practice, to dye them in this form; since an unspun roving whose fibers are substantially parallel to each other is too weak and too soft to withstand handling in the dyeing liquor in the same way as twisted or spun yarns.
Further, as stated above, a wick wound with a fin on the coil of the conventional type acquires considerable permanent twist during the various operations and is thus unsuitable for uniform dyeing.
The object of the present invention is to avoid these difficulties inherent in the usual methods and comprises, as a fundamental phase, the fact of winding the textile sliver in such a way as to obtain a coil or
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elongated cross-winding mass, substantially cylindrical, hollow and in which, due to the mode of winding, each convolution tends to retain the position it received initially,
the winding being carried out under tension and under compression so as to constitute a dense mass whose texture is substantially uniform, but porous, and which supports itself in such a way that if the mass is placed upright in a bath of dye, it does not tend to sag longitudinally. This process also comprises, as regards its more particular characteristics, the treatment with liquids (for example dyeing), as well as, if desired, the drying of the mass thus produced, and preferably a preliminary treatment of the wick in order to place the fibers more or less parallel.
The mass is wound on a coil or rigid core, and when it comes to carrying out the entire process, including treatment with liquids or (and) drying, the coil is fitted with a tube per. - drilled allowing the passage of the fluid agents applied.
According to the present invention, the introduction of permanent twists in the wick is avoided throughout the duration of the operation, the fibers are arranged as parallel as possible and a mass of substantially uniform density is formed. to facilitate dyeing by the pressure process as well as rapid and uniform drying,
During winding, the strand is maintained under sufficient tension so that its elementary fibers are straightened, for example if they have a natural tendency to curl or curl as is usual in combed hair. of wool;
and this tension is maintained during dyeing and drying so that the fiber receives a certain degree of stiffness or tends to remain fixed in the straightened state, which prevents entanglement or subsequent knotting of the fibers. ., -This mode of re-
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straightening of the fibers may be desirable even if the fiber is not dyed, and in such a case the simple application, as a treatment reagent, of boiling water, the material of which is saturated and which has for effect of imparting a certain degree of stiffness to the fiber after it has been dried. The wick is wound on a rigid core and the winding mass is compressed in a substantially constant fashion during the winding operation.
This core, which may or may not be provided with heads, is rigid, that is to say its length is fixed, so that when it is placed in the pressure dyeing apparatus, the coiled mass on the core is not deformed or compressed or compressed longitudinally. An apparatus for practicing this method comprises a motor-driven horizontal roller which constitutes a support and a driving device for the core or the core. mass of wick carried by this core.
The bit is delivered between the core and the drive roller, and the weight \ of the core and mass compresses the bit as the spool is formed. To avoid unduly long translational movement in laying a bit by a cross winding, it is desirable to provide several guides each of which supplies a wick intended to be wound on a predetermined part of the core and the mechanism also comprises (when used for the treatment of an unspun wick) a device. for stretching the wick and placing the fibers substantially parallel just before winding
After winding and before dyeing or other treatment of the material, it is desirable to cover the wick mass with an impermeable textile fabric for protection. To dye or similarly treat the mass,
the coil is then placed vertically in a boiler or dye tank, fixed and forced the dye or other liquor to pass through the material, either from the inside of the hollow core to the outside, or Conversely,
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or again by one and the other of these two processes applied alternately.
During this operation the wick is internally supported by the core as well as due to the winding mode, so that the outer layers are not prone to rub against each other, while the applied winding process prevents material wet and heavy to fall from the top of the core and uncover the perforations of said core, which would allow the dye liquor to escape from the core at an abnormal rate and thus entangle and damage the material. In this way, the fibers all remain substantially straight, untwisted and under the initial tension with which they were wound.
When this dyeing or other fluid treatment is complete, the coils are removed from the dyeing boiler and the wick is dried on the core by forcing air - hot or cold - through the layers. wick. To ensure the best results, when the material is very wet, the air pressure should be greater at the onset of drying, the pressure gradually decreasing and the volume correspondingly increasing as drying is accomplished. This result can be obtained by the application of a centrifugal fan of known type.
Attempts had already been made to dry textile materials on perforated coils by forcing through the material compressed air which was usually supplied by a pump or fan at a constant rate. As a very high pressure is initially required to force the air through the wetted material, 1 (apparatus is usually set up for the particular production of such high pressure, and when the major part water has been driven off and the resistance decreases, drying is excessively delayed since it is not possible to increase the air volume.
Following the /.
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present invention ;, the air pressure is gradually reduced while its flow rate is increased as the drying proceeds. This results in rapid and uniform drying with less expenditure in driving force and without in any way damaging the material. The sliver having thus been dried without twisting or tendency to deform in any particular direction can be delivered directly from its backing to the next machine employed to constitute the yarn ;, and as the fibers have been straightened and fixed during drying , the wick is in as favorable condition as possible for the production of high quality yarn.
Certain phases of the process according to the invention will be explained below with reference to the accompanying drawings which show a mechanism for carrying them out, but it is understood that, as regards the main characteristics of the invention, the process according to the invention could be achieved by other mechanisms and that the mechanism shown is capable of receiving a large number of modifications without departing from the spirit of the invention.
In the accompanying drawings:
Figure 1 is a fragmentary front view of a gill-box provided with a winding mechanism for carrying out the present process.
Figure 2 is a section taken substantially along 2-2 (Figure 1).
Figure 3 is a schematic plan showing the control of the drawing bench, the gill-box control transmission and the position of the winding mechanism with respect to these organs.
Figure 4 is a fragmentary vertical section following 4-4 (Figure 2) but on a larger scale.
Figure 5 is a horizontal section along 5-5 (Figure 1).
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Figure 6 is a partial longitudinal sectional elevation of a perforated coil used to practice the present process.
Figure 7 is an elevation with. partial vertical section showing an apparatus for carrying out the drying phase of the process.
Figure 8 is an elevational view showing the parts of Figure 7 looking from the left of that figure.
FIG. 3 schematically represents a gillbox of a well-known type, but in which the usual balling device is replaced by a winding mechanism established according to the invention. In this figure, 1 denotes the control shaft, 2 the rear shaft and µ the stretch change gears. The rear draw rollers are shown at 4 and the front draw rollers at 5, but most of the other features of the gill-box have been omitted as the invention does not relate in any way to the details of a drawing apparatus. this genre,
At the front of the machine is disposed a motor shaft 6 carrying a friction control drum 7 (Figures 1, 2 and 3) preferably provided with a corrugated surface.
At the rear of the shaft 6 and parallel to this shaft is a fixed guide bar R- (FIG. 2) and the shaft µ and the bar R constitute guides for a sliding transverse frame comprising spaced vertical end pieces 8 and 9 (figure 1) and a transverse connecting bar B.
The end pieces 8 and ± of the transverse frame serve as guides for the vertical sliding weights 10 and 11, respectively. These weights are provided with beos directed downwards and constituting retaining slots 12 (Figure 2) arranged to engage on the opposite ends 13 and 14, respectively, of a spindle + spool pin and to keep this pin in contact with surfaces
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vertical fronts of members 8 and 9 of the transverse frame,
The spindle is provided with a suitable device (not shown) for centering the rigid hollow tube of and preferably perforated 15 of a coil provided with end heads or disks 16 and 17 at its opposite ends. Although it is preferable to,
make use of a coil fitted with heads; the invention is not limited, as regards its general characteristics, to such a reel or even to a perforated tube reel, but it is preferable to apply such a reel. It is important that the coil tube be inextensible in the direction of its length so that the material which has been wound on it is not liable to move due to the effect of axial compression of the coil.
The cross piece B of the cross frame is provided with a rack 18 (Figures 1 and 2) which meshes with a drive pinion 19 carried by a vertical shaft 20 suitably supported in the machine frame.
The shaft 20 is provided with a calender wheel 21 of a well-known type provided with pins which engage with a pinion 22 carried by a control shaft 23a This shaft is supported in bearings which allow it to move as a block to the extent necessary to allow pinion 22 to constantly mesh with the pins of wheel 21.
The upper bearing of the shaft 23 is constituted by a support 25 which is mounted in an adjustable manner on the front part 26 of the frame of the machine.
A pinion 24 is fixed to the upper end of the shaft 23 and meshes with a pinion 27 fixed to a transverse shaft supported in a bearing 28 fixed to the frame This shaft is further provided with a pinion 29 meshing with a toothed wheel 30 which itself meshes with a toothed wheel 31 fixed to the shaft 6. The opposite end of the shaft 6 /
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carries a toothed wheel 6 (figure 1) which receives its movement, by means of a suitable gear train (figure 3), from the front stretching rollers.
At a point comprised between the front stretching rollers 5 and the winding drum 7, the frame is provided with two vertical supports 32 and 33 (FIG. 4) furnished with pads 34 supporting rotating guide cones 35. Each of these cones. guide is provided with a pulley 37 (Figure 2) over which a belt 38 passes.
The belt 38 passes at its opposite ends around guide rollers 39 supported in arms 40 fixed to the frame of the machine. Preferably, the belt 38 makes a complete revolution around each of the pulleys 37 so as to ensure good adhesion between the belt and the pulleys. The parts being thus arranged, the lateral to-and-fro movement of the transverse frame causes the rotary guide horns to oscillate first in one direction, then in the opposite direction. The guide horns have axial openings .11: which preferably have an angular shape in cross section to exert a partial clamping action on the bit S passing through these openings.
The machine as it has been described so far is arranged to wind two strands simultaneously there. same coil by a rapid transverse or crossed winding so as to constitute a coil of supporting wick of itself and of more or less open texture but uniform in all its parts. Although the apparatus shown is intended for winding two strands simultaneously, the machine, as regards the most general characteristics of the invention, could be set up to wind only a single strand on the spool or to wind on the contrary. a number of bits greater than two.
The advantage of winding several wicks on the same spool is that the frame does not have to be
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transverse reciprocates as long as if it were to wind a single wick onto the long spool which it is desired to use for the intended purpose, at the same time as the time required to fill a spool is reduced in a way. corresponding.
The operation of the machine will be summarized below, assuming that, as a preliminary phase, the wick has been stretched, although this preliminary phase can be omitted and that the wick presented to the winding device can come from any other source.
The treated wick passes from the rear rollers 4 to the front rollers 6 which are suitably controlled to give the desired degree of stretch to the wick. This is thus stretched, which tends to arrange the fibers in parallel. This drawing and placing the fibers in parallel can be aided by the other and usual elements of a gill-box which tends to place the fibers making up the wick more or less parallel.
Whatever the stretching mode applied (rollers, gill bars or both), the wick (s) emerge from between the front rollers 5 or equivalent members capable of providing tension, pass through the guide cones 35 and pass through. between the control drum 7 and the tube 15 of the coil. Weights 10 and 11 urge the spool down against the drive drum, and as this drum rotates, the bits are wound as they are compressed onto the spool, the speed of the drum relative to the flow of the rollers. 5 being such that the wick is subjected to constant tension during winding. If the drawing phases are omitted, the rollers 5 or equivalent members can be regarded as being the delivery rolls of any other machine handling wicks.
The calender wheel 21 impart to the transverse frame a reciprocating motion which is suitably
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adjusted, relative to the rotation of the drive drum, so as to produce the desired winding of the wicks on the spool and thereby constitute a self-supporting spool of wick. As the frame moves back and forth, the guide horns 45 oscillate and thus prevent the bit from receiving a permanent twist as it is about to reach any end of its shaft. movement.
The wick is thus wound on the tube under constant tension and without receiving substantially any permanent torsion, in the form of an open and permeable mass or coil of uniform density and texture.
According to the invention, the coil which was formed during the last winding operation (if a series of successive windings and rewinds is envisaged) is withdrawn from the winding apparatus, which can easily be done by ' removing weights 10 and 11 to release the spindle from the spool, and the spindle can then be placed in a suitable dyeing device (not shown) to dye the wick on the spool.
Preferably, this apparatus may comprise the dyeing boiler which is customarily used in pressure dyeing and which has a device for securing the spool in a suitable position and for discharging the dye liquor through the material lying on it. the coil.
The dye liquor can pass through the material from the outside to the inside, or vice versa, depending on the type of apparatus applied, the particular mode of dyeing being unimportant. Due to the free and open winding of the wick mass which is on the spool, the dye liquor is enabled to pass through this mass in a uniform manner, so that when the wick is removed of the coil, it is colored evenly.
On the other hand, the loss of material by friction or entanglement.
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Lement during the entire process is substantially zero ,,.
When the material has been properly dried on the spool, it is removed from the dyeing apparatus and can be dried using the apparatus shown in Figures 7 and 8. In these figures, 42 indicates a dye. centrifugal fan of a type such that the volume of supplied air increases as the back pressure decreases. This fan is provided with a discharge pipe 43 which delivers pressurized air into a reservoir 44. This tank is connected to a horizontal manifold 45 from which descend a series of substantially vertical pipes 46.
These pipes are closed at their lower end and preferably provided with feet 47 arranged to rest on the floor or other suitable support. At certain intervals of their height, these pipes are provided with T-fittings 48 which carry horizontal perforated tubular support arms 49. These supports 49 are rigid enough to support the weight of a reel filled with the wet wick. .
Each of the supports 49 is preferably provided, at its rear end, with a conical member 50 serving to center the reel, and at the front end, with a shutter 51 supporting a threaded rod 52.
On leaving the dyeing boiler, the spool is slid on the support 49 as indicated in the upper part of FIG. 7, the rear end of the tube pressing exactly against the centering member 50 to establish a seal. hermetic with this organ, the latter being made of elastic material, if desired. The forward end of the spool tube 15 is now closed by a centering cap 53 'through which the threaded rod 52 protrudes, and the spool is clamped in position with a nut 54 engaging it. the end of the rod.
Preferably, drip trays 55 are provided extending between the superimposed horizontal rows.
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of coils. If desired, these trays can be connected to suitable drain pipes, not shown.
When the coils have been mounted on the supports 49, the fan is turned on. The pressurized air descends through the pipes 46 and escapes through the perforations of the supports 49. At the start of the operation, the pressure is sufficient to force the air through the mass of wet material Y covering the coil, but As water is forced out of the wetted material, the pressure required to force air through that material decreases and, for this reason, the fan 42 is set so that as the resistance decreases the volume d air increases.
This results in rapid drying of the material without the risk of excessive pressure being applied to this material after it has become partially or completely dry,
When the material on the spool has been thoroughly dried, it can be removed directly from that spool for transfer to the next machine or apparatus used to make the yarn. As the wick was initially laid on the spool under constant tension but not twisting, and since it has been dyed and dried undisturbed, it leaves the spool with its substantially parallel fibers not twisted and with a marked degree of stiffness which contributes to prevent entanglement or the formation of knots in subsequent operations. quents.
The present method does not necessarily depend on the application of the particular apparatus described since the desired results can be obtained using equivalent devices. -In addition, some of the phases of the described process can be deleted, applied in a different order or replaced by other equivalent phases without departing from the scope of the invention.