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"PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DES FILS COMPOSES
DE FIBRES EN MECHE A L'AIDE DE FILAMENTS CONTINUS" -.
Cette invention concerne la fabrication de fils, .analogues aux fils composés de fibres en mèche et obtenus par les opérations usuelles de la filature en partant de filaments "continus", c'est-à-dire de filaments qui pos- sèdent une longueur considérable en comparaison avec la longueur de fibre qu'on désire obtenir dans le fil qu'il s'agit de fabriquer ou en comparaison avec les fibres na- turelles courtes telles que le coton ou la laine, par exem- ple, l'objet de l'invention étant de fabriquer un fil de fibres en mèche dans lequel les caractéristiques physiques des filaments primitifs sont en grande partie conservées, ainsi que d'effectuer la production d'une manière simple, rapide et peu coûteuse.
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Conformément à 11 inveiii-i*o-,-n-,', i,e-, transfo rnia tion de filaments continus directement en fil contenant des fibres en mèches s'obtient en faisant passer un faisceau de fila- ments continus entre 'deux surfaces dont l'une est une surfac coupante, se déplaçant dans le même sens général que le faisceau, mais à une vitesse différente de celui-ci. et l'aut est une surface non coupante fixe ou se déplaçant, sensible- ment à la même vitesse et dans le même sens général que la surface coupante, ces surfaces exerçant ensemble, sur le fai ceau, une pression, sensiblement en un point de sa longueur de façon à couper les filaments du faisceau et donner ainsi un fil contenant des fibres en mèche.
En raison du mouvement relatif entre les fi laments et la surface coupante, il est facile de couper les filamen en n'exerçant sur eux qu'une légère pression à la surface de coupe. Le faisceau n'est par conséquent soumis qu'à une lé- gère action de serrage et il en résulte que les filaments dont il est composé ne sont soumis qu'à une tension relative ment faible.
On voit donc que le procédé de la présente inven- tion ne repose ni sur l'étirage de fibres se présentantna- turellement ou de fibres préparées par découpage ou une opération analogue, ni, d'autre part, sur le feitde ou- mettre des filaments "continus" à une opération d'étirage dans le but de les étirer jusqu'au point de rupture.
Après la coupe d'un filament particulier, une longueur de ce filament passe à l'état non coupé en regard de la surfa e de coupe pendant que s'effectue la cour-; d'au tres filame ts, la coupe étant ainsi transférée de l'un à l'autre des filaments du faisceau jusqu'à ce que le fila- ment particulier envisagé soit de nouveau coupé, et ainsi de suite. Comme les points de coupe sont distribués parmi
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les filaments, les filaments coupés sont transformés en fibres possédant une longueur moyenne qui dépend de la fré- quence avec laquelle s'effectua 1coupe dos filaments.
On peut régler cette fréquence, et par conséquent la longueur moyenne des fibres, en réglant divers facteurs, par exemple en faisant en sorte que le faisceau possède un degré pré- déterminé de torsion, comme il ressortira de ce qui suit.
Le mouvement de la surface coupante dans le même sens que les filaments favorise l'entraînement des filaments coupés du faisceau jusque .et au délà du point où le faisceau se trouve serré entre la dite surface et le dispositif pres- seur, de sorte que la continuité de la matière se trouve maintenue en dépit de la conversion en fibres des fila- ments de la dite matière. Le pressage des filaments contre la surface exerçant laction de coupe peut avantageusement être effectué à l'aide d'un rouleau ou organe analogue se mouvant aussi dans la même direction que les filaments, de façon à faciliter l'avancement continu des filaments.
Le dispositif coupant et le dispositif presseur peuvent être l'un et l'autre avantageusement constitués par un rouleau et,, dans un but de commodité, on appellera ci-après ces dispositifs "rouleau coupant" ou "rouleau presseur", suivant le cas, étant bien entendu toutefois que l'invention n'estpas limitée à l'application d'un rouleau pour l'un ou l'autre de ces dispositifs.
Le rouleau presseur tourne sensiblement à la même vi- tesse et dans le même sens général que le rouleau coupant.
Par exemple, ces rouleaux peuvent être tous deux actionnés po- sitivement à toute vitesse désirée qui, par rapport à la
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vitesse à laquelle les filaments passent entre ces rouleaux, assure le glissement nécessaire pour favoriser la coupe des filaments. Il est toutefois commode d'actionner le rouleau presseur par son contact avec le rouleau coupant rotatif, auquel cas sa vitesse est influencée par celle du rouleau commandé, et,dans certains cas, -jusqu'à un certain point, par la vitesse de passage des filaments.
On peut aussi effectuer la coupe des filament par l'inverse de la disposition qui vient d'être décrire, c'est-à-dire en se servant d'un rouleau coupant actionné par son contact avec un rouleau commandé positivement qui n'a pas nécessairement une action de coupe, Dans ce cas, le rouleau coupant presse lui-même sur les filaments. On peut aussi faire en sorte que les deux rouleaux aient chacun une action de coupe, des constructions convenables d'une disposition de ce genre étant décrites plus loin. De plus, on peut prévoir plusieurs points de pressage au lieu d'un seul à chaque dispositif coupant, par exemple en disposant deux rouleaux tels que deux rouleaux presseurs en contact avec un seul rouleau tel qu'un rouleau coupant, les fila- ments parcourant l'arc du rouleau coupant qui s'étend de l'un à l'autre des deux points de pressage.
De même, deux rouleaux coupants peuvent travailler au contact, d'un rou- leau unique qui peut, ou non, être disposé de façon à exer- cer une action de coupe.
Comme la continuité de la matière considérée dans son ensemble doit toujours subsister pendant la coupe des filaments, il faut éviter que le ou les rouleaux ayant
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l'action de coupe effectuent, sous la pression appliquée, le sectionnement de plus d'un filament ou d'un numbre relative- ment petit de filaments du faisceau en un point quelconque de sa longueur. Il faut par conséquent que l'action de coupe du ou des rouleaux soit limitée dans les conditions de pres- sion qui interviennent.
Une construction convenable de rouleau ayant l'action de coupe désirée, est un rouleau fait d'acier ou d' une autre matière dure convenable et muni de cannelures qui sont généralement transversales à la direction du mou. vement des filaments, ces cannelures étant munies de bords vifs sur lesquels les filaments sont tirés pendant qu'ils glissent entreles rouleaux. Par exemple, le rouleau peut présenter des rainures de forme semi-circulaire, rectangu- laire, triangulaire ou d'une autre forme appropriée en section transversale et constituant avec la surface du ce,ou- leau un bord vif contre lequel les filaments sont pressés.
Bien que les cannelures puissent être disposées parallèle- ment à l'axe du rouleau, il est avantageux qu'elles.soient disposées hélicoïdalement. De préférence les rainures sont prévues à de faibles intervalles autour de la périphérie du rouleau. On peut faire travailler conjointement deux rouleaux ayant chacun une action de coupe, par exemple un rouleau muni de cannelures para-llèles à son axe et travail- lant avec un rouleau cannelé hélicoïdalement, ou deux rou- leaux à cannelures hélicoïdales dont les cannelures se croisent ou font un angle à leurs points de contact.
On peut aussi se servir, pour couper les fila- ments, d'un rouleau ayant le caractère-d'un abrasif, par
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exemple d'un rouleau ou douille fait ou garni d'émeri, de carbure de silicium ou d'un abrasif analogue dont la structure peut varier d'un grain fin à un grain assez gros.
Les bords des grains de l'abrasif des rouleaux entrent en prise avec les filaments sous la pression appliquée, ce qui coupe les filaments de la mèche en succession. On peut se servir de rouleaux de ce genre à la façon d'organes con- mandés conjointement avec un organe presseur non coupant ou à la façon d'organes non commandés, ou faire travailler con jointement deux rouleaux en abrasif. De même , on peut fair travailler un rouleau en abrasif avec un rouleau cannelé, comme on l'a dit précédemment. La surface coupante mobile peut aussi être établie sous forme d'une bande usante sais fin, convenablement supportée pour permettre au faisceau d'être pressé contrai elle.
Lorsqu'on effectue la coupe à l'aide d'un rouleau presseur non coupant travaillant conjointement avec une surface coupante telle que les rouleaux cannelés cu abra- sif-s ou la bande en abrasif précédemment décrite, le rou- leau presseur peut être fait d'une matière non élastique et être d'une nature rigide, ou bien il peut être de cons- truction élastique, quoique de préférence munie d'unrevê- tement superficiel de quelque matière plus dure. Ainsi, le rouleau presseur peut comprendre un noyau en caoutchouc spongieux ou autre caoutchouc mou supportant une douille métallique, le caoutchouc constituant un montage élasi- que pour cette douille.
Dans ce cas, il est toutefois pré- férable que la douille soit suffisamment mince, par exemple de 0,5 mm, 0,25 mm ou même moins, pour être par elle-même
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flexible. Une telle douille assure une longue durée du rouleau presseur. Un tube d'acier poli de l'épaisseur men- tionnée convient particulièrement en vue de son emploi avec le noyau élastique.
On peut faire en sorte qu'un des rouleaux exerce la pression désirée sur l'autre rouleau en chargeant ce rou- leau positivement, par exemple par un ressort, un poids ou un levier, mais il est commode de se servir d'un rouleau à chargement automatique de poids approprié, étant donné qu'une faible pression suffit pour réaliser l'action de coupe sur les filamonts. On peut avantageusement montas un tel rouleau de façon qu'il repose par son poids propre sur l'autre rouleau et qu'il tourne librement par son con- tact avec cet autre rouleau . Des rouleaux ri- gides peuvent être évidés et ainsi allégés de façon qu'ils exercent automatiquement la faible pression désirée.
Au lieu que la pression soit appliquée à l'aide d'une surface mobile comme celle qu'on obtient à l'aide
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d'un f'OIl]:::1I pr"'EH1f:IIH' e,o t qt 1 f, pli ):1'1\*1, sa ;j:t'V1:\.' 0 Pt, t, 1:1:1:'.;-; fet d'une surface fixe, par exemple d'une pièce fixe repo- sant cuntre la surface coupante et convenablement chargée par son propre poids ou de quelque autre manière.
Le réglage de la vitesse à laquelle on fait pas- ser les filaments au contact de la surface coupante est de préférence effectuée par un autre dispositif à rouleaux, par exemple, par une paire de rouleaux, agencé pour serrer fermement les filaments et pouvant tourner à une vitesse
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qui excède la vitesse périphérique du ou des rouleaux cou- pants d'une valeur telle qu'on obtient le glissement dé- siré à la sortie du ou des rouleaux coupants. De préféren- ce, on prévoit un serrage sensiblement dépourvu de glisse- ment entre les rouleaux de serrage, afin que ces rouleaux déterminent la vitesse d'avancement des filaments à tra- vers l'appareil.
Le faisceau de.filaments peut ainsi passer entre les éléments d'une paire de rouleaux constituant un dispo- sitif coupant à une vitesse qui, en dépit dé la vitesse différente à laquelle on fait marcher le dispositif cou- pant, est sensiblement égale à la vitesse périphérique d'un paire de rouleaux de serrage entre lesquels ils passent ensuite après que les filaments du faisceau ont été sec- tionnés par le dispositif coupant.
Les rouleaux de serrage peuvent être faits de tout matière convenable. Par exemple, ils .peuvent être faits ou garnis d'une matière élastique telle que le caoutchouc, le cuir ou le liège; ou bien on peut faire travailler un ou plusieurs rouleaux de ce genre contre un rouleau lisse
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ou ittulil da cunrltlllu'ot! krsliea5:41;r uu !J.utl":, i'f cix r:. k1 un rouleau fait de métal, de résines synthétiques, d'acé- tate de cellulose ou d'une matière dure analogue. De même, on peut se servir de rouleaux présentant des rainures en- grenantes comme décrit dans le brevet français ? 763.514 précité. Dans tous les cas, il ne faut pas que la nature du serrage exercé par ces rouleaux soit telle qu'elle risque de détériorer les filaments.
Comme il est suffisant qu'une
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pression relativement légère soit exercés sur le faisceau au dispositif coupant, la tension qui s'exerce dans le fais- ceau est faible par rapport à la grosseur du faisceau.et surtout en comparaison avec la tension qui est nécessaire pour soumettre un faisceau de même grosseur à une charge
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Litt 1-LLPLUI-tC. De pit-m, Lu 1':j11Jl.a Loutilun qu'il durrlt d'ax"' ercer dans le faisceau permet de communiquer un serrage adéquat à l'endroit des rouleaux de serrage sans charger exagérément les rouleaux. Il est préférable d'éviter toute action de coupe sur les filaments par les rouleaux de ser- rage.
Une disposition convenable de rouleaux de serrage comprend un rouleau présentant des cannelures parallèles à son axe propre et dont les bords ne sont pas pas assez vifs pour couper les filaments et un autre rouleau fait d'une matière relativement molle telle qu'un caoutchouc de dure- té moyenne qui presse fermement les filaments contre le rouleau cannelé.
Quoique les rouleaux de serrage puissent être tous deux actionnés positivement, il est commode de n'en actionner qu'un , par exemple le rouleau cannelé, et de presser l'autre contre le premier avec le degré de pres- sion désiré pour exercer une action de serrage ferme sur les filaments..Cette pression peut être exercée, soit par le poids du rouleau presseur, soit à l'aide d'organes tels que des ressorts, poids ou leviers, Si on le désire, on ' peut, pour serrer les filaments, se servir de plus de deux rouleaux, par exemple de deux rouleaux presseurs conjointe-
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ment avec un seul rouleau cannelé.
Il convient que la distance¯qui sépare le dispo- sitif coupant du dispositif de serrage soit telle que le produit contenant les filaments sectionnés soit reçue et commandée par le dispositif de serrage aussitôt après le sectionnement, le dispositif de serrage agissant alor@ de façon à entraîner la mèche vers et jusqu'à un dispositif collecteur. Les rouleaux de serrage pourraient toutefois précéder les rouleaux coupants, auquel cas leur vitesse serait inférieure à celle des rouleaux coupants, afin d'as- surer la différence de vitesse nécessaire entre le faisceau de filaments et les rouleaux coupants.
Le produit peut être recueilli de toute manière convenable. Ainsi, on peut le transférer à un dispositif de moulinage qui lui communique une certaine torsion en même temps qu'il l'enroule sous forme d'une bobine ou au- tre masse désirée..11 est bien entendu toutefois que la torsion que le faisceau de filaments était susceptible de posséder primitivement n'est pas sensiblement supprimée par l'opération de coupe des filaments, de sorte qu'elle subsiste dans le produit amené au dispositif collecteur.
La torsion supplémentaire susceptible d'être communiquée au produit lorsqu'-on le recueille, par exemple en le bobi- nant à l'aide d'un dispositif à filer à cloche ou à anneau, s'ajoute au reste de cette torsion initiale.
Les filaments sont entraînas par le dispositif de serrage (le telle sorte qu'ils traversent le dispositif coupant à une vitesse suffisante pour assurer l'action de
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glissement désirée au dispositif coupant. Cette vitesse peat varier considérablement , par exemple de 1 1/2 fois celle du rouleau coupant à 2, 3, 4,5, 6 fois celle du dit rouleau ou davantage, le rapport de vitesse réel dépendant toutefois, jusqu'à un certain point, d'autres facteurs qui interviennent dans l'opération.
Les dispositifs de coupe et de serrage peuvent être placés de façon que le fil décrive un chemin horizon- tal ou légèrement incliné de l'un à l'autre, ou qu'il dé- crive un chemin fortement incliné ou vertical, cette der- nière disposition présentant des avantages en ce qui con- cerne la commodité du travail.
On peut faire passer les filaments en succession à travers deux ou plus de deux dispositifs coupants. Ces dispositifs peuvent être tous de même construction, quoi- qu'il puisse être nécessaire de régler la pression et le glissement dans une certaine mesure. C'est ainsi que le second dispositif aura de préférence une vitesse supérieure à celle du premier, et ainsi de suite.'
Comme le dispositif de serrage travaille d'une manière sensiblement exempte de glissement, le faisceau de filaments peut être converti en un produit fibreux à une vitesse sensiblement égale à la vitesse périphérique des rouleaux.
En même temps, bien qu'une pression soit exercée sur les filaments au dispositif coupant, les filaments peu- vent. glisser sur la surface coupante à une vitesse qui peut être sensiblement la même que celle à laquelle le produit est fourni par le dispositif de serrage. En d'autres ter-
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mes, il n'est pas nécessaire qu'il se produise, pendant l'opération, plus qu'un très faible allongement du fais- ceau, à supposer même que le faisceau s'allonge, puisque laconversion des filaments en fibres s'effectue en grande partie par une coupe et n'est pas subordonnée à un allonge- ment des filaments jusqu'au point de rupture.
Toutefois, pourvu que les propriétés physiques des filaments soient sensiblement conservées dans les fibres produites, il est sans importance qu'un certain degré de réduction s'effectue ou non, dans la grosseur du faisceau pendant son passage du dispositif coupant au dispositif de serrage.
La conversion peut avoir lieu entre les limites d'une grande échelle de vitesses, le produit fibreux pou- vant, par exemple, être constitué à une vitesse variant de l'ordre d'un ou quelques mètres par minuteà 50, 75, 100, 150 mètres par minute, ou davantage. L'invention effectue par conséquent la fabrication d'un fil fibreux directement à l'aide de filaments continus d'une manière très simple, rapide et peu coûteuse.
Les filaments fournis à l'appareil proviennent d'une ou plusieurs bobines ou autres dispositifs d'alimen- tation, le denier total des filaments conduits ensemble sous forme d'un faisceau à travers ltappareil pour= y être traités simultanément correspondant au denier ou numéro du produit fibreux qu'ou désire obtenir. C'est ainsi que le denier peut être inférieur à 100 pour la fabrication de fils de fibres en mèche très fins, ou qu'il peut être du denier 100, 150, 200, 300, 1000, 2000 ou davantage , pour la fabrication de fils plus gros.
Si on le désire, on peut
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réunir pour les traiter simultanément deux ou plus de deux faisceaux de filaments constituant le dénie,):' total désiré,
Ainsi qu'on l'a dit précédemment, la grosseur du faisceau peut rester sensiblement ininfluencée par l'opé- ration de coupe. De même, le denier des filaments indivi- duels peut varier selon les caractéristiques désirées pour le produit fibreux. On peut traiter simultanément des fi- laments de différents deniers, de façon que le produit con- tienne des fibres de différents deniers.
Les filaments peuvent être sous forme d'un fais- ceau ne possédant qu'une faible ou aucune torsion ou possé- dant un faible degré de torsion (par exemple jusqu'à 0,8, 1,2 ou 1,6tour par centimètre). Si on le désire, les fi- laments peuvent provenir d'un dispositif de torsion qui élève leur degré de torsion à celui désiré pour l'opération.
Des dispositifs sont prévus pour amener les fi- laments au dispositif coupant et, si on le désire, on peut se servir de ces dispositifs ou de dispositifs distincts pour les déplacer dans la direction longitudinale des dis- positifs coupants et (ou) des dispositifs de serrage, de façon à distribuer l'usure susceptible de se produire. Lorsque les filaments sont amenés au-dessous d'un rouleau chargé par son propre poids, il importe qu'ils soient guidés de telle manière que la tension qu'ils possèdent n'ait pas tendance à soulever le rouleau.
Le fil contenant des sections de fibres peut être recueilli sous forme d'une bobine ou masse de fil de tout type désiré, par exemple sous forme d'une bobine ou canette permettant au fil d'être employé immédiatement pour
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le tissage, le tricotage ou d'autres opérations de fabr ca-
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tivn do tiofiua. put' (')temple, le fil peu4 6tro<:&n<mit. <i. rectement à une broche à filer à anneau ou à une broche fi ler à cloche, selon le degré de torsion et la forme de be- bine désirée, telle qu'une canette ou masse de fil analogue, lorsqu'on se sert d'une broche à filer à anneau, ou une bobine d'ourdissage ou de tricotage, à l'aide d'un dispositi: à filer à cloche.
Il convient que l'enroulement du fil soit effectué de telle sorte qu'il facilite le déroulement'subséquent, sur tout dans le cas de bobines destinées à être déroulées axia- lement par la pointe et lorsque le fil est fin. Ainsi, si le fil est enroulé sur une bobine à rebords à l'aide d'in dispositif à filer à cloche, il convient que le rebord su- périeur de la bobine se raccorde par une courbe graduelle au corps de la bobine. De plus, un mouvement transversal as- sez rapide diminue la tendance au coincement qui résulte quelquefois d'un déplacement très lent produisant un enrou- lement sensiblement parallèle.
Il peut être recommandable, surtout lorsqu'on travaille à une vitesse élevée et (ou) lorsque le fil e::t recueilli par des dispositifs de moulinage qui communi- quant une torsion relativement élevée au produit, de lubri- fier le fil. On peut par exemple effectuer cette lubrifica- tion en faisant passer le fil sur une mèche, un rouleau ou un autre dispositif distributeur de lubrifiant , entre les rouleaux de serrage et le dispositif collecteur, ou en pro- jetant le lubrifiant sur le fil.
Suivant l'invention, on peut convertir en un fil
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fibreux différentes sortes de filaments continus, par exem- ple des filaments d'acétate de cellulose ou d'autres déri- vés cellulosiques, des filaments de soie naturelle et des filaments de cellulose reconstituée, par exemple de viscose, de cuprammonium et de nitrocellulose. Ces filaments peuvent être de deniers divers, par exemple du denier 4, 5 ou au-des- sus, ce denier pouvant descendre à un denier ou au-dessous, surtout dans le cas de filaments ayant subi un étirage élevé.
Des filaments creux peuvent aussi être soumis au traite- ment suivant l'invention. Le faisceau qui doit être converti en fils peut d'ailleurs contenir des filaments, de différents deniers et (ou) de différentes caractéristiques de couleur ou autres (par exemple des filaments creux avec des filaments pleins).
Quoique le fil fibreux puisse être fabriqué à l'aide d'un seul faisceau ou fil de filaments continus de denier approprié, on peut soumettre simultanément deux ou plus de deux faisceaux ou fils de filaments semblables ou dissemblables au traitement de coupe et les assembler, au fur et à mesure de la coupe, en un fil unique. De même, deux ou plus de deux fils fibreux suivant l'invention, qu'ils soient faits de matières semblables ou de matières dissemblables, peuvent être assemblés par une opération séparée de la coupe.
On peut soumettre des filaments artificiels nor- maux à l'opération ou, si on le désire, se servir de fila- ments délustrés ou de lustre atténué. Ainsi, par exemple, on peut se servir de filaments d'acétate de cellulose ou d'autres dérivés cellulosiques ayant subi un traitement
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de délustrage, par exemple à l'aide de liqueurs aq@@uses chaudes ou bouillantes ou de liqueurs contenant des thiocyanu- res ou des solvants réels ou latents ; ou bien on peut se servir de filaments d'acétate de cellulose, viscose ou au- tres matières artificielles contenant divers pourcentages de 'pigments et appliquées seules ou mélangées avec des fi- laments normaux.
De même, on peut convertir simultanément en un fil fibreux, différentes sortes de filaments, par exemple des filaments de soie naturelle, avec des filaments d'acétate de cellulose ou de viscose ; des filaments d'a- cétate de cellulose avec des filaments de viscose ou d'au- tres filaments cellulosiques, ce qui permet d'obtenir dans le produit final des effets différentiels ou des effet.-: de
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coloratic.n en double teinte, ainsi que et'auLr.:3 <:i'i'e':; e-- sultant de la différence des matières. Pour le même objet, on peut doubler des fils fibreux suivant l'invention, con- tenant un type de fibre ou un mélange de fibres avec d'au- tres fils fibreux , y compris des fils faits de fibres natu- relles, telles que le coton ou la laine.
On peut doubler un fil supplémentaire avec les filament: Sortant du dispositif coupant. Ainsi, un fil de filaments continus dont le denier est faible en comparai- son avec celui du ou des faisceaux à couper, peut être ame- né aux rouleaux de serrage, de façon à se rendre au dispo- sitif de torsion conjointement avec les-filaments coupés.
Un fil de ce genre se trouve ainsi doublé et incorporé au fil fibreux final et, si ce fil contraste avec les fila- ments coupés, par exemple en ce qui concerne la matière , la couleur ou le lustre, il peut donner naissance à des effets
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supplémentaires dans et par le fil fibreux.
De même, les fils fibreux obtenus suivant l'inven- tion peuvent être employés à l'état de mélange avec d'autres types de fils naturels ou artificiels , ce qui s'obtient par exemple en les vanisant avec des fils de filaments con- tinus ou des fils de coton ou de laine dans la fabrication des articles tricotés. En outre, on peut employer conjoin- tement des fils fibreux fabriqués suivant l'invention mais possédant des caractéristiques différentes. Par exemple, on peut vanisèr un fil fabriqué à l'aide de filaments brillants avec un fil fabriqué à l'aide de filaments ternes ou délus- trés .
L'invention permet aussi do combiner dans un môme fil les caractéristiques de deux ou plus de deux matières.
C'est ainsi que, avec des filaments d'acétate de cellulose appliqués comme matière première, on peut fabriquer un fil ayant l'aspect, par', exemple, de la laine OUde la soie filée, mais possédant à d'autres points de vue les propriétés . caractéristiques de la soie artificielle d' acétate de cellu- lose. De plus, la gamme des matières utilisables pour un grand nombre de places d'opérations de tissage, tricotage et autres opérations textiles se trouve ainsi grandement étendue.
Les conditions de l'opération de coupe peuvent être réglées selon la nature, l'état et le denier des filaments.
Par exemple, des filaments d'acétate de cellulose qui vien- nent 'd'être filés par le procédé à sec peuvent exiger un réglage de la pression qui s'exerce au dispositif coupant en comparaison avec des filaments ayant subi un certain degré
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de vieillissage, ceci étant peut être dû à la présence, dan les filaments frais, d'une trace de solvant résiduel qui influence l'action du dispositif coupant sur ces filaments.
Pour la même raison, il peut être désirable de régler dans une certaine mesure le séchage des filaments d'acétate de cellulose ou autres dérivés cellulosiques dans le procédé d'extrudage à sec ou autre procédé par lequel ces filaments sont fabriqués, de façon à amener les filaments à l'état qui convient pour leur conversion en fibres. Les filaments peuvent aussi être conditionnés spécialement' avant l'opé- ration.
La longueur moyenne des sections de filament a une grande influence sur l'aspect et d'autres qualités du produit. On peut régler cette longueur en réglant convena- blement l'appareil et ses conditions de travail ainsi que par le choix des filaments à traiter. Ainsi, en général, on obtient une longueur moyenne de fibre plus grande en faisant travailler l'appareil à une vitesse plus grande.
Une torsion plus grande du faisceau de filaments tend à di- minuer la longueur moyenne des sections. De même, l'appli- cation d'une pression plus grande au dispositif coupant (cette pression dépend aussi de la grosseur du faisceau de filaments à traiter) diminue la longueur moyenne des sec- tions, et il en est de même d'un accroissement durapport entre la vitesse des dispositifs de serrage et de coupe.
Les filaments relativement fins sont usuellement plus fa- ciles à couper et l'accroissement de la fréquence de coupe a pour effet de diminuer la longueur moyenne des sect@@@s.
Comme indiqué précédemment, il est nécessaire
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d'appliquer au dispositif coupant une pression d'autant plus grande que la grosseur du faisceau est plus grande.
Les filaments relativement fins exigent toutefois moins de pression que les gros filaments, De même, il faut exercer une pression plus grande lorsqu'on diminue le rapport en- tre les vitesses des dispositifs de serrage et de coupe.
En ce qui concerne l'effet de la distance entre les dispositifs de coupe et de serrage sur la longueur des sections, il y a lieu de noter qu'il n'existe tout ou plus qu'un faible pourcentage des fibres du fil fibreux dont la longueur est inférieure à cette distance.
En soumettant la matière à l'action de plusieurs dispositifs coupants au lieu d'un seul, on diminue la lon- gueur moyenne des sections. Ainsi , un fil fibreux résultant d'un seul passage à travers un appareil tel que celui pré- cédemnent décrit peut de nouveau être conduit à travers le même ou un autre appareil, la torsion de la matière étant . convenablement réglée pour lui permettre de résister à un nouveau traitement de coupe.
Il est par conséquent hien entendu que l'expression "fil contenant des fibres en mêche" emplo ée dans la présente description pour désigner le pro- duit en lequel les filaments continus sont convertis ne veut pas dire nécessairement que le produit est immédia- tement à l'état qui convient pour l'usage auquel il est finalement destiné ; est clair que le produit peut être soumis à n'importe quel traitement supplémentaire avant son utilisation finale, par exemple à un nouveau traitement de coupe comme il vient d'être mentionné.
De même, on. pout appliquer une tension supplémen-
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taire par une opération distincte. Toutefois, pour un grand nombre d'usages, une torsion adéquate peut être incorporée au produit à titredu stade final de l'opération par laquelle les filaments sont convertis en un produit fibreux. On peut par exemple ajouter une torsion de 1,2 tour par centimètre, à l'aide d'un dispositif à filer à cloche, pour obtenir un fil convenant particulièrement en vue de son emploi dans des métiers à tricoter. En fait , quoiqu'une torsion de ce genre soit très faible dans le cas d'une matière composée de fibres en mèches, la résistance du fil est considérable, ceci étant probablement dû au mélange de fibres relativement longues avec des fibres relativement courtes.
Comme le fil fibreux est obtenu par une opération de coupe sur des filaments continus dont la caractéristique physique reste autrement en substance inchangée, le fil possède sur toute sa longueur sensiblement le même poids par unité de longueur que celui que possédait la mèche de filaments non coupés abstraction faite, bien entendu, de l'étirage qui pourrait être mis à même de se produire dans le faisceau pendant l'opération de coupe. Le produit peut par conséquent posséder une régularité qui n'avait jamais pu être obtenue jusqu'à ce jour, surtout lorsqu'il provient d'un faisceau de filaments artificiels dont le de- nier est maintenu très régulier sous l'influence de la pompe d'extrudage employée pour sa fabrication.
Par conséquent, le produit présente un avantage considérable sur le fil fabriqué par les opérations usuel- les de la filature (telles que le cardage et l'étirage) sur des fibres préalablement formées. Les fils ordinaires
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de ce genre varient d'épaisseur en divers points de leur longueur, certaines parties'contenant moins de fibres dans leur section transversaleque d'autres et des boutons ou fortes surépaisseurs se présentant à des intervalles de 0,5 , 1 ou 3 mètres.
De même, des parties minces apparais- sent par intervalles, la fréquence des dites surépaisseurs et des parties minces variant avec différentes classes de fil; Le fait que les procédés ordinaires de fabrication de fils fibreux par la filature de fibres préalablement formées sont impropres à disposer les fibres en quantité constante sur toute la longueur du fil final est particu- lièrement mis en évidence par l'examen attentif de tissus tis- sés ou tricotés à l'aide de fils fibreux fins fabriqués par ces procédés. D'autre part, on peut, à l'aide de fils fabriqués suivant l'invention fabriquer des tissus dont le caractére est remarquablement régulier et l'aspect parti- culièrement satisfaisant en raison de l'absence de boutons ou raies préjudiciables.
A titre d'indication du progrès réalisé dans la fabrication des fils fibreux par le présent procédé, on mentionnera que, dans le cas de fils fibreux ordinaires, les boutons ont un diamètre qui excède de 50 % , 100 % ou même davantage le diamètre que possède le fil près des bou- tons, et que ce changement de diamètre est très visible dans les tissus dans lesquels ces fils sont employés, sur- tout lorsque les dits tissus sont d'un. caractère fin et
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lisse, De même , les ,fil± . peuvent présenter des parties C'id,v.eo amincies dont le diamètre peut s'abaisser à 70 f ou même 50 % de celui des parties adjacentes du fil.
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Le procédé et l'appareil suivant l'invention per- mettent, au contraire, de fabriquer des fils dont la variat de diamètre est peu visible, le nombre de fibres que compor te le fil en tous les points de sa longueur étnt égal au nombre de filaments que comporte le faisceau à l'aide àuque le fil est fabriqué, abstraction faite du faible déplacemen qui est susceptible de se produire entre les fibres ou les bouts libres des fibres. Les endroits légèrement amincie et légèrement épaissis qui en résultent ne s'écartent en dis /que -Le métrer des parties normales adjacenteset ne se présentent, qu
20 % au plus du rarement sur la longueur du fil.
En fait, il. est facile diamè@re de produire des fils dont l'écart avec le diamètre normal est encore plus petit, soit moindre que 15% et même 10 %, c'est-à-dire des fils dont les variations de grosseur sont si faibles qu'ils peuvent être considérés comme absolument réguliers pour la plupart des applications de la pratique.
Cette régularité, qui s'ajoute au maintien sensiblement to- tal de la ténacité et du pouvoir d'allongement des filaments primitifs, constitue une caractéristique et une propriété particulièrement remarquables et avantageuses des présents fils.
On décrira maintenant à titre d'exemple la mise en pratique de l'invention en se référant aux dessins sché- matiques annexés, dans'lesquels:
Fig. 1 représente deux paires de rouleaux de cou- pe et de serrage disposées sensiblement horizontalement l'un' par rapport à l'autre.
Fig. 2 représente deux paires de rouleaux de cou- pe et de serrage disposées sensiblement verticalement l'une
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au-dessus de l'autre.
Fig. 3 représente une construction modifiée éga- lement basée sur l'application d'une disposition verticale des paires de rouleaux.
Fig. 4 est une vue de détail de la paire de rou- leaux de coupe.
Fig. 5 représente un dispositif coupant modifié.
Fig. 6,7 et 8 montrent des appareils dans les- quels une partie du dispositif coupant est constituée par une bande mobile.
Dans la Fig. 1, un faisceau de filaments 10 de denier convenable est conduit entre les éléments d'une paire de rouleaux 11 , 12 , puis entre les éléments d'une autre paire de rouleaux 13 , 14,. Le rouleau 14 .est muni de cannelures lisses et le rouleau 13 est garni de caoutchouc ou d'une matière analogue et convenablement chargé de façon que les deux rouleaux serrent fermement le faisceau. Le rouleau 12 est muni d'une surface coupante, par exemple en raison du fait qu'il est muni de cannelures à bords vifs ou qu'il est fait ou garni d'un abrasif tel que l'émeri ou le carbure de silicium. Le rouleau 11 presse légèrement le faisceau 10 contre la périphérie du rouleau 12.
Le rouleau 14 est actionné à une vitesse supé- rieure à celle du rouleau 12, de sorte que, en raison du serrage ferme créé entre les rouleaux 13, 14, le faisceau
10 est contraint à glisser sur la périphérie du rouleau coupant 12. En raison de la pression exercée entre les rou- leaux 11 et 12 et du glissement permis par ces rouleaux, les filaments du faisceau tiré entre les rouleaux se trou-
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vent sectionnés à des intervalles fréquents, de sorte que, après leur sortie des rouleaux 11, 12 , le produit contient des sections discontinues de fibres. Les rouleaux 11 , 13 constituant le dispositif coupant peuvent tourner unique- ment en raison de leur contact avec les rouleaux commandés 12 , 14 , mais il est bien entendu qu'une inversion de la disposition des rouleaux est possible.
Par exemple, le rouleau coupant 12 peut reposer sur le rouleau non coupant 11 et être entraîné par son contact avec ce dernier. Le même, les rouleaux 11, 12 peuvent l'un et l'autre effec- tuer une action de coupe.
Dans la Fig. 2, le faisceau de filaments 1C dé-
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roulé d'une bobine d'aliaientatiun 15 est coi,du!L & LU.,: pai- re de rouleaux 11, 12 , de la même façon que celle @ c@ite au sujet de Fig. 1. Des rouleaux de serrage 13, 14 sont disposés au-dessous du rouleau 12 de façon que le faisceau 10 passe sur une partie de la périphérie du rculeau 12 et descende verticalement jusqu'à la gorge ou entrée des rou- leaux 13, 14. Le rouleau 13 est porté par un bras 18 pivo- tant en 19 et est poussé contre le rouleau 14 par une cor- de 20 qui est assujettie au bras 18 et porte un contrepoids 21 suffisant pour assurer l'action de serrage --de préfé- rence dépourvue de glissement -- des rouleaux 13, 14.
La disposition de Fig. 2 assure ainsi l'applica- tion de tout degré de pression désiré entre les deux reu- leaux de serrage tout en permettant l'application d'un de- gré de pression indépendant entre les rouleaux 11, 12. Air.- si, le rouleau 11 peut être du type à chargement automati- que, comme représenté dans la Fig.
4, ce rouleau étant n,u-
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ni d'un axe 22 monté pour coulisser dans un coussinet à fen- te 23 de façon que le rouleau 11 repose par son poids pro- pre sur le rouleau 12,
Le rouleau 11 peut être rigide et formé de façon à posséder le poids désiré pour assurer la charge voulue, ou bien il peut consister en un noyau élastique 24 , par exemple fait de cauutchouc spongieux ou d'un autre caoutchouc mou, disposé dans une douille flexible 25, telle qu'un tron- çon de tube métallique mince, qui assure une surface dure quoique flexible par laquelle les filaments sont pressés contre la périphérie coupante du rouleau 12,
Dans la Fig.
3, le faisceau 10 est fourni par une bobine rotative 16, de façon qu'il reçoive une tor- sion supplémentaire avant d'être soumise à l'action du dispositif coupant. Chacun des rouleaux 11, 13 est dispo- sé de façon à faire pression contre les rouleaux corres- pondants 12, 14 sous l'action du dispositif à corde et contrepoids 20, 21 . A cet effet, les rouleaux 11, 13 sont montés sur une barre 26 pivotant en 27 sur le bras 18, le point 28 auquel la corde 20 est assujettie à la barre 26 étant de préférence réglable pour permettre aux rouleaux 11, 13 d'exercer les pressions voulues et d'assurer l'ac- tion de coupe d'une des paires de rouleaux et l'action de serrage de l'autre paire, respectivement.
Dans la Fig. 2, le fil contenant les sections de filament est recueilli comme représenté, par un dispositif à filer à cloche 29 qui travaille de façon à lui communi- quer tout degré désiré de torsion. Dans la Fig. 3 , le fil est recueilli par un dispositif à filer à anneau 30, Si on
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le désire, on peut lubrifier le fil avant de le tordre, par exemple en le faisant passer sur une mèche, un rouleau ou un autre dispositif alimenté de lubrifiant et disposé par exemple entre les rouleaux 13 , 14 et le guide-ballon 31 du dispositif de torsion. De même, on pourrait projeter un jet de lubrifiant sur le fil.
La distance entre les rouleaux 11, 12 et les rou- leaux de serrage 13, 14 est telle , que ces derniers reçei- vent le produit fibreux peu de temps après la coupe pour l'entraîner d'une façon continue vers le dispositif col- lecteur.
Dans la Fig . 5, le faisceau 10 est entraîné de façon à entrer en contact à glissement avec le rouleau de coupe 12 par des rouleaux de serrage 13, 14 et les fila- ments sont pressés contre le rouleau 12 par la surface d'une pièce fixe 32 qui est chargée d'un poids convenable et montée dans un coussinet à fente 33,de façon à repo- ser sur le rouleau 12. En raison de la pression exercée et du glissement du faisceau entre le rouleau 12 et la pièce 32, -le rouleau coupe les filaments du faisceau à des intervalles fréquents.
Dans la Fig. 6, la coupe des filaments est effec- tuée par une bande usante sans fin 34 qui est guidée par des rouleaux 35 et conduite sur un rouleau 36, l'un quel- conque des rouleaux ou tous, agissant de façon à entraîner la bande. A l'endroit du rouleau 36, le faisceau 10 est pressé contre la bande usante 34 par un rouleau presseur 11. La bande 34 est actionnée à une vitesse différente de celle à laquelle le faisceau 10 est entraîné par les rou-
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leaux 13, 14, de sorte que le faisceau glisse sur la surface de la bande. Les filaments pressés contre la bande par le rou- leau 11 sont sectionn4s à des intervalles fréquents.
Dans la Fig. 7, une bande usante 37 est supportée et entraînée par des rouleaux 38 de façon à constituer un parcours horizontal. Entre les rouleaux 38, le faisceau 10 est pressé de façon à entrer en contact avec la surface usan- te de la bande 37 par le rouleau 11, pendant que les rouleaux
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1.;, 14 pj'cwQu. zzt le !.':11:1:-\)'JJJI'. dos dits f"llaI11Qutu sa;, la bande, et, par conséquent, le sectionnement de ces filaments à des intervalles fréquents.
Dans la Fig. 8, une bande usante 39 est conduite au- dessus d'un support fixe 40 et entraînée par des rouleaux 41 à une vitesse différente de celle à laquelle le faisceau 10 est entraîné au-dessus de la bande et du support 40 par les rouleaux 13, 14. Un rouleau 11 presse le faisceau contre la bande 39 et le support 40 de façon que les filamonts du faisceau soient coupés à des intervalles fréquents.
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"IMPROVEMENTS IN THE MANUFACTURE OF COMPOSITE YARNS
FROM WICK FIBERS USING CONTINUOUS FILAMENTS "-.
This invention relates to the manufacture of yarns, analogous to yarns composed of roving fibers and obtained by the usual spinning operations, starting from "continuous" filaments, that is to say from filaments which have a considerable length. in comparison with the length of fiber which one wishes to obtain in the yarn to be produced or in comparison with short natural fibers such as cotton or wool, for example, the object of the invention being to manufacture a staple fiber yarn in which the physical characteristics of the original filaments are largely retained, as well as to carry out the production in a simple, rapid and inexpensive manner.
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In accordance with 11 inveiii-i * o -, - n-, ', i, e-, transformation of continuous filaments directly into yarn containing strand fibers is obtained by passing a bundle of continuous filaments between' two surfaces, one of which is a cutting surface, moving in the same general direction as the beam, but at a speed different from it. and the aut is a non-cutting surface fixed or moving, substantially at the same speed and in the same general direction as the cutting surface, these surfaces exerting together, on the weak point, a pressure, substantially at a point of its length so as to cut the filaments of the bundle and thus give a yarn containing wick fibers.
Due to the relative movement between the filaments and the cutting surface, it is easy to cut the filaments by exerting only slight pressure on them at the cutting surface. The bundle is therefore only subjected to a slight clamping action and the result is that the filaments of which it is composed are subjected only to a relatively low tension.
It can therefore be seen that the process of the present invention is based neither on the drawing of naturally occurring fibers or of fibers prepared by cutting or a similar operation, nor, on the other hand, on the drawing off of fibers. "continuous" filaments in a drawing operation for the purpose of stretching them to the point of failure.
After cutting a particular filament, a length of that filament passes to the uncut state facing the cutting surface while the cutting is performed; other filaments, the cut thus being transferred from one filament of the bundle to the other until the particular filament contemplated is again cut, and so on. As the cut points are distributed among
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the filaments, the cut filaments are transformed into fibers having an average length which depends on the frequency with which the cutting of the filaments is carried out.
This frequency, and therefore the average fiber length, can be adjusted by adjusting various factors, for example by ensuring that the bundle has a predetermined degree of twist, as will be apparent from the following.
The movement of the cutting surface in the same direction as the filaments favors the entrainment of the cut filaments of the bundle up to and beyond the point where the bundle is clamped between said surface and the pressing device, so that the Continuity of the material is maintained despite the conversion to fibers of the filaments of said material. The pressing of the filaments against the surface exerting the cutting action can advantageously be carried out with the aid of a roller or the like also moving in the same direction as the filaments, so as to facilitate the continuous advancement of the filaments.
The cutting device and the pressing device can both be advantageously constituted by a roller and, for the sake of convenience, these devices will be referred to hereinafter as "cutting roller" or "pressure roller", as the case may be. , it being understood however that the invention is not limited to the application of a roller for one or the other of these devices.
The pressure roller rotates at substantially the same speed and in the same general direction as the cutting roller.
For example, these rollers can both be actuated positively at any desired speed which, with respect to the
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speed at which the filaments pass between these rollers, provides the necessary sliding to promote cutting of the filaments. It is convenient, however, to actuate the pressure roll by its contact with the rotating cutting roll, in which case its speed is influenced by that of the driven roll, and, in some cases, up to a certain point, by the speed of passage. filaments.
It is also possible to cut the filaments by the reverse of the arrangement which has just been described, that is to say by using a cutting roller actuated by its contact with a positively controlled roller which has no not necessarily a cutting action. In this case, the cutting roller itself presses on the filaments. It is also possible to arrange for the two rollers to each have a cutting action, suitable constructions of such an arrangement being described later. In addition, several pressing points can be provided instead of just one at each cutting device, for example by placing two rollers such as two pressure rollers in contact with a single roller such as a cutting roller, the filaments running through. the arc of the cutting roller extending from one of the two pressing points to the other.
Likewise, two cutting rollers may work in contact with a single roll which may or may not be so arranged as to exert a cutting action.
As the continuity of the material considered as a whole must always remain during the cutting of the filaments, it is necessary to prevent the roll (s) having
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the cutting action effect, under the applied pressure, the severing of more than one filament or a relatively small number of filaments from the bundle at any point along its length. The cutting action of the roller (s) must therefore be limited under the pressure conditions involved.
A suitable roll construction having the desired cutting action is a roll made of steel or other suitable hard material and provided with grooves which are generally transverse to the direction of the slack. vement of the filaments, these grooves being provided with sharp edges on which the filaments are pulled as they slide between the rollers. For example, the roll may have grooves of semicircular, rectangular, triangular or other suitable shape in cross section and constituting with the surface of the water or a sharp edge against which the filaments are pressed. .
Although the splines can be arranged parallel to the axis of the roller, it is advantageous that they are arranged helically. Preferably the grooves are provided at small intervals around the periphery of the roller. It is possible to work jointly two rollers each having a cutting action, for example a roller provided with grooves parallel to its axis and working with a helically grooved roller, or two rollers with helical grooves whose grooves intersect. or make an angle at their points of contact.
One can also use, to cut the fila- ments, a roller having the character of an abrasive, for
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example of a roller or sleeve made or lined with emery, silicon carbide or a similar abrasive whose structure may vary from a fine grain to a fairly coarse grain.
The edges of the abrasive grains of the rollers engage the filaments under the applied pressure, which cuts the filaments of the wick in succession. Rollers of this kind can be used in the manner of controlled members in conjunction with a non-cutting pressing member or in the manner of non-controlled members, or two rollers of abrasive can be operated together. Likewise, an abrasive roller can be made to work with a grooved roller, as has been said previously. The movable cutting surface can also be established as a fine wear strip, suitably supported to allow the beam to be pressed against it.
When cutting with a non-cutting pressure roller working in conjunction with a cutting surface such as the abrasive corrugated rollers or the previously described abrasive belt, the pressure roller can be made. of inelastic material and be of a rigid nature, or it may be of elastic construction, although preferably provided with a surface coating of some harder material. Thus, the pressure roller may comprise a core of spongy rubber or other soft rubber supporting a metal bush, the rubber constituting a resilient mounting for that bush.
In this case, however, it is preferable that the socket is thin enough, for example 0.5 mm, 0.25 mm or even less, to be by itself
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flexible. Such a sleeve ensures a long life of the pressure roller. A polished steel tube of the specified thickness is particularly suitable for use with the elastic core.
One of the rollers can be made to exert the desired pressure on the other roll by positively loading this roll, for example by a spring, a weight or a lever, but it is convenient to use a roll. with automatic loading of appropriate weight, since a slight pressure is sufficient to achieve the cutting action on the struts. Such a roller can advantageously be mounted so that it rests by its own weight on the other roller and that it rotates freely through its contact with this other roller. Rigid rollers can be hollowed out and thus lightened so that they automatically exert the desired low pressure.
Instead of the pressure being applied using a moving surface like that obtained by using
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of a f'OIl] ::: 1I pr "'EH1f: IIH' e, o t qt 1 f, pli): 1'1 \ * 1, sa; j: t'V1: \. ' 0 Pt, t, 1: 1: 1: '.; -; f a stationary surface, for example a stationary part which rests on the cutting surface and suitably loaded by its own weight or in some other way.
The adjustment of the speed at which the filaments are passed in contact with the cutting surface is preferably effected by another roller device, for example, by a pair of rollers, arranged to firmly clamp the filaments and capable of rotating. a speed
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which exceeds the peripheral speed of the cutting roller (s) by a value such that the desired slip is obtained at the exit of the cutting roller (s). Preferably, provision is made for a clamping which is substantially free of slippage between the clamping rollers, so that these rollers determine the speed of advance of the filaments through the apparatus.
The bundle of filaments can thus pass between the elements of a pair of rollers constituting a cutting device at a speed which, despite the different speed at which the cutting device is operated, is substantially equal to the speed of the cutting device. peripheral speed of a pair of clamping rollers between which they then pass after the bundle filaments have been severed by the cutting device.
The clamp rollers can be made of any suitable material. For example, they can be made of or lined with an elastic material such as rubber, leather or cork; or one or more such rollers can be made to work against a smooth roller
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or ittulil da cunrltlllu'ot! krsliea5: 41; r uu! J.utl ":, i'f cix r :. k1 a roll made of metal, synthetic resins, cellulose acetate or a similar hard material. Rollers having interlocking grooves can be used as described in the aforementioned French patent 763,514. In all cases, the nature of the clamping exerted by these rollers must not be such as to risk damaging the filaments.
As it is sufficient that a
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relatively light pressure is exerted on the beam to the cutting device, the tension which is exerted in the beam is weak compared to the size of the beam. and especially in comparison with the tension which is necessary to submit a beam of the same size at a charge
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Litt 1-LLPLUI-tC. From pit-m, Lu 1 ': j11Jl.a Toolun that it durrlt ax "' to drill in the bundle allows to impart adequate tightening at the location of the tightening rollers without overloading the rollers. It is preferable to 'Avoid any cutting action on the filaments by the clamping rollers.
A suitable arrangement of squeeze rollers includes one roll having grooves parallel to its own axis and the edges of which are not sharp enough to cut the filaments and another roll made of a relatively soft material such as hard rubber. - medium tee which firmly presses the filaments against the grooved roller.
Although the clamp rollers can both be positively actuated, it is convenient to actuate only one, for example the splined roller, and to press the other against the first with the desired degree of pressure to exert pressure. firm clamping action on the filaments. This pressure can be exerted, either by the weight of the pressure roller, or by means of members such as springs, weights or levers, If desired, one 'can, to tighten the filaments, use more than two rollers, for example two joint pressure rollers
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ment with a single fluted roller.
The distance between the cutting device and the clamping device should be such that the product containing the severed filaments is received and controlled by the clamping device immediately after cutting, the clamping device then acting so as to drive the bit to and from a collecting device. The clamping rollers could however precede the cutting rollers, in which case their speed would be lower than that of the cutting rollers, in order to provide the necessary speed difference between the bundle of filaments and the cutting rollers.
The product can be collected in any convenient way. Thus, it can be transferred to a milling device which gives it a certain twist at the same time as it winds it up in the form of a coil or other desired mass. 11 is of course however that the twist that the The bundle of filaments was likely to possess originally is not substantially removed by the operation of cutting the filaments, so that it remains in the product supplied to the collecting device.
The additional twist which may be imparted to the product when it is collected, for example by winding it with the aid of a bell or ring spinning device, is added to the remainder of this initial twist.
The filaments are driven by the clamping device (so that they pass through the cutting device at a sufficient speed to ensure the action of
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desired slip to the cutting device. This peat speed will vary considerably, for example from 1 1/2 times that of the cutting roll to 2, 3, 4.5, 6 times that of said roll or more, the actual speed ratio depending however, to a certain extent. , other factors involved in the operation.
The cutters and clamps can be placed so that the wire follows a horizontal or slightly inclined path from one to the other, or that it describes a steeply inclined or vertical path, the latter. This provision has advantages with regard to the convenience of the work.
The filaments can be passed in succession through two or more cutting devices. These devices can all be of the same construction, although it may be necessary to regulate the pressure and the slip to some extent. Thus, the second device will preferably have a higher speed than the first, and so on.
Since the clamp works in a substantially slip-free manner, the bundle of filaments can be converted into a fibrous product at a speed substantially equal to the peripheral speed of the rollers.
At the same time, although pressure is exerted on the filaments at the cutting device, the filaments can. sliding over the cutting surface at a speed which may be substantially the same as that at which the product is supplied by the clamping device. In other words
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mes, it is not necessary for more than a very small stretch of the bundle to occur during the operation, even assuming that the bundle lengthens, since the conversion of the filaments into fibers takes place largely by cutting and is not subject to elongation of the filaments to the point of failure.
However, as long as the physical properties of the filaments are substantially retained in the fibers produced, it is irrelevant whether or not some degree of reduction occurs in the size of the bundle as it passes from the cutting device to the clamping device.
The conversion can take place between the limits of a large scale of speeds, the fibrous product being able, for example, to be formed at a speed varying from the order of one or a few meters per minute to 50, 75, 100, 150 meters per minute, or more. The invention therefore performs the manufacture of a fibrous yarn directly using continuous filaments in a very simple, rapid and inexpensive manner.
The filaments supplied to the apparatus come from one or more spools or other feeders, the total denier of the filaments conducted together as a bundle through the apparatus for simultaneous processing corresponding to the denier or number. of the fibrous product that or wishes to obtain. For example, the denier may be less than 100 for the manufacture of very fine roving fiber yarns, or it may be 100, 150, 200, 300, 1000, 2000 or more denier for the manufacture of bigger wires.
If we want, we can
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bring together for simultaneous processing two or more bundles of filaments constituting the denial,): 'total desired,
As has been said previously, the size of the beam can remain substantially uninfluenced by the cutting operation. Likewise, the denier of the individual filaments can vary depending on the characteristics desired for the fibrous product. Filaments of different deniers can be processed simultaneously so that the product contains fibers of different deniers.
The filaments can be in the form of a bundle having little or no twist or having a low degree of twist (eg up to 0.8, 1.2 or 1.6 turns per centimeter). . If desired, the filaments can be obtained from a twisting device which raises their degree of twist to that desired for the operation.
Devices are provided for feeding the filaments to the cutting device and, if desired, these devices or separate devices can be used to move them in the longitudinal direction of the cutting devices and / or the cutting devices. tightening, so as to distribute the wear likely to occur. When the filaments are brought under a roll loaded by its own weight, it is important that they are guided in such a way that the tension they possess does not tend to lift the roll.
The yarn containing sections of fibers can be collected in the form of a spool or mass of yarn of any desired type, for example in the form of a spool or bobbin allowing the yarn to be used immediately for
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weaving, knitting or other fabricating operations
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tivn do tiofiua. put '(') temple, the thread peu4 6tro <: & n <mit. <i. directly to a ring spinning spindle or a bell spinning spindle, depending on the degree of twist and the desired spool shape, such as a bobbin or similar mass of thread, when using a ring spinning spindle, or a warping or knitting spool, using a bell spinning device.
The winding of the wire should be carried out in such a way that it facilitates the subsequent unwinding, especially in the case of spools intended to be unwound axially from the point and when the thread is thin. Thus, if the yarn is wound onto a flanged spool using a bell spinner, the top flange of the spool should be connected in a gradual curve to the body of the spool. In addition, a fairly rapid transverse movement decreases the tendency to jam which sometimes results from very slow movement producing a substantially parallel winding.
It may be advisable, especially when working at high speed and / or when the yarn is collected by grinding devices which impart a relatively high twist to the product, to lubricate the yarn. This lubrication can, for example, be effected by passing the wire over a wick, roller or other lubricant distributor device, between the clamping rollers and the collecting device, or by spraying the lubricant onto the wire.
According to the invention, it is possible to convert
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fibrous different kinds of continuous filaments, for example filaments of cellulose acetate or other cellulosic derivatives, filaments of natural silk and filaments of reconstituted cellulose, for example of viscose, cuprammonium and nitrocellulose. These filaments may be of various deniers, for example denier 4, 5 or above, which denier may be as low as one denier or below, especially in the case of filaments which have undergone high draw.
Hollow filaments can also be subjected to the treatment according to the invention. The bundle which is to be converted into threads can moreover contain filaments, of different deniers and (or) of different color characteristics or others (for example hollow filaments with solid filaments).
Although the fibrous yarn can be made from a single bundle or yarn of continuous filaments of the appropriate denier, two or more bundles or yarns of similar or dissimilar filaments can be simultaneously subjected to the cutting treatment and assembled, as you cut, in a single thread. Likewise, two or more fibrous yarns according to the invention, whether made of similar or dissimilar materials, may be joined by a separate operation of cutting.
Normal artificial filaments can be subjected to the operation or, if desired, delustered or reduced luster filaments can be used. Thus, for example, one can use filaments of cellulose acetate or other cellulose derivatives which have undergone treatment.
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delustering, for example using hot or boiling acid liquors or liquors containing thiocyanurates or real or latent solvents; or filaments of cellulose acetate, viscose or other man-made materials containing various percentages of pigments and applied alone or mixed with normal filaments can be used.
Likewise, different kinds of filaments, for example natural silk filaments, with cellulose acetate or viscose filaments can be converted simultaneously into a fibrous yarn; filaments of cellulose acetate with filaments of viscose or other cellulosic filaments, which makes it possible to obtain in the final product differential effects or effects.
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coloratic.n in double tint, as well as et'auLr.: 3 <: i'i'e ':; e-- resulting from the difference in materials. For the same purpose, fibrous yarns according to the invention can be doubled, containing one type of fiber or a mixture of fibers with other fibrous yarns, including yarns made of natural fibers, such as cotton or wool.
An additional wire can be doubled with the filament: Exiting the cutting device. Thus, a continuous filament yarn, the denier of which is low in comparison with that of the bundle (s) to be cut, can be fed to the clamping rolls, so as to go to the twisting device together with the- cut filaments.
Such a yarn is thus doubled and incorporated into the final fibrous yarn and, if this yarn contrasts with the cut yarns, for example as regards material, color or luster, it can give rise to effects.
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additional in and by the fibrous thread.
Likewise, the fibrous threads obtained according to the invention can be used in the state of admixture with other types of natural or artificial threads, which is obtained, for example, by plating them with threads of the corresponding filaments. tinus or threads of cotton or wool in the manufacture of knitted articles. In addition, fibrous yarns produced according to the invention but having different characteristics can be used together. For example, yarn made from shiny filaments can be platted with yarn made from dull or delused filaments.
The invention also enables the characteristics of two or more materials to be combined in a single yarn.
Thus, with filaments of cellulose acetate applied as a raw material, one can make a yarn having the appearance, for example, of wool or spun silk, but having at other points of view the properties. characteristics of artificial silk of cellulose acetate. In addition, the range of materials usable for a large number of places of weaving, knitting and other textile operations is thus greatly extended.
The conditions of the cutting operation can be adjusted according to the nature, condition and denier of the filaments.
For example, cellulose acetate filaments which have just been spun by the dry process may require adjustment of the pressure exerted on the cutting device as compared to filaments which have undergone some degree.
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aging, this being may be due to the presence, in the fresh filaments, of a trace of residual solvent which influences the action of the cutting device on these filaments.
For the same reason, it may be desirable to control to some extent the drying of the filaments of cellulose acetate or other cellulose derivatives in the dry extrusion process or other process by which such filaments are made, so as to cause filaments in the state suitable for their conversion to fibers. The filaments can also be specially conditioned before the operation.
The average length of the filament sections has a great influence on the appearance and other qualities of the product. This length can be adjusted by suitably adjusting the apparatus and its working conditions as well as by the choice of the filaments to be treated. Thus, in general, a greater average fiber length is obtained by operating the apparatus at a greater speed.
A greater twist of the bundle of filaments tends to decrease the average length of the sections. Likewise, the application of a greater pressure to the cutting device (this pressure also depends on the size of the bundle of filaments to be treated) decreases the average length of the sections, and it is the same for a increase in the ratio between the speed of the clamping and cutting devices.
Relatively fine filaments are usually easier to cut and increasing the frequency of cutting has the effect of decreasing the average length of the sections.
As stated previously, it is necessary
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to apply to the cutting device a pressure all the greater as the size of the beam is greater.
Relatively fine filaments, however, require less pressure than coarse filaments. Likewise, more pressure must be exerted when the ratio between the speeds of the clamps and cutters is reduced.
With regard to the effect of the distance between the cutting and clamping devices on the length of the sections, it should be noted that all or only a small percentage of the fibers of the fibrous yarn are present. the length is less than this distance.
By subjecting the material to the action of several cutting devices instead of just one, the average length of the sections is reduced. Thus, a fibrous yarn resulting from a single pass through an apparatus such as that previously described can again be led through the same or another apparatus, the twisting of the material being. suitably adjusted to allow it to withstand further cutting treatment.
It is therefore understood that the term "yarn containing mesh fibers" used in this specification to denote the product to which the continuous filaments are converted does not necessarily mean that the product is immediately removed. the condition suitable for the use for which it is ultimately intended; It is clear that the product can be subjected to any additional treatment before its final use, for example to a new cutting treatment as just mentioned.
Likewise, one. to apply additional tension
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silence by a separate operation. However, for a large number of uses, adequate twist can be incorporated into the product as the final stage of the operation by which the filaments are converted into a fibrous product. One can for example add a twist of 1.2 turns per centimeter, using a bell spinning device, to obtain a yarn particularly suitable for use in knitting looms. In fact, although such a twist is very small in the case of a material composed of roving fibers, the strength of the yarn is considerable, this being probably due to the mixture of relatively long fibers with relatively short fibers.
Since the fibrous yarn is obtained by a cutting operation on continuous filaments whose physical characteristics otherwise remain substantially unchanged, the yarn has over its entire length substantially the same weight per unit length as that possessed by the strand of uncut filaments. apart, of course, from any stretching which might be able to occur in the bundle during the cutting operation. The product can therefore have a regularity which has never been possible to date, especially when it comes from a bundle of artificial filaments, the denier of which is kept very regular under the influence of the pump. extrusion used for its manufacture.
Therefore, the product has a considerable advantage over yarn produced by the usual spinning operations (such as carding and drawing) on previously formed fibers. Ordinary threads
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such parts vary in thickness at various points along their length, some parts containing less fibers in their cross-section than others, and bumps or large amounts of thickness occurring at intervals of 0.5, 1 or 3 meters.
Likewise, thin parts appear at intervals, the frequency of said excess thicknesses and thin parts varying with different classes of yarn; The fact that ordinary methods of making fibrous yarns by spinning pre-formed fibers are unsuitable for arranging the fibers in constant quantity over the entire length of the final yarn is particularly evidenced by careful examination of woven fabrics. Knitted or knitted using fine fibrous yarns produced by these processes. On the other hand, it is possible, with the aid of yarns produced in accordance with the invention, to manufacture fabrics of which the character is remarkably regular and the appearance particularly satisfactory owing to the absence of damaging buttons or stripes.
As an indication of the progress made in the manufacture of fibrous yarns by the present process, it will be mentioned that, in the case of ordinary fibrous yarns, the buttons have a diameter which exceeds 50%, 100% or even more than the diameter. has the thread near the buttons, and that this change in diameter is very visible in the fabrics in which these threads are used, especially when the said fabrics are of one. thin character and
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smooth, Likewise, the wire ±. may have thinned parts C'id, v.eo the diameter of which may be as low as 70 f or even 50% of that of the adjacent parts of the wire.
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The method and apparatus according to the invention make it possible, on the contrary, to manufacture yarns of which the variation in diameter is not very visible, the number of fibers which the yarn comprises at all points of its length being equal to the number of filaments in the bundle with the aid of which the yarn is manufactured, apart from the slight displacement which may occur between the fibers or the free ends of the fibers. The resulting slightly thinned and slightly thickened places do not deviate in saying / that -The meter from the adjacent normal parts and only present themselves
20% at most rarely along the length of the wire.
In fact, there. It is easy to produce yarns whose deviation from the normal diameter is even smaller, less than 15% and even 10%, that is to say yarns whose variations in thickness are so small that 'they can be considered absolutely regular for most practice applications.
This regularity, which is in addition to the substantially complete maintenance of the tenacity and the elongation power of the primitive filaments, constitutes a particularly remarkable and advantageous characteristic and property of the present yarns.
The practice of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying schematic drawings, in which:
Fig. 1 shows two pairs of cutting and clamping rollers arranged substantially horizontally with respect to each other.
Fig. 2 shows two pairs of cutting and clamping rollers arranged substantially vertically one
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above each other.
Fig. 3 shows a modified construction also based on the application of a vertical arrangement of the pairs of rollers.
Fig. 4 is a detail view of the pair of cutting rollers.
Fig. 5 shows a modified cutting device.
Fig. 6, 7 and 8 show devices in which part of the cutting device is constituted by a movable strip.
In Fig. 1, a bundle of filaments 10 of suitable denier is led between the elements of a pair of rollers 11, 12, and then between the elements of another pair of rollers 13, 14,. Roller 14 is provided with smooth grooves and roll 13 is lined with rubber or the like and suitably loaded so that both rolls firmly grip the bundle. Roller 12 is provided with a cutting surface, for example by virtue of being provided with sharp edged flutes or by being made or lined with an abrasive such as emery or silicon carbide. Roller 11 lightly presses bundle 10 against the periphery of roll 12.
The roller 14 is operated at a speed greater than that of the roller 12, so that, due to the firm clamping created between the rollers 13, 14, the beam
10 is forced to slide on the periphery of the cutting roller 12. Due to the pressure exerted between the rollers 11 and 12 and the sliding allowed by these rollers, the filaments of the bundle drawn between the rollers are found.
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wind sectioned at frequent intervals, so that after exiting the rolls 11, 12, the product contains staple sections of fibers. The rollers 11, 13 constituting the cutting device can rotate only because of their contact with the driven rollers 12, 14, but it is understood that a reversal of the arrangement of the rollers is possible.
For example, the cutting roller 12 can rest on the non-cutting roller 11 and be driven by its contact with the latter. Likewise, the rollers 11, 12 can both perform a cutting action.
In Fig. 2, the filament bundle 1C de-
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rolled from a supply spool 15 is coi, du! L & LU.,: pair of rollers 11, 12, in the same way as that given in connection with FIG. 1. Clamping rollers 13, 14 are arranged below the roller 12 so that the bundle 10 passes over part of the periphery of the ring 12 and descends vertically to the groove or entry of the rollers 13, 14 The roller 13 is carried by an arm 18 pivoting at 19 and is urged against the roller 14 by a cord 20 which is secured to the arm 18 and carries a counterweight 21 sufficient to provide the clamping action. preferably non-slip - rollers 13, 14.
The arrangement of FIG. 2 thus ensures the application of any desired degree of pressure between the two clamping rollers while allowing the application of an independent degree of pressure between the rollers 11, 12. Air. roll 11 may be of the self-loading type, as shown in FIG.
4, this roller being n, u-
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nor of a pin 22 mounted to slide in a slot bearing 23 so that the roller 11 rests by its own weight on the roller 12,
Roller 11 may be rigid and shaped to have the desired weight to provide the desired load, or it may consist of a resilient core 24, for example made of spongy mackerel or other soft rubber, disposed in a socket. flexible 25, such as a section of thin metal tubing, which provides a hard yet flexible surface by which the filaments are pressed against the cutting periphery of the roll 12,
In Fig.
3, the bundle 10 is supplied by a rotating reel 16, so that it receives an additional torsion before being subjected to the action of the cutting device. Each of the rollers 11, 13 is arranged so as to press against the corresponding rollers 12, 14 under the action of the rope and counterweight device 20, 21. For this purpose, the rollers 11, 13 are mounted on a bar 26 pivoting at 27 on the arm 18, the point 28 at which the rope 20 is secured to the bar 26 being preferably adjustable to allow the rollers 11, 13 to exercise the desired pressures and to ensure the cutting action of one of the pairs of rollers and the clamping action of the other pair, respectively.
In Fig. 2, the yarn containing the filament sections is collected as shown by a bell spinner 29 which operates to impart any desired degree of twist to it. In Fig. 3, the yarn is collected by a ring spinning device 30, If we
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If desired, the wire can be lubricated before twisting it, for example by passing it over a wick, a roller or other device supplied with lubricant and arranged for example between the rollers 13, 14 and the ball guide 31 of the device twist. Likewise, one could project a jet of lubricant on the wire.
The distance between the rollers 11, 12 and the clamping rollers 13, 14 is such that the latter receive the fibrous product shortly after cutting to drive it continuously towards the collector device. reader.
In Fig. 5, the bundle 10 is driven so as to come into sliding contact with the cutting roller 12 by clamping rollers 13, 14 and the filaments are pressed against the roller 12 by the surface of a fixed part 32 which is loaded with a suitable weight and mounted in a slot pad 33, so as to rest on the roller 12. Due to the pressure exerted and the sliding of the bundle between the roller 12 and the part 32, the roller cuts the bundle filaments at frequent intervals.
In Fig. 6, the cutting of the filaments is effected by an endless wear belt 34 which is guided by rollers 35 and carried on a roller 36, any or all of the rollers, acting to drive the belt. At the location of the roller 36, the beam 10 is pressed against the wearing belt 34 by a pressure roller 11. The belt 34 is actuated at a speed different from that at which the beam 10 is driven by the rollers.
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leaux 13, 14, so that the beam slides over the surface of the strip. The filaments pressed against the web by the roller 11 are severed at frequent intervals.
In Fig. 7, a wearing strip 37 is supported and driven by rollers 38 so as to constitute a horizontal path. Between the rollers 38, the bundle 10 is pressed so as to come into contact with the wearing surface of the strip 37 by the roller 11, while the rollers
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1. ;, 14 pj'cwQu. zzt it!. ': 11: 1: - \)' JJJI '. dos said f "llaI11Qutu sa ;, the tape, and, therefore, the severing of these filaments at frequent intervals.
In Fig. 8, a wearing belt 39 is driven above a fixed support 40 and driven by rollers 41 at a speed different from that at which the beam 10 is driven above the belt and the support 40 by the rollers 13 14. A roller 11 presses the bundle against the web 39 and the support 40 so that the strands of the bundle are cut at frequent intervals.