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PERFECTIONNEMENTS AUX FILS ET CORDES RESISTANT A LA CHALEUR ET
METHODE DE FABRICATION.
@ L'invention est relative à la fabrication d'une corde destinée à l'emploi dans le renforcement d'objets en caoutchouc en général et d'enveloppes de bandages pneumatiques en particulier.
Un objet de l'invention est de prévoir une corde pour les buts ci-dessus, qui est résistante aux températures élevées de fonctionnement et qui possède en même temps les propriétés d'être flexible ou souple et résistante à la fatigue, combinaison de propriétés qui est particulièrement désirable dans les enveloppes de bandages pneumatiques.
Un autre objet de l'invention est de procurer une méthode de fabrication d'une semblable corde .
D'autres objets et des objets supplémentaires, résidant
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dans des détails de la fabrication et de la méthode, ressortiront de la description qui va suivre et des revendications annexées.
Le coton est la matière la plus généralement utilisée pour la confection de cordes employées dans la fabrication de bandages.
Une corde de coton ordinaire, dont la teneur en humidité normale est comprise entre 6 et 8% , présente le désavantage que lorsqu' elle perd son degré d'humidité normal sa résistance à traction diminue rapidement. Une corde de coton conventionnelle lorsqu' elle est desséchée perd environ de 30 à 40% de sa résistance à traction comparativement à sa résistance lorsqu'elle contient sa teneur en humidité normale. Dans le service des autobus et des camions, les grandes vitesses et les fortes charges actuelle- ment courantes se traduisent par des températures de fonctionne- ment dans la carcasse du bandage ayant pour effet d'éliminer l'humidité de la corde, et ceci a amené les fabricants à se tourner vers d'autres matières, telle que de la soie artificielle ou rayonne.
La résistance à traction de la rayonne augmente lorsque sa teneur en humidité diminue, cette propriété la rendant capable de supporter les températures de fonctionnement élevées qui, en raison de leur action asséchante, sont destructives pour les cordes de coton ordinaires. La rayonne présente toutefois de nombreux désavantages comparativement au coton, parmi les- quels peuvent être mentionnés : son prix élevé par rapport au coton; sa ductilité relativement élevée se traduisant pour les bandages établis à l'aide de rayonne par une tendance à la "dilatation" ;
sa faible adhérence naturelle au caoutchouc, qui nécessite des traitements coûteux pour l'accroître, et le fait que sa résistance à traction diminue rapidement lorsqu'elle est soumise à un excès d'humidité, se traduisant par des défaillances du bandage pneumatique lorsque de l'eau peut pénétrer dans une carcasse de pneu à base de rayonne, par une coupure dans, ou l'usure de la bande de roulement, tandis que la résistance du coton augmente lorsqu'il est humide.
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Les demanderesses ont constaté que lorsque .du coton sous forme de fil est soumis, sous une tension notable, à l'action d'un alcali caustique concentré, comme de la soude caustique ou un autre hydroxyde fort, les propriétés de résistance à la chaleur des cordes établies à l'aide de ce fil sont sensiblement accrues ou améliorées, et que pareil fil peut être tordu dans une corde de manière à éviter ou à compenser tout accroissement de fragilité communiqué à la fibre de coton par le traitement à l'alcali caustique.
Le traitement à l'alcali caustique auquel on soumet les fils est un procédé de mercerisation, dans l'acception chimique et mécanique de ce terme, mais alors que le but usuel de la merce- ici risation est de communiquer un lustre au fil, on emploie/le ,procédé pour l'effet de résistance à la chaleur que ce procédé, ainsi que les demanderesses l'ont découvert, communique au coton.
Par suite, on règle tous les éléments ou facteurs du procédé de mercerisation pour obtenir le maximum de résistance à la chaleur compatible avec l'obtention des autres propriétés désirables dans une corde de bandage pneumatique, sans s'in- quiéter de la présence ou de l'absence de lustre.
Les demanderesses savent que l'emploi de tissus convention- nellement mercerisés dans des bandages pneumatiques a été pro- posé dans divers buts, comme par exemple pour l'obtention d'une meilleure imprégnation de caoutchouc. Elles pensent toutefois être les premières à avoir reconnu qu'un procédé de mercerisa- tion ou analogue communique des propriétés de résistance à la chaleur au coton et à avoir proposé une fabrication de cordes grâce à laquelle ces qualités d'un coton mercerisé peuvent être utilisées.
Le traitement des fils de coton conformément à l'invention peut âtre exécuté avec un équipement ordinaire de mercerisation de fils, modifié si c'est nécessaire pour permettre de soumettre le fil à la tension désirée pendant la mercerisation. D'une manière analogue, la constitution du bain caustique, du bain de neutralisation, et la succession de ceux-ci avec les opéra-
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tions de lavage, peuvent concorder avec la pratique de mercerisa- tion usuelle, avec les altérations ou modifications qui pourront être indiquées par après ou qui apparaitront aux techniciens de la mercerisation par la description qui suit.
Pour la facilité, dans la discussion qui va suivre, on utilisera l'expression mercerisation comme appliquée au traitement suivant l'invention de fils de coton, mais on comprendra que l'expression ainsi utilisée doit être entendue comme soumise aux limitations et distinctions indiquées plus haut.
D'une manière analogue on emploiera l'expression cellulose hydratée non régénérée pour indiquer la nature du coton entrant dans la confection des cordes suivant l'invention.
En exécutant l'invention, la première opération est la mercerisation du coton sous forme de fil et sous tension notable.
La tension peut varier dans une gamme étendue, mais du point de vue de la pratique conventionnelle de mercerisation, elle est de préférence élevée. Considérant la tension en degrés d'allonge- ment, des résultats satisfaisants peuvent être obtenus en appli- quant au fil, pendant la mercerisation, une tension suffisante pour accroitre sa longueur de 4% ou plus. Toutefois, des résul- tats raisonnablement satisfaisants ont été obtenue avec des tensions moindres, par lesquelles la longueur du fil est augmen- tée de 1% ou moins. En général les meilleurs résultats sont obtenus à l'aide de tensions de l'ordre le plus élevé.
Pour exécuter une mercerisation convenable, le fil doit être doux ou souple, ou lâchement tordu, afin de permettre la pénétration des liquides de mercerisation, et la gamme de tensions indiquée est supérieure à celle qu'un fil unique ainsi tordu peut supporter. Pour cette raison, on exécute l'opération de mercerisation avec le fil sous forme multiple. Ces limitations imposées par le procédé de mercerisation compliquent la formation subséquente des fils en une corde pour bandage pneumatique, du fait que les torsions convenant pour la mercerisation ne sont pas d'ordinaire satisfaisantes dans la fabrication d'une corde de bandage pneumatique. Les demanderesses proposent deux méthodes
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générales pour rencontrer ces complications.
Suivant la première méthode on mercerise un fil multiple et l'on a recours à une opération de doublage additionnel dans la confection de la corde., Par exemple, on peut merceriser un fil 30s/2, tordre trois de ces fils pour former un toron 30s/2/3, et cabler trois de ceux-ci pour former une corde 30s/2/3/3, c'est dire un câble à trois torons, dont chaque toron est constitué par trois éléments d'un fil 30s doublé, les notations et symboles étant ceux du système américain.
En suivant la deuxième méthode on mercerise un fil multiple contenant le nombre d'éléments désiré dans le cable. Pour satis- faire aux conditions de la mercerisation, qui exigent que la torsion du fil et du fil multiple soit suffisamment faible que pour permettre la pénétration complète du liquide pendant la mercerisation, une portion seulement de la torsion désirée est appliquée avant la mercerisation, et le fil multiple est retordu après meroerisation pour donner à la torsion le caractère voulu tant en quantité qu'en direction.
Par exemple on peut merceriser un fil 12s/4 doux ou souple, lâchement tordu et, après l'avoir retordu dans la mesure voulue, on peut cabler deux des fils mul- tiples pour former un ensemble 12s/4/2, c'est à dire un câble à deux torons, dont chaque toron est formé de 4 brins ou éléments d'un fil 12s.
Par les méthodes indiquées plus haut on peut confectionner une gamme étendue de cordes.
Comme indiqué précédemment, le fil multiple doit être doux ou souple et lâchement tordu au moment de la mercerisation, c'est à dire que le nombre de tours de torsion du fil et du fil multi- ple est faible. On prendra en considération que le degré de tor- sion et dans certains cas, la direction de la torsion initialement communiquée au fil seront modifiés par la torsion subséquente, et tant la torsion du fil que celle du fil multiple ou toron sera modifiée par la torsion du cable. En d'autres termes les torsions résiduelles du fil et fil multiple ou toron dans la corde finie
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peuvent être différentes en degrés et, ou en direction, des tor- sions de "fabrication" initialement communiquées à ces éléments.
On ,tire parti de ceci dans les deux méthodes définies plus haut pour obtenir d'une part dans le fil multiple un état de torsion désirable pour la mercerisation, et d'autre part l'état de tor- sion désiré dans la corde finie. Par exemple dans une disposition
12s/4/2 telle que mentionnée plus haut -- employant les symboles "s" et "z" pour indiquer la direction de torsion, et désignant le degré de torsion en tours par pouce -- on peut donner au fil simple 10 tours de torsion "s" et tordre ensemble quatre file semblables avec six tours de torsion "z" qui laissera une torsion résiduelle de quatre tours de torsion "s" dans les fils simples.
Dans ces conditions de torsion,le fil quatre plis est suffisam- ment doux ou souple et lâche pour une mercerisation complète.
Après avoir mercerisé le fil quatre plis , on peut lui donner vingt quatre tours supplémentaires de torsion "s" qui ont pour effet d'aocroitre la torsion simple à 28 tours de torsion "s" tandis que l'on change la torsion du fil multiple ou toron de dix tours "z" à 18 tours de torsion "s". On peut alors câbler ensemble deux de ces fils quatre plis ou torons, en employant
10,6 tours de torsion "z" avec ce résultat que les torsions du des fil et/multi-plis ou torons sont supplémentairement modifiées , en sorte que le rapport de torsion final ests(torsion des file simples 17,5 "s"), (torsion des multi-plis ou torons 7,5 "s"), (torsion du cable 10,5 "z").
On comprendra que pour la simplicité, les torsions dans l'exemple d'illustration précédent ont été données en chiffres ronds et l'on peut faire abstraction de certains facteurs, comme le frottement et le pliage des fibres qui, en pratique, font des additions et soustractions de torsions des approximations plutôt que des données exactes. On peut estimer ceci suffisant pour illustrer la méthode grâce à laquelle on satisfait aux exigences antagonistes de torsion des processus de mercerisation et de confection de corde pour bandages pneu- matiques.
On peut indiquer que dans la construction 30s/2/3/3, mentionnée plus haut, par une sélection convenable de torsions
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ultérieures à la mercerisation, la torsion initiale des fils sim- ples peut être supprimée de sorte que le 30s/2/3/3 devient effec- tivement un 15s/3/3.
On a constaté que des cordes ainsi confectionnées à partir de cellulose hydratée non régénérée, retiennent non seulement leur résistance de traction lorsqu'elles sont dépouillées de leur teneur en humidité normale, mais montrent en fait un accroissement de résistance de traction, essayées à l'état desséché, comparati- vement à leur résistance lorsqu'elles sont essayées avec une teneur normale en humidité. Bien que l'accroissement de résistance de traction soit moindre en degrés que celui de la rayonne dans des conditions analogues, il suffit pour protéger la corde contre les défaillances dans les conditions thermiques de fonctionnement rencontrées en service pour les autobus et les camions.
Bien que l'on ait également constaté que des cordes établies conformément à l'invention ont tendance à perdre leur résistance lorsqu'elles sont soumises à une humidité excessive, cette perte est moindre en degrés que ce n'est le cas avec de la rayonne. L'adhérence du caoutchouc aux cordes établies selon l'invention est égale à,ou l'emporte sur l'adhérence du caoutchouc aux cordes de coton con- ventionnelles.
REVENDICATIONS ( 1.- Une corde destinée à l'emploi dans les enveloppes de ( bandages pneumatiques et analogues, établie à l'aide de fils de ( cellulose hydratée non régénérée.