<Desc/Clms Page number 1>
BOBINE.
La présente invention est relative aux bobines faites d'un fil à filament continu et elle a pour objet ces bobines perfectionnées et un procédé permettant de les fabriquer.
Les bobines selon l'invention sont faites d'un fil à filament continu en résines synthétiques comportant un revêtement extérieur en matière résineuse synthétique et elles sont comprimées, pendant que la matière du revêtement a une consistance adhésive, dans le sens de leur axe de rotation, dans une mesure telle qu'il se produit une réduction sensible d'épaisseur et que les spires voisines sont comprimées en contact adhésif côte à côté. Les bobines perfectionnées selon l'invention sont denses du fait qu'elles comportent une longueur de fil relativement grande par rapport à leur volume, et les spires du fil sont réunies les unes aux autres de manière telle que les bobines ne se détortillent pas, mais se déroulent librement sous la tension d'alimentation de la machine dans laquelle elles sont utilisées.
Les bobines faites de fils à filament continu en résines synthétiques formant des filaments, telles que le "nylon", l'ORLON (polyacrilonitriles), du SARAN (copolymères de vinylidène et d'acrilonitrile), le DACRON (téréphtalate de polyéthylène glycol) et le VINYON N (copolymère de chlorure vinylique et d'acrilonitrile) sont relativement denses et lisses et elles possèdent une "mémoire plastique" à des degrés différents. Du fait de l'ab- sente de fibres de bout en saillie, comme cela est le cas du fil fait de brins de filaments symthétiques et de fibres naturelles, le± bobines faites de ce fil à filament continu se détortillent librement et ceci entraîne des retards dans leur utilisation.
Si l'on comprimait axialement des bobines faites de ces fils à filament continu, elles se détendraient lors de la suppression de la pression du fait que le fil est lisse, élastique et a une mémoire plastique.
<Desc/Clms Page number 2>
On avait l'habitude jusqu'ici, en faisant des bobines en fils de ce genre, de bobiner le fil sur des noyaux en papier supportant le fil intérieurement, puis d'attacher sur le noyau des flasques en papier pour supporter les bobines sur les côtés. Même avec cet expédient, elles sont relativement lâches et elles contiennent beaucoup moins de longueur de fil qu'elles ne le feraient à l'état comprimé. L'inconvénient du détortillement existe toujours, ce qui occasionne beaucoup de retards et des pertes de fil.
De plus, les noyaux des bobines occupent de la place qui est utilisée pour du fil dans les bobines selon l'invention.
Les bobines avec noyaux en papier ou les bobines métalliques, lorsqu'on les utilise dans des machines à coudre, ont tendance à tourner et à lâcher du fil, ce qui cause un enchevêtrement, en obligeant ainsi à interrompre la piqûre. Ceci se fait particulièrement sentir lors de l'arrêt et de la mise en marche de la machine en fonctionnement normal. Les bobines faites selon 1 invention diminuent de diamètre à mesure de l'utilisation du fil, d'où résulte une vitesse périphérique constante, tandis que dans les bobines habituelles la vitesse périphérique augmente progressivement. En conséquence, la tendance à tourner est très réduite lorsqu'on utilise des bobines faites selon l'invention.
Le procédé selon l'invention consiste à appliquer sur les surfaces extérieures d'un brin formant noyau fait de fils synthétiques à filament continu' un revêtement mince en une matière résineuse synthétique thermoplastique qui se ramollit jusqu'à avoir une consistance adhésive à des températures supérieures à 60 et à bobiner le fil, de préférence à fils croisés, de manière à former des bobines de densité relativement faible et d'épaisseur axiale beaucoup plus grande que ce qui est nécessaire pour l'utilisation dans la machine prévue. La matière résineuse synthétique du revêtement n'est pas adhésive aux températures normales et elle est plus compressible que le brin formant noyau.
On place de préférence les bobines sur un arbre ou une tige de manière à maintenir leurs dimensions internes et on les comprime dans le sens de leur axe de rotation pendant qu'elles sont à une température à laquelle le revêtement résineux se ramollit de fa- çon à assurer une liaison adhésive sous pression. L'épaisseur des bobines est réduite d'au moins 20%, et de la façon la plus avantageuse d'environ 30%, en en retirant ainsi la plus grande partie de l'air et en mettant les spires voisines du fil dans une position où elles sontassemblées de manière adhésive côte à côte, mais faiblement. Lors du refroidissement et de la suppression de la pression, les bobines se détendent, mais d'une faible quantité, et le fil ne se détortille pas lors d'une manutention normale.
Il est avantageux de faire des bobines présentant des côtés uniformément plats, ce qu'on obtient selon l'invention en serrant les bobines entre des platines à surfaces inclinées, par exemple coniques, de manière à comprimer davantage les bobines au voisinage de leur centre que près de leur périphérie, car elles ont'davantage tendance à se détendre au centre, cette tendance diminuant progressivement vers leur pourtour.
Une caractéristique importante des bobines selon l'invention est qu'elles sont stables en ce qui concerne leurs dimensions, beaucoup de types de bobines conservant leurs dimensions même lorsqu'elles sont exposées à une forte humidité à des températures normales.
Le dessin annexé représente schématiquement, en coupe verticale, un type d'appareil servant à faire des bobines selon l'invention, spécialement destinées à être utilisées dans des machines à coudre.
L'appareil représenté comporte un bâti 1 dans lequel sont montés plusieurs blocs supérieurs 2 formant platine, un bâti central mobile 3 sur lequel sont montés plusieurs blocs inférieurs 4 formant platine et un bâti inférieur mobile 5 sur lequel sont montées plusieurs tiges ou arbres cylindriques 6. Le bâti 1 est de préférence fixe tandis que les bâtis 3 et 5 montent et descendent. Les bâtis 1, 3 et 5 sont de préférence chauf-
<Desc/Clms Page number 3>
fés à une température suffisamment élevée pour que les blocs 2 et 4 et les arbres 6 soient chauffés par conductibilité à la température voulue pour chauffer les bobines.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les faces de compression des blocs 2 et 4 sont coniques;, les angles alpha variant de
1 à 5 afin que les centres des bobines soient comprimés plus que les bords.
On va maintenant décrire le procédé de l'invention en se réfé- rant à un fil à filament continu en "nylon", étant entendu que le procédé peut être appliqué, suivant de légères variantes qui apparaîtront aux per- sonnes du métier, dans le cas des autres fils à filament continu mentionnés plus haut.
Un fil de "nylon" tordu ou tressé, d'un numéro tel qu'on peut en uti- liser dans des bobines de machines à coudre, à faire du filet ou de la den- telle, est enduit d'une matière résineuse synthétique de toute façon appro- priée. De préférence, le revêtement est tel qu'il devient thermoplastique avec une consistance adhésive à des températures supérieures à 60 et qu'il ne soit pas collant aux températures ordinaires. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.590.586 du 25 Mars 1952 décrit des matières de revêtement résineuses et un procédé d'application que l'on peut appliquer pour là mise en oeuvre du procédé de la présente invention. Il est préférable d'utiliser les matière* de revêtement thermoplastiques décrites dans ce brevet.
On va maintenant décrire l'invention dans le cas de la confection de bobines en fil de "nylon", fait de "nylon" 210 deniers filé à 13 tours par 2,5 cm. à droite, assemblé en trois épaisseurs et tordu de 11 tours par 2,5 cm à gauche.
On prépare un premier revêtement en dissolvant 0,5 partie de paillettes de "nylon" 66 dans une solution consistant en deux parties d'eau et 8 parties d'alcool éthylique (toutes les parties sont en poids).
On prépare un deuxième revêtement en faisant une solution comportant 110 parties d'alcool éthylique, 2,5 parties de butyral polyvinylique et 0,5 partie d'acide oléique (toutes les parties sont en poids).
Pour appliquer les revêtements, on fait d'abord passer le fil de "nylon" dans un bain du premier revêtement, puis dans une chambre de séchage comme il est dit au sujet de la fig. 1 du brevet ci-dessus. On applique le deuxième revêtement sur un rouleau à émulsion au moment de bobiner le fil. Le deuxième revêtement a pour rôle de réduire la résistance du premier revêtement et de supprimer les saccades lors du déroulement. Pour des bobines pour machines à coudre, on peut supprimer le premier revêtement et n'utiliser que le second avec une concentration en résine plus élevée que celle indiquée ci-dessus.
Bien que le brevet précité décrive l'application de revêtements contenant de 10 à 20% de résine sur la base du poids,du noyau ces quantités de revêtement ne sont en général appliquées que lorsqu'on fait des bobines pour filets de pêche et analogues. Il est entendu que pour du fil à mettre sous forme de bobines pour machines à coudre, il est préférable d'utiliser des revêtements beaucoup plus minces.
On bobine le fil. enduit pendant qu'il est à une température inférieure au point de ramollissement du revêtement, en le mettant sous forme de bobines à fil croisé de toute manière appropriée. Il est préférable de faire le bobinage sous tension sensible, Lorsqu'on utilise un revêtement du type que l'on vient de décrire, on met de préférence les bobines dans une chambre où on les soumet à l'action d'une humidité relative de 40 à 44% à une température d'environ 27 . L'humidité absorbée aide à supprimer la mémoire plastique lorsque les bobines sont chauffées sous pression et il en résulte une meilleure stabilité en ce qui concerne les dimensions.
L'expression "mémoire plastique" est utilisée ici pour définir la tendance qu'ont certaines matières résineuses synthétiques à revenir à leur état primitif
<Desc/Clms Page number 4>
après s'être allongées. Dans le cas de fil de "nylon" ou autre fil ayant des caractéristiques de mémoire plastique analogues, on peut ne pas supprimer cette mémoire plastique dans le chauffage pendant le revêtement si l'on chauffe pendant la compression de la bobine à des températures voisines de 120 , en l'absence d'humidité. En conséquence, il est préférable de chauffer les bobines pendant la compression lorsqu'elles sont dans un état d'humidité approprié.
On peut laisser les bobines dans ces états d'humidité pendant environ 24 heures. On met les bobines conditionnées B sur les arbres 6 que l'on soulève pour les faire passer au-dessus des blocs 4,puis on soulève les bâtis 3 et 5, l'arbre 6 pénétrant dans l'ouverture centrale du bloc 2.
On applique une pression suffisante pour réduire l'épaisseur des bobines' d'au moins 20% en mesurant dans le sens de l'axe de l'arbre, qui est l'axe de rotation de la bobine. Toutefois, lorsqu'on fait des bobines en "nylon", il est préférable de réduire leur épaisseur de 30 à 35%. Les blocs et les arbres sont à des températures telles que les bobines de "nylon" sont chauffées à environ 130 et on maintient la pression pendant environ 1 minute.
Après achèvement de la compression et du chauffage, on fait descendre le' bâti 5 afin que l'arbre ne fasse plus saillie au-dessus du bloc, après quoi on abaisse légèrement le bâti 3 et on le laisse dans cette position pendant environ 10 secondes pour laisser la bobine faire prise. Ensuite, on abaisse les bâtis 3 et 5 pour retirer les bobines.
Dans un mode opératoire préféré, on utilise des blocs pour lesquels l'angle alpha est d'environ 2 . Ces blocs donnent à la bobine une face concave lorsqu'elle est sous pression, comme indiqué par les lignes en trait interrompu., mais lorsqu'on supprime la pression, les bobines se détendent beaucoup plus en leur centre que sur leur pourtour et elles prennent la forme plate représentée en trait plein.
Une bobine typique faite de fil de "nylon", en procédant comme il est dit ci-dessus, avait une épaisseur initiale dans le sens de l'axe de 16 mm et, après compression et relaxation,une épaisseur mesurée dans le même sens de 11,5 mm, ce qui constitue une réduction d'épaisseur de 35%. D'autres bobines faites de la même façon, ayant une épaisseur initiale de 13,5 mm avant compression et 9,1 mm après compression, ont vu leur épaisseur réduite de 32%.
Pour faire des bobines en fil de DACRON, il est préférable de procéder de la même façon que dans le cas du "nylon". Toutefois, pour faire des bobines d'ORLON, il est préférable de chauffer les bobines à une température d'environ 72 et de maintenir les bobines sous pression pendant environ 45 secondes.
Des bobines faites de fil à filament continu décrit ici sont en général bobinées sur le noyau d'une bobine ayant conservé ses flasques qui sont ensuite serrés pour empêcher le détortillement. Même lorsqu'il est ainsi protégé, le fil lâche se débobine librement et il peut facilement s'emméler. Le noyau et les flasques occupent un emplacement considérable, comme dans la navette d'une machine à coudre. La bobine selon l'invert ion est très dense et on peut lui donner une forme occupant le maximum d'espace dans la machine dans laquelle elle doit être utilisée. On peut la manutentionner sans détortillement. Comme indication de leurs propriétés de détortillement, on peut jeter les bobines selon l'invention (sans que l'extrémité du fil soit fixée) contre un mur, comme on le ferait d'une oalle, sans provoquer de détortillement.
Malgré cette propriété, on peut débobiner la booine doucement et sans avoir besoin d'une tension exagérée, comme dans le cas de la tension d'alimentation d'une machine à coudre. Une autre caractéristique importante des bobines selon l'invention est leur stabilité en ce qui concerne leurs dimensions. L'importance de cette stabilité ressort du fait que l'on peut faire ces bobines avec une uniformité telle qu'elles ne varient pas de plus de 0,1 mm en épaisseur Les bobines ne changent pas de forme de façon appréciable. Par exemple, on peut exposer des
<Desc/Clms Page number 5>
bobines de "nylon" selon l'invention à des conditions atmosphériques d'humi- dité élevée, à des températures normales, sans qu'elles changent de forme de façon appréciable.
On pense que ces caractéristiques des bobines selon l'invention sont dues à la combinaison du revêtement et de la compression.
La compression supprime sensiblement tout l'air de la bobine et amène les spires voisines du fil au contact côte à côte assurant leur liaison. Lors- que les fils sont sur la bobine, ils semblent présenter une forme quelque peu elliptique du fait de leur liaison côte à côte apprécia ble.
Les booines selon l'invention peuvent être du type se déroulant de l'intérieur où de l'extérieur. Les bobines utilisées dans les machines à coudre standard se déroulent en général de l'extérieur. Les bobines du type utilisé pour faire des filets de pêche peuvent se dérouler de l'in- térieur ou de l'extérieur suivant le type des machines utilisé.
Pour faire des bobines en fil de "nylon", par exemple, le fil peut être enduit d'une quantité de matière de revêtement résineuse de manière qu'elle constitue de 10 à 20% du poids du fil enduit. Ces quantités de revêtement conviennent pour former des booines servant à faire des filets de pêche ayant la propriété de conserver les noeuds, comme il est dit dans le brevet précité. Lorsqu'on doit utiliser les bobines dans des machines à coudre standard, on peut faire de façon satisfaisante des bobines avec un fil comportant des revêtements s'élevant de 1 à 10% en poids du fil enduit.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité a trait surtout à des résines de revêtement insolubles dans l'eau. La présente invention n'est pas limitée à l'utilisation de matières de revêtement insolubles dans l'eau et elle permet d'utiliser des matières de revêtement solubles dans l'eau, telles que de l'alcool polyvinylique, pour du fil à utiliser dans des machines à coudre et à faire de la dentelle.
Dans la description ci-dessus, on a insisté sur la formation de bobines à côtés plats car ces bobines donnent des résultats perfectionnés lors du déroulement et contiennent le maximum de fil par rapport au diamètre. Toutefois, on peut utiliser des platines qui leur donnent des faces courbes ou arrondies.