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La présente invention est relative à des fils perfectionnés et plus particulièrement à des fils constitués en partie par une matière for- mée de filaments continus et en partie par une matière faite de fibres de la longueur d'une mèche, ainsi qu'à de nouveaux procédés et appareils de production de ces fils.
Les fils en usage actuellement peuvent être divisés commodément en deux types dont chacun a ses avantages et ses applications. L'un des types de fil utilisés jusqu'à présent a été obtenu par filage de matiè- res fibreuses comprenant des fibres animales, des fibres végétales et des fibres synthétiques en mèches. Les tissus obtenus à partir de ces fils ont l'avantage d'un bon pouvoir isolant, d'un corps avantageux et, lorsque c'est désirable, celui de l'absence de transparence. Les fils filés ont l'inconvénient d'une résistance relativement faible et en outre des incon- vénients particuliers au type spécial de fibre ou de fibres utilisées dans leur constitution.
C'est ainsi par exemple que les fils obtenus par fi- lage de fibres animales, comme la laine, sont peu aptes au lavage, tan- dis que les fils obtenus à partir de fibres végétales, qui contrairement à la laine se lavent bien, manquent de corps, de pouvoir isolant et de la richesse de la laine, et sont caractérisés par un faible pouvoir de conservation des plis, par une faible résistance à l'ondulation, et par une forte absorption de l'humidité.
Les fils obtenus par filage de fi- bre synthétique qui, souvent, ont un bon pouvoir de conservation des plis, une bonne résistance à l'ondulation, un faible pouvoir d'absorption de l'eau et qui sont parfaitement lavables, ont un ou plusieurs des inconvé- nients constitués par un toucher froid, une faible résistance à la trac- tion, une tendance à la constitution et conservation de charges électri- ques statiques ou l'inconvénient de tendre à s'enrouler gravement lors- qu'il en a été fait des tissus.
Les fils formés de filaments continus sont très utilisés dans les cas où il n'y a pas d'inconvénient à la transparence du tissu ou bien lorsque cette transparence est désirée. Alors que les fils à filaments continus ont l'avantage d'une plus grande résistance, ils ont l'inconvé- nient de donner des tissus d'un faible pouvoir isolant au point de vue calorifique, l'inconvénient, souvent, de recueillir des charges électri- ques statiques, et celui de ne pas convenir à la confection de tissus ayant l'opacité et le corps souhaitables pour des étoffes destinées aux vêtements et pour les matières analogues.
Il a été fait au moins une tentative de confection d'un fil ayant les avantages à la fois des fils formés de filaments continus et des fils obtenus à partir de mèches, par utilisation d'un toron formé d'un fil composé de filaments continus servant dtâme, et entouré d'une hélice d'un fil filé. Les fils de ce genre n'ont eu toutefois aucun succès com- mercial parce que, lorsqu'on essaie de tisser le fil, l'hélice de fil filé se défait jusqu'à former un noeud et jusqu'à rompre par ce moyen le toron de fil filé et jusqu'à lui permettre de glisser le long de l'âme formée de filaments continus, laissant ainsi lâme nue exposée sur une certaine longueur jusqu'à ce que cet état soit reconnu par l'ouvrier et que la ma- chine utilisant le fil soit arrêtée.
Selon la présente invention, on prévoit des fils composés en partie de filaments continus et en partie de matières fibreuses obtenues à partir de mèches, qui surmontent les difficultés observées avec les fils à âme ci-dessus décrits et qui permettent d'obtenir les avantages à la fois des fils filés et ceux des fils à filaments continus, avec un petit nombre des inconvénients reconnus et même aucun de ces inconvé- nients. Les fils selon la présente invention comprennent une pluralité'de
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filaments continus réunis de manière à constituer un toron avec des fi- bres de la longueur d'une mèche détordues parmi les filaments continus individuels.
La matière fibreuse peut être distribuée d'une manière égale le long du toron de fils continus, auquel cas on dispose d'un fil qui convient dans les cas où l'on utilise d'une manière générale des fils fi- lés, ou bien la matière fibreuse peut être espacée le long du toron de fils continus sous la forme dtassemblages distincts de fibres, et dans ce cas on obtient un fil fantaisie avec des grosseurs ou noeuds,qui pré- sente de nombreux avantages sur les fils noueux précédemment connus et qui convient pour les cas où l'on utilise d'une manière générale les fils à filaments continus.
Dans la mesure où les fils dans lesquels la matiè- re fibreuse est répartie d'une manière égale le long du toron de fila- ments continus et les fils dont la matière fibreuse est ramassée en as- semblage distincts de fibres sont complètement différents d'aspects et par leur utilité, les deux types de fils de même que les appareils ser- vant à leur fabrication vont être décrits de façon indépendante dans les paragraphes qui vont suivre.
En ce qui concerne les fils dans lesquels la matière fibreuse est distribuée d'une manière égale le long du toron de filaments continus, les nouveaux fils suivant la présente invention ont de nombreux avan- tages surprenants sur les fils habituels. On peut estimer que les possi- bilités des nouveaux fils ressortiront au mieux d'une comparaison entre un fil selon la présente invention comprenant des torons continus de fi- laments de polyester avec des fibres de laine retordues parmi ces torons, et un fil filé habituel composé d'un mélange de fibres de laine et de po- lyester.
Les mélanges de fibres de laine et de fibres de polyester ont été accueillis avec enthousiasme par le public, ces dernières années, par- ce que les tissus faits de ces fibres conservent les plis de façon par- faite, ainsi que leur forme, même quand ils ont été mouillés, et parce qu'ils ont une excellente résistance au froissement et une résistance mé- canique supérieure à celle des tissus pure laine. Toutefois, les tissus obtenus à partir des fils de ce genre tendent gravement, en raison de la présence de fibres de polyester, à s'enrouler et à recueillir des charges électriques statiques.
Les fils préparés selon l'invention à partir de filaments continus de polyester et de fibres de laine, lorsqutils ont été tissés, ne s'enroulent pas parce que la matière en polyester est pré- sente simplement sous la forme de filaments immergés, plutôt que sous la forme de fibres dont la surface est exposée, et ils ne recueillent pas non plus l'électricité statique an même degré que les tissus obtenus à partir de mélanges de fibres de polyester, étant donné que lorsqu'on met un tissu, obtenu à partir des nouveaux fils selon la présente invention, en contacts avec une autre surface ou avec eux-mêmes, le contact est li- mité presque uniquement à des fibres de laine qui s'étendent à partir des filaments continus de polyester immergés.
De plus, les tissus obtenus à partir de fils selon l'invention manifestent sensiblement le même pouvoir de conservation des plis et de résistance au froissement que les tissus obtenus à partir des mélanges traditionnels, et ils ont une plus grande stabilité de dimensions, parce que les fibres de laine sont bloquées dans leur position par les filaments de polyester et ne peuvent se déplacer.
Les tissus obtenus à partir des nouveaux fils sont également caractérisés par une grande résistance, parce que les éléments de polyester entrant dans la composition du fil sont présents sous la forme de filaments con- tinus plutôt que sous la forme d'une fibre obtenue à partir de mèches.
Dans la comparaison ci-dessus, on voit que les éléments cons- titutifs des nouveaux fils selo, l'invention peuvent être choisis de ma- nière à fournir des tissas ayant les avantages souhaités dans une appli-
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cation particulière. C'est ainsi par exemple qu'on peut fabriquer des tis- sus ayant l'apparence du coton et sensiblement la résistance du "NYLON" en utilisant des fils selon la présente invention qui sont composés de filaments continus de "NYLON" et de fibres de coton. De plus, le tissu aura un moindre pouvoir d'absorption de l'eau, un meilleur pouvoir de conservation des plis et une plus grande stabilité des dimensions.
Les nouveaux fils selon l'invention fournissent des tissus qui donnent davan- tage satisfaction, même lorsque les fibres et les filaments ont la même composition chimique que les tissus obtenus à partir de fils contenant uniquement des fibres obtenues à partir de mèches. C'est ainsi par exem- ple qu'un tissu obtenu avec une matière composée à 100 de polyester selon l'invention manifeste en général une tendance moindre à s'enrouler et est caractérisé en plus par une plus grande résistance mécanique, à cause de la présence des torons de filaments continus.
Les fils selon la présente invention dans lesquels la matière fibreuse est rassemblée en assemblages distincts pour fournir un fil con- tenant les filaments continus et des grosseurs ont de nombreux avanta- ges sur les fils noueux précédemment connus, ils se fabriquent plus aisé- ment que les fils à filaments continus et à grosseurs précédemment connus et se fabriquent aussi rapidement que les fils obtenus à partir de mèches et comportant des grosseurs, tels qu'on les connaissait précédemment.
Les fils à grosseurs obtenus à partir de mèches peuvent être fabriqués par modification momentanée et rapide du taux d'étirage sur un métier à fi- ler modifié de telle sorte que certains segments du ruban terminé soient moins étirés que certaines sections du ruban sur chacun des côtés des segments précités, mais un procédé de ce genre ne peut pas être utilisé à la fabrication de fils à filaments continus et à grosseurs. Jusqu'à pré- sent, il a été nécessaire d'une manière générale pour produire un fil à filaments continus et à grosseurs qui donne satisfaction, de recourir à la variation du denier des filaments individuels dans le procécé initial de filage à la presse, et les limites et inconvénients d'un tel procédé sont évidents.
Néanmoins, il a été fabriqué par ce procédé des quantités limitées de fils à filaments continus et à grosseurs, étant donné que les fils filés àgrosseurs ne peuvent pas être utilisés au tissage ou tricota- ge de tissus fins et que les fils à filaments continus sont d'une résis- tance mécanique considérablement supérieurs à celle des fils filés.
Les nouveaux fils à grosseur selon l'invention ont de nombreux avantages sur les fils à grosseurs et à filaments continus précédemment connus de même que sur les fils à grosseurs obtenus à partir de mèches précédemment connus. Par compression avec les fils à filaments continus précédemment connus, les nouveaux fils peuvent être obtenus souvent d'une manière plus économique, et ils peuvent être fabriqués par l'utilisateur du fil de façon à répondre à son propre goût et à ses besoins, alors que précédemment ce dernier était obligé de passer sa commande longtemps à l'avance pour les fils filés à la presse spécialement. Un autre avanta- ge consiste en ce que les nouveaux fils selon l'invention peuvent être ob- tenus dans une gamme très étendue de deniers avec des grosseurs ou noeuds de types et dimensions nombreux et différents.
Par comparaison avec les fils à grosseurs obtenus à partir de mèches précédemment connus, les nou- veaux fils selon l'invention ont l'avantage d'une plus grande résistance mécanique, de même que celui de convenir à l'utilisation pour le tissage de tissus @ fins. Un autre avantage des nouveaux fils à grosseurs selon l'invention sur les fils à grosseurs obtenus à partir de mèches et préoé-. demment connus, de même que par rapport aux fils à grosseurs à filaments continus précédemment connus consiste en ce que les filaments continus du toron et les fibres de la grosseur ou du noeud peuvent avoir des compo-
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sitions qui fassent qu'ils conviennent pour l'utilisation dans les pro- cédés de teinture croisée ou sélective.
Par un choix approprié des matiè- res, il est possible de produire des fils dans lesquels les filaments peuvent être teintés sans que le soient les grosseurs, ou bien les gros- seurs pouvant être teintées sans que le soient les filaments ou bien que les filaments et les grosseurs pouvant être teints dans un seul bain mais dans des couleurs ou nuances différentes. Ceci augmente considérablement l'utilité du fil dans-la confection''des tissus de nouveauté.
Un nouveau procédé de préparation de nouveaux fils de n'importe lequel des types ci-dessus décrits a été découvert et ce procédé doit éga- lement faire partie de la présente invention. Selon ce nouveau procédé, un toron contenant une pluralité de filaments continus subit l'application d'une charge électrique, de préférence par mise en contact intime avec une matière d'une nature différente, de façon que les filaments soient séparés les uns des autres par répulsion mutuelle. On met alors une sec- tion du toron dans lequel les filaments sont séparés les uns des autres en contact avec un dispositif d'alimentation intermittente ou continue en matière fibreuse et on soumet ensuite le toron à un retordage pour détordre ou démêler les fibres qui s'y trouvent.
L'une des caractéristiques dù nouveau procédé consiste en ce qu'on peut l'utiliser avec des fils à filaments continus multiples pratiquement de n'importe quel type ou n'importe quelle composition. Il est évident que, comme il est nécessaire qu'une charge électrique soit appliquée aux filaments, il sera nécessaire que la surface des filaments ait une condue- tibilité telle qu'une charge puisse être conservée pendant la fraction de seconde nécessaire à la séparation des filaments les uns des autres et à la mise en contact de la matière fibreuse avec les filaments séparés.
Les fils capables de conserver une charge superficielle dans des conditions favorables pour une'.'durée de 'une seconde environ-où davantàge sont satisfai- sants et seront désignés -ci-après sous le nom"de fils essentiellement non con- ducteurs .
Tous les fils à filaments continus non métalliques tombent pratiquement dans cette catégorie, à moins, bien entendu, que leur surfa- ce soit revêtue d'une matière qui les rende conducteurs et des exemples de fils à filaments continus qui peuvent être utilisés dans le nouveau procédé selon la présente invention sont les fils en "NYLON", les fils en polyester comme ceux qui sont vendus dans le commerce sous les noms d'or- lon et d'acrylon, les fils en rayonne viscose, les fils en acétate de cel- lulose, les fils de soie, les fils de verre et les fils de protéine syn- thétique.
Il est bien connu que l'homme de l'art que nombre de fils à fila- nents continus multiples, lorsqu'ils viennent du fabricant, sont revêtus d'un agent antistatique qui sert à rendre la surface conductrice et à évi- ter que les fils conservent une charge électrique importante. Dans quel- ques cas, ces agents antistatiques sont d'une efficacité telle qu'ils don- nent lieu à des difficultés dans le nouveau procédé selon l'invention, bien qu'on puisse souvent supprimer ces difficultés en opérant dans une atmosphère à très faible teneur en humidité.
La plupart des agents antis- tatiques ordinairement utilisés ont une conductibilité qui dépend au moins en partie de leur nature hygroscopique, en sorte que,si l'on opère dans une atmosphère à très faible degré d'humidité, l'efficacité de l'agent antistatique est temporairement anéantie. Une telle manière de procéder, si elle donne des résultats satisfaisants, est généralement préférable à l'enlèvement de l'agent antistatique, étant donné qu'après achèvement de l'opération, l'agent antistatique redevient efficace et qu'on évite la nécessité d'une seconde application.
Il est évident que si l'on se heur- te à une difficulté quand on opère en atmosphère sèche, il est généralement
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avantageux d'enlever complètement l'agent antistatique par une opération de lavage ou d'autres techniques connues.
Comme il est nécessaire que les filaments individuels du toron formé de filaments continus soient séparés pour permettre l'insertion de la matière formée de fibres de la longueur d'une mèche, il convient d'u- tiliser autant que possible un toron ayant un faible degré de retordage.
Quand on prépare des fils selon la présente invention, dans lesquels une matière fibreuse de la longueur d'une mèche est distribuée d'une manière égale le long du fil, on obtient les résultats les meilleurs en utilisant un fil composé de filaments continus dont le degré de retordage est nul, étant donné qu'un degré même faible de retordage aura généralement pour résultat qu'il y aura des portions du fil dans lesquelles il n'aura pas été inséré de fibres. Quand on produit des fils à grosseurs selon la pré- sente invention, il est simplement nécessaire d'utiliser un toron formé de filaments continus ayant un degré de retordage suffisamment faible pour permettre une séparation des filaments sur une longueur excédant considérablement celle des grosseurs.
Autrement dit, si l'on désire que les grosseurs aient une longueur de 25 mm, le toron formé de filaments continus ne doit pas être retordu à un degré tel que le retordage ne puis- se pas être facilement défait le long du fil sur une distance suffisante pour permettre à ces filaments continus individuels d'être séparés sur cette longueur sans application d'une force appréciable. On a observé qu'il est avantageux d'utiliser des torons formés de filaments continus n'ayant pas plus d'un tour environ de retordage sur 25 mm de longueur et de pré- férence pas plus d'un demi-tour environ sur 25 mm de longueur, et quand on produit des fils ou torons à grosseurs dont le retordage est plus pro- noncé il peut être avantageux de les détordre de telle sorte que les gros- seurs puissent être insérées plus aisément.
La matière formée de fibres obtenues dans la longueur d'une mè- che est fournie d'une manière particulièrement commode sous la forme d'un ruban ou sous une forme analogue qui permet de l'étirer aisément de façon à l'étaler et à séparer les fibres pour l'introduction dans le toron com- posé de filaments continus. Quand on prépare des fils à grosseurs selon l'invention, les fibres de la longueur d'une mèche peuvent être rompues au dépens d'un toron continu à filaments de longueur indéfinie, à l'instant de l'insertion, mais ceci a pour résultat que toutes les fibres ont sen- siblement la même longueur et sont alignées suivant la même ligne, de sorte que les grosseurs résultantes ne se mélangent pas d'une manière con- nus au fil.
Il est par conséquent avantageux en général, même quand on prépare des fils à grosseurs, d'utiliser une matière qui a été précédem- ment découpée à la longueur de mèches ou qui se présente naturellement dans cette forme.
Le nouveau procédé est efficace indépendamment des caractéristi- ques électriques de la matière fibreuse et ce sont les propriétés élec- triques de la matière formée de filaments continus qui sont d'une impor- tance primordiale. La matière fibreuse peut avoir une surface conductrice ou non conductrice, et, si les fibres sont non conductrices, elles peu- vent être voisines de la matière formée de filaments continus, dans la série triboélectrique, ou indentiques à cette matière, ou très éloignée d'elle dans cette échelle. Cela provient de ce que les fibres sont mises en pla- ce par détordage parmi les filaments continus du toron, et le succès du nouveau procédé ne dépend pas de l'attraction électrostatique entre les fibres et filaments continus du toron.
La matière de la fibre obtenue à partir de mèches peut, d'une ma- nière appropriée, être sensiblement de n'importe quelle composition chi-
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mique et être constituée de matériaux tels que le verre, le bronze ou d'autres métaux, des matières à base de protéine comme la laine, des ma- tières cellulosiques comme le coton, le chanvre, la rayonne viscose ou la rayonne à l'acétate, des matières synthétiques polymérisées comme le "NYLON", des fibres de polyester, des fibres acryliques ou d'autres fi- bres vinyliques.
Des fibres de coton détordues dans des filaments de té- réphtalate de glycol, de polyester ou de rayonne viscose, des fibres de laine dans du "NYLON", des filaments de polyester ou acryliques et des fibres de soie naturelle de la longueur d'une mèche dans des filaments de polyester de glycol et de téréphtalate sont des exemples de combinai- sons qui fournissent des fils avantageux.
Si la charge électrique doit être communiquée par les moyens pré- férés qui consistent à mettre le toron composé de filaments continus en contact avec une matière différente, cette matière différente peut être pra- tiquement n'importe quel objet qui présente une surface solide et non adhé- rente qui ne soit pas usée d'une manière excessive par le contact, et le terme solide dont il a été fait usage ci-dessus doit s'entendre dans un sens large comprenant des matières telles que le verre, et certaines ré- sines qu'on dénomme quelquefois des liquides sur-refroidis.
Des exem- ples précis de matières appropriées comprennent l'ambre, l'ébonite et d'autres matières résineuses dérivées en totalité ou en partie de sour- ces naturelles, des matières résineuses formées de phénol et de formal- déhyde, de polystyrène, de "NYLON" ou d'autres matières résineuses syn- thétiques, des matières céramiques ou vitreuses comme l'argile cuite et verre, le bois ou d'autres matières fibreuses, et l'acier, le bronze ou d'autres métaux. Alors que la charge peut être créas par simple mise en contact intime l'une avec l'autre des deux matières dissemblables, on ob- tient d'une manière générale de meilleurs résultats s'il y a un mouve- ment de friction entre les deux matières dissemblables.
On obtient éga- lement de meilleurs résultats si la matière avec laquelle le toron com- posé de filaments continus doit être mis en contact ou contre laquelle il doit être frotté est aussi éloignée que possible du toron dans la série triboélectrique, et comme la polarité de la charge communiquée au toron n'est pas essentielle, en ce qui concerne la réalisation du procédé, la substance avec laquelle il faut mettre le toron en contact pour produire la charge électrique peut se trouver d'un côté ou de l'autre du toron dans la série triboélectrique. Des exemples précis de combinaisons avan- tageuses sont constitués par une surface formée d'ébonite ou d'une rési- ne de phénol et de formaldéhyde pour des mèches de "NYLON", de verre,de soie naturelle ou de rayonne viscose,
et une surface de verre pour des mèches de rayonne à l'acétate ou des filaments acryliques comme ceux qui sont vendus dans le commerce sous le nom d'Orlon.
Alors qu'il est simplement nécessaire que les nouveaux fils se- lon la présente invention contiennent une pluralité de filaments continus entre lesquels la matière fibreuse obtenue à partir de mèches est détor- due, le toron contenant des filaments continus à partir duquel on prépa- re les fils de préférence contenir au moins dix filaments continus envi- ron, étant donné que, si le nombre de ces filaments est inférieur à ce chiffre, la matière obtenue à partir de mèches ne peut pas être fixée con- venablement en place. Un autre avantage de l'utilisation de torons for- més de filaments continus et contenant au moins dix filaments environ consiste en ce qu'ils sont plus aisément disponibles et généralement moins coûteux que les torons composés d'un nombre moindre de filaments conti- nus.
Il n'y a pas de limite supérieure en ce qui concerne le nombre des filaments que le toron formé de filaments continus peut contenir, excepté la limite qui est imposée par la possibilité de trouver à se fournir.en
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ces torons. Dans quelques cas, on peut réunir deux torons d'un denier moin- dre que celui qu'on désire, mais aisément disponibles, pour fournir un toron unique et augmenter par ce moyen le nombre total de filaments, et il est un fait que cette manière de procéder offre l'avantage supplémentai- re, dans la fabrication de fils avec des mèches courtes également espacées et espacées d'une manière aussi continue que possible tout le long du fil,
que quelques tours provenant d'un retordage accidentel existant initiale- ment dans l'un des torons de faible denier ou un retordage résultant de ce dernier se trouvant dans le toron retiré du paquet, ne donne lieu à aucune coïncidence avec le retordage accidentel dans le second toron de faible denier, en sorte que le fil terminé est plus uniforme.
Le rapport entre la matière fibreuse et la matière formée de fi- laments continus peut varier entre des limites étendues et dépend dans une certaine mesure de l'utilisation envisagée pour le fil. Si on n'est pas intéressé à la production de fils ayant l'apparence générale de fils filés et si on est intéressé seulement à l'obtention d'un nouvel aspect comme celui qu'on peut obtenir avec des fils à grosseurs, le pourcenta- ge de matière fibreuse peut être aussi bas qu'une fraction d'un pour cent, mais si on désire que le fil ait l'apparence générale d'un fil filé, on obtient les résultats les meilleurs généralement à partir de combinai- sons dans lesquelles les fibres de'la longueur d'une mèche représentent 30 à 80 % environ, en poids, du fil.
L'appareil du fil selon l'invention dans lequel la matière fibreuse de la longueur d'une mèche est distribuée d'une manière égale et où le toron représente 40 % environ ou davanta- ge du poids total, est presque identique à celle d'un fil filé, excepté qu'en général il est plus uniforme et que la saillie ou dispersion des fibres longues est généralement un peu moindre. Dans la plupart des cas, il n'est pas avantageux d'utiliser la matière formée de mèches dans des pourcentages supérieurs à 80 % environ, étant donné que cela demande l'in- sertion d'une plus grande proportion de retordage et que les fils commen- cent à perdre une partie de leurs caractéristiques avantageuses communiquées par les torons formés de filaments continus.
Toutefois, il y a des excep- tions, et un cas où il peut être souhaitable de dépasser ce chiffre est celui de la fabrication de fils pour des tissus d'été légers dans lesquels la matière formée de filaments continus, bien qu'elle soit présente dans des proportions très faibles, peut servir à accroître de façon appréciable la résistance minimum à la rupture. Cela rend possible la fabrication de' tissus extrêmement légers, et c'est ainsi par exemple qu'on peut tisser un tissu qui est voisin par son aspect et sa résistance à un bon tissu de laine des pays chauds, mais qui ne pèse que la moitié de ce dernier.
Le degré de retordage supplémentaire qui doit être introduit dans le toron formé de filaments continus à la suite de son contact avec une source appropriée de fibres formées de mèches, en vue de fixer d'une ma- nière plus appropriée la matière fibreuse à sa place, doit être d'au moins cinq tours environ sur une longueur de 25 mm, et de préférence d'au moins dix tours sur cette longueur. Ce retordage supplémentaire rassemble les filaments continus de la mèche, bien qu'ils soient en mesure de retenir les restes de la charge statique précédemment communiquée, et cela fixe ainsi les fibres solidement à leur place en sorte qu'elles ne sont pas fa- cilement délogées.
Il n'y a pas de limite supérieure au degré de retorda- ge qu'on peut introduire, en ce qui concerne la réalisation possible du nouveau procédé, étant donné que plus le retordage est prononcé, plus les fibres sont solidement fixées à leur place. Toutefois, un retordage exces- sif dans les nouveaux fils selon la présente invention aura, comme dans n'importe quel fil, pour effet de produire des caractéristiques qui en ren- dent la manipulation malaisée,
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Alors que le nouveau procédé peut être mis en oeuvre à la main, un nouvel appareil a été inventé pour mettre ce procédé en oeuvre plus efficacement, et cet appareil doit être considéré comme faisant partie de la présente invention.
Ce nouvel appareil comprend un moyen de commu- nication d'une charge électrique au toron formé de filaments continus, et est réalisé de préférence sous la forme d'un organe rotatif agencé de façon à tourner au contact du toron, des moyens pour amener le toron, avec ses filaments largement séparés les uns des autres, en contact avec une source fournissant des fibres, et des moyens pour retordre ensuite le to- ron, de telle sorte que les fibres soient détordues parmi les filaments individuels de ce dernier.
Les moyens cités en dernier lieu peuvent pren- dre la forme d'une broche traditionnelle de filature avec anneau et cur- seur, tandis que les moyens pour amener le toron en contact avec l'assem- blage de filaments de préférence la forme d'un banc d'étirage agencé de façon que la matière formée des filaments ne passe à travers ce dispositif qu'en traversant la dernière paire d'éléments.
Deux formes de réalisation préférée de l'appareil de fabrication des nouveaux fils selon l'invention vont être décrites ci-après en regard des dessins annexés, dans lesquels ; - la figure 1 est une vue schématique en perspective, avec les organes principaux en place, d'un dispositif convenant pour la fabrication de fils dans lesquels une matière fibreuse de la longueur d'une mèche est distribuée d'une manière égale sur toute leur longueur; - la figure 2 est une coupe en travers sensiblement suivant la ligne 2-2 de la figure 1;
- la figure 3 est une vue schématique en perspective, avec la partie principale à sa place, d'une forme modifiée de l'appareil représen- tée dans la figure 1 et convenant pour l'utilisation à la fabrication de fils à grosseurs ou de fils dans lesquels une matière fibreuse obtenue sous la forme de longueurs égales à celle d'une mèche est distribuée d'une manière égale le long du fil; - la figure 4 est une coupe en travers sensiblement le long de la ligne 4-4 de la figure 3.
Sur les dessins joints, et plus spécialement dans les figures 1 et 2, 10 désigne un paquet d'alimentation en fil se présentant par exem- ple sous la forme d'un cône, d'un écheveau, d'une canette ou sous une for- me analogue d'un fil à filaments multiples d'un type capable de recevoir l'application d'une charge statique. Un guide en queue de cochon désigné par 12 est placé au-dessus du paquet 10 de telle sorte qu'on puisse faci- lement retirer du paquet, sans former de brèches, l'extrémité d'un fil ou le toron 13.
Immédiatement en-dessous du guide 12 en queue de cochon se trouve un dispositif de tension désigné par 14 qui comprend une paire de dispositifs de tension à disques entre lesquels on fait passer le fil de telle sorte qu'il puisse être mis sous tension dans la portion de chemin suivie par le fil immédiatement ensuite.
Il est désigné d'une manière générale par 16 un dispositif d'élec- trification pour communiquer une charge statique à l'extrémité du fil 13.
L'ensemble 16 comprend un arbre 18 supporté, de manière à pouvoir tour- ner, à chacune de ses extrémités par des coussinets anti-friction désignée 20 et 22, cet arbre étant agencé de façon à pouvoir être entraîné dans un mouvement de rotation rapide par un moteur électrique 24 agissant par l'in- termédiaire d'un arbre d'entraînement 26. Dans des rainures diamétralement opposées et s'étendant dans le sens de la longueur dans l'arbre 18 sont logés une paire d'organes 28 et 30 (voir figure 2) semblables à une lame
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agencée de façon à venir au contact avec frottement contre l'extrémité de fil 13 et de façon à communiquer à cette extrémité de fil une charge sta- tique lorsqu'on fait tourner l'arbre 18 par le moteur 24.
Les lames sail- lantes 28 et 30 peuvent être en n'importe quelle matière différente de celle du toron 13, mais, ainsi que cela a été exposé ci-dessus, elles sont de préférence en une matière qui est très éloignée de la composition du toron 13, dans la série triboélectrique.
A l'arrière de l'ensemble 16 se trouve un banc d'étirage à trois éléments, désigné d'une manière générale par 32 et comportant une paire de galets arrière 34, une paire intermédiaire d'élémënts 36 et une paire de délivrance 38. Le banc d'étirage 32 peut être et est de préférence du type qu'on rencontre d'une manière générale dans un métier à tisser tradi- tionnel et bien que les éléments intermédiaires aient été représentés par commodité comme ne comprenant qu'une paire de galets il va de soi qu'on peut utiliser d'une manière appropriée un banc d'étirage long dans lequel les éléments intermédiaires comprennent une paire de courroies de trac- tion ov d'organes analogues.
Dans cette réalisation de l'invention, le banc d'étirage est entraîné d'une manière traditionnelle, de telle sorte que les trois éléments sont réunis les uns aux autres cinématiquement et que les éléments intermédiaires et les galets de délivrance sont ac- tionnés de façon à avoir une vitesse superficielle plus grande que les éléments arrière du banc.
A l'avant du banc d'étirage 32 se trouve un guide 40 en queue de cochon qui est agencé de façon à recevoir un ruban de fil à partir du banc d'étirage et à guider ce dernier vers un dispositif traditionnel de filature ou de retordage désigné par 42. Le dispositif 42 comprend une bobine 44 qui peut tourner d'une manière connus et recueillir une cer- taine provision de fil indiquée par 46. Ce dispositif comprend également un anneau habituel de filature 48 qui porte un curseur 50 pouvant tour- ner autour de la bobine 44 d'une manière traditionnelle lorsque le fil subit le retordage et est enroulé sur la bobine.
A l'arrière du banc d'étirage 42 se trouve une réserve 52 de ma- tière fibreuse obtenue à partir de mèches, réserve qui peut, d'une manière appropriée, avoir la forme d'une bobine, d'une canette ou d'un dispositif analogue. La matière fibreuse de la longueur d'une mèche qui se présente de préférence sous la forme d'un ruban de corde passe de la réserve 52 aux galets arrière du banc d'étirage 32, d'une manière traditionnelle.
Il ressort de ce qui a été exposé ci-dessus qu'un appareil comme celui qui a été décrit ci-dessus peut aisément être dérivé d'un métier à tisser traditionnel par simple addition de l'ensemble 16 et du moteur 24 pour sa commande. L'appareil tel qu'il vient d'être décrit peut être dérivé d'une manière semblable d'un banc de retordage habituel, excepté que, dans ce cas, il est nécessaire de munir le banc de galets d'étira- ge.
En fonctionnement, on tire à travers le guide 12 et le disposi- tif de tension 14 un toron provenant de-la réserve 10, et on le fait passer ensuite autour du dispositif 16 d'électrification. On fait ensuite passer le toron vers le bas entre une paire de galets de délivrance et les élé- ments intermédiaires du banc d'étirage 32 pour revenir entre les galets de la paire de délivrance au guide 40 en queue de cochon et au dispositif à broche 42. Une extrémité du ruban ou de l'élément analogue passe de la réserve 52 aux éléments arrière du banc d'étirage 32 où elle passe à tra- vers le banc d'étirage de la manière habituelle.
On met ensuite en mar- che le moteur 24 pour produire un contact de frottement entre les lames 28 et 30 et l'extrémité 13 du fil, puis on met en marche le dispositif
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de filature 42 et le banc d'étirage 32.
Lorsque le toron 13 passe à travers le dispositif d'électrifica- tion 16, il est alternativement mis sous tension et relâché en raison de la rotation de l'arbre 18 et de la saillie excentrique des lames 28 et 30.
En même temps, les filaments continus contenus dans le toron 13 s'élec- trifient par le contact de frottement avec les lames 28 et 30, et cela a pour effet qu'ils se repoussent mutuellement. Au cours des périodes pen- dant lesquelles le toron 13 est relâché, les filaments continus se sépa- rent par suite de leur répulsion mutuelle et pénètrent entre les galets de délivrance 38 à l'état espacé les uns des autres.
L'extrémité du ruban 53 pénètre donc entre les galets de la paire de délivrance 38 à l'état étalé et en forme de ruban, du fait qu'il est étiré entre les galets de la paire arrière et les éléments intermédiaires du banc d'étirage 32, et, lorsque la bande ouverte de fibres vient au contact des filaments continus et séparés du toron 13, les fibres tendent à être repoussées partielle- ment entre les filaments par la pression de la paire 38 de galets de dé- livrance. Lorsqu'il quitte la paire de galets de délivrance 38, le toron formé de filaments continus est immédiatement retordu de façon à détordre la matière formée de mèches courtes entre les filaments continus et à les bloquer de cette manière de leur position.
Dans les figures 3 et 4, 60 désigne une réserve de fil sous la forme d'un cône, d'un écheveau ou sous une forme analogue de fil formé de filaments multiples d'un type capable de recevoir une charge statique.
Un guide en forme de queue de cochon désigné par 62 est disposé au-dessus de la réserve 60 de fil, de telle sorte qu'une extrémité de fil ou mèche 63 peut facilement être détordue, et immédiatement en dessous du guide 62 se trouve un dispositif de tension 64 comprenant une paire de disposi- tifs de tension à disques entre lesquels le toron 63 peut passer de fa- çon à pouvoir être soumis à une tension dans la section du chemin que le fil parcourt immédiatement ensuite.
Dans la mesure où le présent procédé demande qu'une charge sta- tique soit communiquée au fil formé de filaments continus multiples, et comme ces fils ont davantage tendance à recueillir une charge statique quand ils sont à l'état sec, cette forme de réalisation de l'invention est représentée comme comportant des moyens pour faire sécher le fil. L'ap- pareil qui sert à accomplir cette opération comprend un ventilateur 66 refoulant de l'air à travers un conduit 68 et ensuite à travers un certain nombre de tubes courts dont l'un est désigné par 70 et est représenté comme mis en place sur le chemin de l'extrémité de fil 63.
Le ventilateur est entraîné par n'importe quel moyen approprié, comme un moteur électrique 72 relié par des conducteurs électriques appropriés 74 à une source d'é- nergie électrique, Pour que l'air distribué par le conduit 68 se trouve à une température supérieure à la température de la pièce et soit ainsi capable d'exercer un plus grand effet de séchage, une section 76 du con- duit reliant le ventilateur 66 au conduit 68 est munie de préférence d'é- léments chauffants tels que des éléments à résistance désignés par 78.
Les éléments à résistance 78 sont reliés à une source appropriée d'éner- gie par des conducteurs électriques 80. Un interrupteur unique 82 peut être utilisé pour faire fonctionner à la fois le moteur électrique 72 et les éléments chauffants 78.
Le tube 70 est représenté comme placé sur le chemin du fil immé- diatement en dessous et en avant du dispositif 64 de mise sous tension, et il est agencé de façon à recevoir une extrémité de fil 63 à travers un orifice 84 ménagé dans le conduit 68. Pour éviter l'utilisation d'un outil d'enfilage, le tube 70 et le conduit 68 peuvent être munis d'une
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fente étroite désignée par 86, de telle sorte que l'extrémité du fil puis- se simplement être tirée suivant son chemin correct de circulation.
88 désigne d'une manière générale un dispositif d'électrifica- tion servant à communiquer une charge statique au fil à filaments conti- nus multiples. L'ensemble 88 comprend un arbre 90 agencé de façon à être entraîné dans un mouvement rapide de rotation par n'importe quels moyens appropriés, comme par exemple un moteur électrique 92. Dans une rainure appropriée ménagée dans l'arbre 90 et s'étendant sur une partie de la lon- gueur de ce dernier est engagée une pièce de frottement ou lame 94 agen- eée de manière à entrer en contact de frottement avec l'extrémité de fil
63 et de façon à lui communiquer une charge statique.
Ainsi que cela a été exposé ci-dessus, la lame 94 est exécutée de préférence en une matiè- re très éloignée de la matière du toron 63 dans la série triboélectrique,
Pour que le fil 63 à filaments continus multiples ne soit tou- ché par la lame 94 que lorsqu'on le désire, on prévoit de préférence un écran courbe mobile désigné par 96. L'écran courbe 96 pivote autour de l'axe de l'arbre 90 de façon à pouvoir passer dans une position dans la- quelle il maintient l'extrémité de fil 63 hors du contact de la lame 94 ou dans une position dans laquelle il est complètement séparé du contact d'avec cette extrémité de fil, comme on le voit clairement dans la fi- gure 2.
A l'arrière du dispositif 88 est disposé un banc d'étirage à trois éléments, désigné dans son ensemble par 98 et comportant une paire 100 de galets arrière, une paire 102 de galets intermédiaires et une paire 104 de galets de délivrance. Le banc d'étirage 98 peut être et est de préfé- rence du type qu'on rencontre généralement dans un métier de filature ha- bituel, excepté que, dans cette forme de réalisation de l'invention, la paire de galets de délivrance est entraînée indépendamment des autres or- ganes du banc d'étirage. Dans la figure 3, les organes qui assurent l'en- traînement de la paire 104 de galets de délivrance comprennent un arbre 106 et un moteur électrique 108.
Le moteur électrique est représenté comme entraînant directement l'arbre 106, mais on conçoit que la figure 3 est simplement schématique et qu'on peut prévoir un dispositif approprié de réduction de la vitesse de rotation des galets de délivrance 104 à une valeur convenable. Les moteurs électriques 108 et 92 peuvent être branchés en parallèle par des conducteurs électriques 110 et 112 et commandés au moyen d'un interrupteur unique 114, étant donné qu'il est souhaitable que les deux moteurs soient toujours en fonctionnement en même temps toutes les fois qu'on utilise l'appareil.
Les paires arrière et intermédiaire 100 et 102 de galets du banc d'étirage 98 sont agencées de façon à être utilisées soit pour l'intro- duction d'un bouton floche de fibres dans le toron 63 à filaments continus multiples, soit pour assurer l'alimentation continue en une matière fibreu- se pour le toron 63 lorsqu'il est conduit du dispositif 88, par l'inter- médiaire du galet supérieur de la paire 104 et en retour, entre les deux galets. La matière fibreuse est fournie de préférence sous la forme d'un ruban de carde en une fibre obtenue à partir de mèches, dont une alimen- tation convenable ou appropriée est désignée par 116 et représentée sous la forme d'une bobine, d'une canette ou d'une masse analogue.
Une extré- mité 118 provenant de l'alimentation 116 est représentée sur les dessins comme étant avancée entre les galets de la paire arrière 100 du banc d'é- tirage 98, et, à partir de ce point, elle se transporte vers la paire de galets intermédiaires 102 d'une manière traditionnelle.
Il faut prévoir un dispositif séparé pour entraîner les paires arrière à deux galets du banc d'étirage 98, étant donné que, dans la pro-
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duction de fils à grosseurs, le fonctionnement de ces éléments doit être intermittent, et, dans la figure 3, les organes d'entraînement sont repré- sentés comme comprenant un arbre tournant 120 qui s'étend de la paire ar- rière 100 de galets à un moteur électrique 122. Il est de nouveau évident que, bien que la liaison ait été représentée comme directe dans la figure 3 des dessins joints, il convient de prévoir des réducteurs appropriés, de façon que la paire de galets 100 soit entraînée à une vitesse conve- nable. La paire de galets 102 est entraînée à partir de l'arbre 120 par la roue dentée 124, la roue dentée folle 126, la roue dentée 128 et l'ar- bre 130.
Comme dans le fonctionnement habituel, la paire de galets 102 doit être entraînée à une vitesse supérieure à celle de la paire de ga- lets 100, de telle sorte qu'il y ait un étirage du toron 118 entre les deux paires de galets.
A l'avant du banc d'étirage 98 se trouve un guide 132 en queue de cochon qui est agencé de façon à recevoir l'extrémité de fil 63 à la sui- te de son départ de la paire de galets 104. Immédiatement en dessous du guide 132 se trouve un dispositif traditionnel de filature ou à broche de retordage, désigné d'une manière générale par 134, et comprenant une bro- che 136 sur laquelle a été placée une bobine 138 agencée de façon à re- cueillir un approvisionnement de fil 140. Un anneau traditionnel de fila- ture 142 avec un curseur tournant 144 constitue également une partie du dispositif 134.
La broche 136 est entraînée d'une manière habituelle par le contact avec une section à poulie 146 comprenant une courroie 147 qui passe autour d'une poulie 148 entraînée, sur le dessin, par le moteur 108 par l'intermédiaire d'une roue dentée 149 montée sur l'arbre 106, des roues dentées 150 et 151 sur l'arbre 152, des roues dentées 153 et 154 sur l'arbre 155 et de la roue dentée 156 sur un arbre 157 portant la pou- lie 148. Toutefois, il va de soi que le dessin ne représente pas l'agence- ment effectivement nécessaire à l'entraînement du dispositif 134 de com- mande de la broche, et qu'il est simplement nécessaire que la paire 104 de galets avant du banc d'étirage 98 et le dispositif de filature 134 puissent et soient entraînés de préférence par une source commune d'éner- gie.
158 désigne une source d'impulsions électriques, d'une fréquence de préférence quelconque, et constituée d'une manière appropriée par un dispositif du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.622.282 du 23 décembre 1952 ou par n'importe quel autre dispositif servant à fournir des impulsions d'énergie électrique d'une durée contrô- lée. Les impulsions fournies par la source 158 sont transmises dans l'un des cas par des conducteurs 160 à un solénoïde 162 muni d'un noyau 164 d'un agencement et d'une construction traditionnels. Le noyau 164 est relié par un conducteur flexible 166 à un organe élastique 168 dont l'une des extrémités est fixée à un support approprié.
Le conducteur flexible 166 entre le noyau 164 et le ressort 168 est enroulé à raison d'un ou davantage de tours autour d'un organe cylindrique 170 placé sur le pro- longement de l'axe de rotation de l'arbre 90 et relié par un bras 172 à l'écran 96 de manière à assurer une manoeuvre. Le conducteur 166 est d'u- ne longueur telle que des organes élastiques 168 retiennent normalement le noyau 164 en partie retiré du solénoïde 162 lorsque ce dernier n'est pas excité, et la position réciproque de l'organe 170 par rapport au con- ducteur 166 est telle que, lorsque le solénoïde 162 n'est pas excité, l'écran 96 est dans une position telle qu'il n'y ait pas contact entre le toron 63 et la lame 94.
Lorsque le solénoïde est excité, le noyau 164 se déplace en sens contraire de l'action du ressort 168 en faisant ainsi tourner l'écran 96 de façon à permettre le contact du toron 63 avec la lame 94.
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Les impulsions électriques venant de la source 158 sont également transmises par un conducteur 174 à un dispositif électrique de temporisa- tion 176. On trouve auprès de différentes sources du commerce des disposi- tifs électriques de temporisation convenant à l'utilisation dans l'appa- reil selon la présente invention, aussi l'agencement exact de cet élément ne constitue-t-il pas un élément de la présente invention. On a obtenu d'excellents résultats avec un relais de temporisation électronique cons- truit par la Société dite : Général Electric Company.
Le dispositif est agencé de façon à être activé par l'impulsion reçue à travers les conduc- teurs 174 et pour transmettre à un instant ultérieur dont le retard est sélectionné et suffisant pour permettre qu'un point du toron 63 passe du dispositif 88 à la paire 104 de galets de délivrance du dispositif d'éti- rage 98, une impulsion électrique par les conducteurs 178 au moteur 122.
Le dispositif électronique de temporisation est réglé de préférence de façon que l'impulsion transmise avec un certain retard au moment 122 s'a- chève en même temps que l'impulsion transmise au solénoïde 162 par les conducteurs 160.
Il ressort de ce qui a été exposé ci-dessus qu'un appareil selon cette forme de réalisation de la présente invention peut également être dérivé d'un métier ordinaire de filature par simple addition du disposi- tif 88, du dispositif de séchage du toron comprenant le ventilateur 66 et le conduit 68, et le dispositif de tension 64. Le métier de filature n'a besoin d'être modifié que par débranchement des paires arrière de ga- lets du banc d'étirage, dont le métier à tisser est muni, d'avec leurs organes traditionnels d'entraînement, et par continuation de l'entraîne- ment de la manière traditionnelle, au moyen du moteur qui commande la broche de filature, de la paire avant de galets.
Un moteur séparé action- né par une source d'impulsions électriques et par un dispositif électro- nique à retardement est alors prévu pour commander les éléments arrière du banc d'étirage. L'appareil selon cette forme de réalisation de la pré- sente invention peut être construit d'après un banc traditionnel de re- tordage, excepté que, dans ce cas, il est nécessaire de munir le banc de galets d'étirage.
Pour la production de fils à grosseurs, on fait passer depuis le paquet 60 un toron à travers le guide 62, le dispositif de tension 64, et on le tire ensuite par la fente 86 dans le tube 20. L'extrémité du fil est ensuite passée autour du dispositif 88, par dessus et entre la paire 104 de galets de délivrance du banc d'étirage 98, et ensuite à travers le guide 136 jus qu'au dispositif à broche 134. Un second toron obtenu de préférence à partir de matières fibreuses de la longueur d'une mèche est conduit depuis le paquet 116 entre la paire 100 de galets arrière et la paire centrale 102 de galets du banc d'étirage 98. L'appareil est alors prêt à fonctionner, et on peut former l'interrupteur 82 pour mettre en mar- che le ventilateur 66 et faire chauffer les éléments 78 à résistance.
Après quelques instants, qui doivent permettre aux éléments à résistance de s'échauffer et à la portion de toron 63 qui se trouve dans le tube 70 d'avoir séché complètement, on peut fermer l'interrupteur 74 pour met- tre en marche les moteurs 108 et 92 et on peut exciter la source d'impul- sions électriques 158 pour fournir d'une manière intermittente du cou- rant au moteur 122 et au solénoïde 162.
Lorsque la source 158 produit une impulsion électrique, celle-ci est transmise simultanément au solénoïde 162 et au dispositif électro- nique temporisé 176. Immédiatement, le noyau 164 est tiré vers le bas de telle sorte que l'organe 170 tourne pour retirer l'écran 96 jusque dans une position inactive, de telle sorte que le toron 63 soit touché par la lame 94 qui tourne rapidement. Le contact entre la lame 94 et le toron
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63 a pour effet que les filaments continus du toron 63 acquièrent chaque fois une même charge, de telle sorte qu'ils exercent une répulsion mutuelle les uns sur les autres et tendent à être séparés les uns des autres lo plus , - La lame 94 et l'arbre 90 contribuent également au bon fonction- nement du nouvel appareil à divers autres points de vue.
En premier lieu, comme la lame tourne en sens contraire du mouvement d'avancement du toron 63, elle tend à retenir le retordage et également à exercer un effet de formation d'un ruban, de telle sorte que les filaments continus du toron 63 sont incités à s'engager dans l'intervalle de pincement des galets de délivrance 104 à l'état espacés les uns par rapport aux autres et paral- lèlement les uns aux autres. De plus, la saillie excentrique de la lame 94 par rapport à la lame 90 a pour effet de tendre et de relâcher alter- nativement l'extrémité 63. Les périodes de relaxation permettent aux fi- laments continus du toron 63 de se séparer au maximum et à un degré qui n'est pas possible lorsque le toron est soumis à une tension continue, tandis que les périodes de tension rendent possible un contact approprié à frottement du toron 63 avec la lame 94.
Après l'écoulement d'un intervalle de temps dont la durée a été sélectionnée au préalable, l'impulsion produite par la source 158 atteint le dispositif 176 à manoeuvre différée ou de retardement, l'impulsion est transmise au moteur 122 qui met en marche les deux éléments arrière du dispositif d'étirage 98. La rotation de ces galets a pour effet de faire avancer le ruban 118 jusque l'intervalle de pincement de la paire de ga- lets 104 où il est comprimé et mis en contact avec les filaments continus séparés du toron 63 et où il se détord parmi les filaments continus du toron lorsqu'il quitte les galets de délivrance 104, à la suite de quoi il est retordu par le dispositif à broche 134.
Etant donné que les galets de la paire 102 tournent plus vite que ceux de la paire 100, on voit que le ruban 118 est étiré de telle sorte que les fibres qui s'y trouvent sont étalées et transformées en un ruban, d'une manière traditionnelle.
Si on le désire, on peut actionner la paire de galets 104 à une vitesse supérieure à celle de n'importe lequel des éléments arrière du banc d'é- tirage, de telle sorte qu'on obtient un étirage supplémentaire et une transformation en ruban entre la paire 102 et la paire 104 de galets. L'é- tirage du ruban de carde 118 et sa transformation en un ruban étiré au cours de son passage à travers le banc d'étirage 98 présentent de l'im- portance, étant donné que cela permet un malaxage plus doux des fibres dans le toron 63 et que cela permet aux fibres d'être plus complètement saisies entre les filaments individuels et continus du toron 63 lorsqu' il sort des galets de délivrance 104 et qu'il est retordu par le dispo- sitif à broche 134.
Après un intervalle de temps d'une durée convenablement sélec- tionnée au préalable, l'impulsion électrique fournie par la source 158 s'achève. L'un des résultats de l'achèvement de l'impulsion provenant de la source 158 consiste en ce que le noyau 164 est tiré vers le haut par le solénoïde 162 par l'élasticité du ressort 168, ce qui a pour résul- tat, à son tour, de faire tourner l'organe 170 et de mettre l'écran 96 en place de façon que le toron 63 ne soit pas davantage au contact de la lame 94. Cela permet au retordage qui s'est accumulé au-dessus du dis- positif 88 de passer et ensuite d'être distribué d'une manière égale dans le toron 63 au cours de son transport vers le dispositif de retordage 134.
L'achèvement de l'impulsion provenant de la source 158 a également pour résultat la désexcitation du moteur 122 et l'arrêt de la commande de la paire de galets 100 et de la paire de galets 102. Comme la paire de galets 104 continue de fonctionner, le ruban 118 est rompu entre'la paire de galets 104 et la paire de galets 102, et l'extrémité arrière est
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liée dans le toron 63. Ceci achève le cycle, et l'appareil continue de fonctionner simplement en banc de retordage, jusqu'à ce qu'à un moment ul- térieur quelconque une nouvelle impulsion électrique soit fournie par la source 158.
Pour la production de fils dans lesquels des fibres de la longueur d'une mèche sont également réparties le long du toron à filaments conti- nus, on fait fonctionner l'appareil représenté dans les figures 3 et 4 exac- tement comme cela a été décrit ci-dessus, excepté que la source d'impulsion électrique 158 et le dispositif de retardement électronique 176 sont mon- tés ou shuntés de manière à assurer une fourniture contenue d'énergie au solénoïde 162 et au moteur 122.
Le fonctionnement continu du moteur 122 a pour effet que les éléments arrière du banc d'étorage 98 fournissent une alimentation égale et continue en fibres de la longueur d'une mèche qui doivent être détordues dans le toron 63, tandis que l'excitation continue du solénoïde 162a pour résultat que l'écran 96 est constamment retenu dans une position où il n'est pas en action de telle sorte que le toron 63 est électrifié d'une manière uniforme lorsqu'il est avancé vers les galets de délivrance 104 du banc d'étirage 98.
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The present invention relates to improved yarns and more particularly to yarns formed in part by a material formed from continuous filaments and in part by a material made from fibers the length of a roving, as well as to new ones. methods and apparatus for producing such yarns.
The yarns in use today can be conveniently divided into two types, each of which has its advantages and applications. One of the types of yarn used heretofore has been obtained by spinning fibrous materials including animal fibers, vegetable fibers and synthetic fibers in rovings. The fabrics obtained from these yarns have the advantage of good insulating power, an advantageous body and, when desirable, that of lack of transparency. Spun yarns have the drawback of relatively low strength and further drawbacks peculiar to the special type of fiber or fibers used in their construction.
Thus, for example, the yarns obtained by spinning animal fibers, such as wool, are not very suitable for washing, while the yarns obtained from vegetable fibers, which, unlike wool, wash well, lack body, insulating power and the richness of wool, and are characterized by low wrinkle retention, low resistance to ripple, and high moisture absorption.
The yarns obtained by spinning synthetic fiber which often have good crease retention power, good resistance to crimping, low water absorption power and which are perfectly washable, have one or more several of the drawbacks consist of a cold touch, low tensile strength, a tendency to build up and retain static electric charges or the drawback of tending to severely roll up when it is was made of fabrics.
The threads formed from continuous filaments are widely used in cases where there is no disadvantage to the transparency of the fabric or else when this transparency is desired. While continuous filament yarns have the advantage of greater strength, they have the disadvantage of giving fabrics of low insulating power from the calorific point of view, the disadvantage, often, of collecting static electric charges, and that of not being suitable for making fabrics of desirable opacity and body for apparel fabrics and the like.
At least one attempt has been made to make a yarn having the advantages of both yarns formed from continuous filaments and yarns obtained from rovings, by using a strand formed from a yarn composed of continuous filaments. serving as a core, and surrounded by a helix of a spun thread. Threads of this kind, however, have had no commercial success because, when trying to weave the thread, the helix of spun thread loosens until it forms a knot and thereby breaks the thread. strand of spun yarn and until it allows it to slide along the core formed of continuous filaments, thus leaving the bare core exposed for a certain length until this state is recognized by the worker and the ma- china using wire be stopped.
According to the present invention, there are provided yarns composed partly of continuous filaments and partly of fibrous materials obtained from rovings, which overcome the difficulties observed with the core yarns described above and which allow the advantages to be obtained. both spun yarns and continuous filament yarns, with a few recognized drawbacks and even none of these drawbacks. The yarns according to the present invention comprise a plurality of
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Continuous filaments united to form a strand with strand-length fibers untwisted among the individual continuous filaments.
The fibrous material may be evenly distributed along the strand of continuous yarns, in which case a yarn is available which is suitable in cases where spun yarns are generally used, or else the fibrous material can be spaced along the strand of continuous yarns as separate assemblies of fibers, and in this case a fancy yarn with sizes or knots is obtained, which has many advantages over the previously known knotty yarns and which is suitable for cases where continuous filament yarns are generally used.
In so far as the yarns in which the fibrous material is evenly distributed along the strand of filament yarns and the yarns in which the fibrous material is picked up in separate assemblages of fibers are completely different from aspects and by their utility, the two types of wire as well as the apparatuses used in their manufacture will be described independently in the paragraphs which follow.
With respect to yarns in which the fibrous material is evenly distributed along the strand of continuous filaments, the new yarns according to the present invention have many surprising advantages over conventional yarns. It can be estimated that the possibilities of the new yarns will emerge best from a comparison between a yarn according to the present invention comprising continuous strands of polyester filaments with wool fibers twisted among these strands, and a conventional spun yarn. made of a blend of wool and polyester fibers.
Blends of wool fibers and polyester fibers have been enthusiastically received by the public in recent years because fabrics made from these fibers perfectly retain pleats, as well as their shape, even when they got wet, and because they have excellent crease resistance and mechanical resistance superior to that of pure wool fabrics. However, fabrics obtained from such yarns have a severe tendency, due to the presence of polyester fibers, to curl and collect static electric charges.
The yarns prepared according to the invention from continuous filaments of polyester and wool fibers, when woven, do not wind because the polyester material is present simply in the form of submerged filaments, rather than in the form of fibers with an exposed surface, and they also do not collect static electricity to the same degree as fabrics obtained from blends of polyester fibers, since when putting a fabric, obtained at From the new yarns according to the present invention, in contact with another surface or with themselves, the contact is limited almost only to wool fibers which extend from the submerged continuous polyester filaments.
In addition, the fabrics obtained from yarns according to the invention exhibit substantially the same power of keeping wrinkles and resistance to creasing as the fabrics obtained from traditional blends, and they have greater dimensional stability, because the wool fibers are blocked in their position by the polyester filaments and cannot move.
The fabrics obtained from the new yarns are also characterized by high strength, because the polyester elements entering into the composition of the yarn are present in the form of continuous filaments rather than in the form of a fiber obtained from. wicks.
In the above comparison, it is seen that the constituent elements of the new yarns according to the invention can be chosen so as to provide fabrics having the desired advantages in an application.
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particular cation. Thus, for example, fabrics having the appearance of cotton and substantially the strength of "NYLON" can be made using yarns according to the present invention which are composed of continuous filaments of "NYLON" and fibers. of cotton. In addition, the fabric will have less water absorption power, better wrinkle retention power and greater dimensional stability.
The new yarns according to the invention provide fabrics which give more satisfaction, even when the fibers and filaments have the same chemical composition as the fabrics obtained from yarns containing only fibers obtained from rovings. Thus, for example, a fabric obtained with a material composed of 100% polyester according to the invention generally shows a lower tendency to curl and is further characterized by greater mechanical resistance, due to the presence of strands of continuous filaments.
The yarns of the present invention in which the fibrous material is brought together in separate assemblies to provide a yarn containing the continuous filaments and sizes have many advantages over the knotty yarns previously known, they are more easily made than. yarns with continuous filaments and sizes previously known and are produced as quickly as the yarns obtained from rovings and comprising sizes, such as was previously known.
Coarse yarns obtained from rovings can be made by momentarily and rapidly changing the draw rate on a modified threading machine such that some segments of the finished tape are less stretched than certain sections of the tape on each of the threads. sides of the aforementioned segments, but such a process cannot be used in the manufacture of continuous filament and coarse filament yarns. Heretofore, it has generally been necessary to produce a satisfactory continuous filament yarn and size yarn to resort to varying the denier of the individual filaments in the initial press spinning process. and the limitations and drawbacks of such a method are obvious.
Nevertheless, limited quantities of continuous filament and size yarns have been produced by this process, since coarse-spun yarns cannot be used in weaving or knitting fine fabrics and continuous filament yarns are used. considerably higher mechanical strength than spun yarns.
The new size yarns according to the invention have many advantages over the previously known coarse and continuous filament yarns as well as over the thickened yarns obtained from previously known rovings. By compression with the previously known continuous filament yarns, the new yarns can be obtained often in a more economical manner, and they can be made by the user of the yarn to meet his own taste and needs, so that previously the latter was obliged to place his order well in advance for threads specially spun at the press. Another advantage is that the new yarns according to the invention can be obtained in a very wide range of deniers with sizes or knots of many and different types and sizes.
In comparison with the size yarns obtained from previously known rovings, the new yarns according to the invention have the advantage of greater mechanical resistance, as well as that of being suitable for use in the weaving of fine fabrics. Another advantage of the new size yarns according to the invention over the yarn sizes obtained from rovings and preo. previously known, as with the previously known continuous filament-sized yarns is that the continuous filaments of the strand and the fibers of the size or knot may have components
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sitions which make them suitable for use in cross-dyeing or selective dyeing processes.
By an appropriate choice of materials, it is possible to produce yarns in which the filaments can be dyed without the coarseness being, or the coarse sizes which can be dyed without the filaments or the filaments being dyed. and sizes which can be dyed in one bath but in different colors or shades. This greatly increases the utility of the yarn in the making of novelty fabrics.
A new process for the preparation of new yarns of any of the above-described types has been discovered and this process is also to form part of the present invention. According to this new process, a strand containing a plurality of continuous filaments is subjected to the application of an electric charge, preferably by bringing into intimate contact with a material of a different nature, so that the filaments are separated from each other. by mutual repulsion. A section of the strand in which the filaments are separated from each other is then brought into contact with an intermittent or continuous feed device of fibrous material and the strand is then subjected to twisting to untwist or untangle the fibers which s 'find there.
One of the features of the new process is that it can be used with multiple continuous filament yarns of virtually any type or composition. Obviously, since it is necessary for an electric charge to be applied to the filaments, it will be necessary for the surface of the filaments to have such conductivity that a charge can be retained for the fraction of a second necessary for the separation of the filaments. filaments from each other and contacting the fibrous material with the separated filaments.
Yarns capable of retaining surface charge under favorable conditions for a period of about one second or more are satisfactory and will hereinafter be referred to as "substantially non-conductive yarns."
Almost all non-metallic continuous filament yarns fall into this category, unless, of course, their surface is coated with a material which renders them conductive and examples of continuous filament yarns which may be used in the new. process according to the present invention are "NYLON" yarns, polyester yarns such as those sold commercially under the names of oron and acrylon, viscose rayon yarns, and acetate yarns from this invention. - lulose, silk threads, glass threads and synthetic protein threads.
It is well known to those skilled in the art that many multi-continuous filament yarns, when supplied from the manufacturer, are coated with an antistatic agent which serves to render the surface conductive and to prevent the wires retain a significant electrical charge. In a few cases these antistatic agents are so effective that they give rise to difficulties in the new process according to the invention, although these difficulties can often be overcome by operating in a very high atmosphere. low moisture content.
Most of the antistatic agents ordinarily used have a conductivity which depends at least in part on their hygroscopic nature, so that, if one operates in a very low humidity atmosphere, the effectiveness of the agent. antistatic is temporarily destroyed. Such a procedure, if it gives satisfactory results, is generally preferable to the removal of the antistatic agent, since after completion of the operation the antistatic agent becomes effective again and the need is avoided. of a second application.
It is evident that if one encounters a difficulty when operating in a dry atmosphere, it is generally
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advantageous to completely remove the antistatic agent by a washing operation or other known techniques.
Since it is necessary that the individual filaments of the strand formed of continuous filaments be separated to allow the insertion of the material formed of fibers of the length of a strand, a strand having a low strand length should be used whenever possible. degree of twisting.
When preparing yarns according to the present invention in which a strand length fibrous material is evenly distributed along the yarn, the best results are obtained by using a yarn composed of continuous filaments whose degree of twist is zero, since even a small degree of twist will generally result in portions of the yarn in which no fibers have been inserted. When producing coarse yarns according to the present invention, it is simply necessary to use a strand formed of continuous filaments having a sufficiently low degree of twist to allow separation of the filaments over a length considerably exceeding that of the coils.
In other words, if it is desired that the lumps have a length of 25 mm, the strand formed of continuous filaments should not be twisted to such an extent that the twist cannot be easily undone along the yarn over a length. sufficient distance to allow these individual continuous filaments to be separated over that length without the application of appreciable force. It has been observed that it is advantageous to use strands formed from continuous filaments having no more than about one twist turn over 25 mm in length and preferably no more than about one half turn in 25 mm. mm in length, and when producing yarns or strands with more twist sizes it may be advantageous to untwist them so that the sizes can be inserted more easily.
The material formed of fibers obtained in the length of a lock is particularly conveniently provided in the form of a sliver or the like which allows it to be easily stretched so as to spread it and lay it down. separate the fibers for introduction into the strand made up of continuous filaments. When preparing yarns of sizes according to the invention, the fibers of the length of a strand may be broken at the expense of a continuous strand of filaments of indefinite length at the time of insertion, but this has the effect of The result is that all of the fibers are approximately the same length and are aligned along the same line, so that the resulting sizes do not mix in a manner known to the yarn.
It is therefore generally advantageous, even when preparing size yarns, to use material which has previously been cut to length of strands or which naturally occurs in this shape.
The new process is effective regardless of the electrical characteristics of the fibrous material, and it is the electrical properties of the continuous filament material that is of primary importance. The fibrous material may have a conductive or non-conductive surface, and, if the fibers are non-conductive, they may be close to the material formed of continuous filaments, in the triboelectric series, or identical to that material, or very distant from that material. 'her in this scale. This is because the fibers are untwisted among the continuous filaments of the strand, and the success of the new process does not depend on the electrostatic attraction between the continuous fibers and filaments of the strand.
The fiber material obtained from rovings can suitably be of substantially any chemical composition.
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mique and be made of materials such as glass, bronze or other metals, protein-based materials such as wool, cellulosic materials such as cotton, hemp, viscose rayon or rayon. acetate, synthetic polymeric materials such as "NYLON", polyester fibers, acrylic fibers or other vinyl fibers.
Cotton fibers untwisted in filaments of glycol terephthalate, polyester or viscose rayon, wool fibers in "NYLON", polyester or acrylic filaments and natural silk fibers one length. Wicking in polyester glycol and terephthalate filaments are examples of combinations which provide desirable yarns.
If the electric charge is to be imparted by the preferred means of bringing the strand of continuous filaments into contact with a different material, that different material can be almost any object which has a solid surface and not. adhesive which is not excessively worn by contact, and the term solid as used above is to be understood in a broad sense including such materials as glass, and certain re- sines which are sometimes referred to as supercooled liquids.
Specific examples of suitable materials include amber, ebonite and other resinous materials derived in whole or in part from natural sources, resinous materials formed from phenol and formaldehyde, polystyrene, "NYLON" or other synthetic resinous materials, ceramic or glassy materials such as fired clay and glass, wood or other fibrous materials, and steel, bronze or other metals. While the charge can be created by simply bringing the two dissimilar materials into intimate contact with each other, generally better results are obtained if there is a frictional movement between the two dissimilar materials. two dissimilar materials.
Better results are also obtained if the material with which the strand of continuous filaments is to be contacted or against which it is to be rubbed is as far away as possible from the strand in the triboelectric series, and the polarity of the load imparted to the strand is not essential, with regard to the performance of the process, the substance with which the strand must be placed in contact to produce the electric charge may be on either side of the strand in the triboelectric series. Specific examples of advantageous combinations are constituted by a surface formed of ebonite or of a phenol and formaldehyde resin for strands of "NYLON", of glass, of natural silk or of viscose rayon,
and a glass surface for acetate rayon wicks or acrylic filaments such as those sold commercially under the name Orlon.
While it is simply necessary that the new yarns according to the present invention contain a plurality of continuous filaments between which the fibrous material obtained from rovings is untwisted, the strand containing continuous filaments from which it is prepared. The yarns preferably contain at least about ten continuous filaments, since if the number of such filaments is less than this number, the material obtained from the wicks cannot be properly secured in place. Another advantage of using strands formed from continuous filaments and containing at least about ten filaments is that they are more readily available and generally less expensive than strands composed of fewer continuous filaments. .
There is no upper limit as to the number of filaments that the strand formed of continuous filaments can contain, except the limit which is imposed by the possibility of finding to supply.
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these strands. In some cases, two strands of lesser denier than desired, but readily available, may be combined to provide a single strand and thereby increase the total number of filaments, and it is a fact that this This procedure offers the additional advantage in making yarns with short strands equally spaced and spaced as continuously as possible along the length of the yarn,
that a few turns resulting from an accidental twisting initially existing in one of the low denier strands or a resulting twisting of the latter in the strand removed from the bundle, does not give rise to any coincidence with the accidental twisting in the second strand of low denier, so that the finished yarn is more uniform.
The ratio of fibrous material to continuous filament material can vary within wide limits and depends to some extent on the intended use of the yarn. If one is not interested in producing yarns having the general appearance of spun yarns and if one is only interested in obtaining a new appearance such as that which can be achieved with coarse yarns, the percenta - age of fibrous material may be as low as a fraction of a percent, but if it is desired that the yarn should have the general appearance of a spun yarn, the best results are usually obtained from combinations wherein the fibers of the length of a strand constitute about 30 to 80%, by weight, of the yarn.
The yarn apparatus according to the invention in which the fibrous material the length of a strand is evenly distributed and the strand constitutes about 40% or more of the total weight, is almost identical to that of the strand. 'a spun yarn, except that in general it is more uniform and the protrusion or dispersion of long fibers is generally a little less. In most cases, it is not advantageous to use the wick material in percentages greater than about 80%, since this requires the insertion of a greater proportion of twist and the Yarns begin to lose some of their advantageous characteristics imparted by the strands formed of continuous filaments.
However, there are exceptions, and one case where it may be desirable to exceed this figure is in the manufacture of yarns for light summer fabrics in which the material formed of continuous filaments, although it is present in very small proportions, can be used to increase appreciably the minimum tensile strength. This makes possible the manufacture of extremely light fabrics, and it is thus, for example, that one can weave a fabric which is similar in appearance and resistance to a good woolen fabric of hot countries, but which weighs only the half of the latter.
The degree of additional twisting which must be introduced into the continuous filament strand as a result of its contact with a suitable source of roving fibers, in order to more appropriately secure the fibrous material in its place , must be at least about five turns over a length of 25 mm, and preferably at least ten turns over this length. This additional twisting brings together the continuous filaments of the wick, although they are able to retain the remnants of the previously imparted static charge, and thus secures the fibers securely in their place so that they are not easily dislodged.
There is no upper limit to the degree of twist that can be introduced with regard to the possible realization of the new process, since the more severe the twist, the more firmly the fibers are fixed in their place. . However, excessive twisting in the new yarns according to the present invention will, as in any yarn, have the effect of producing characteristics which make them difficult to handle.
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While the new method can be carried out by hand, a new apparatus has been invented to carry out this method more efficiently, and this apparatus is to be considered as part of the present invention.
This new apparatus comprises a means for communicating an electric charge to the strand formed of continuous filaments, and is preferably produced in the form of a rotating member arranged so as to rotate in contact with the strand, means for bringing the strand into contact with the strand. strand, with its filaments widely separated from one another, in contact with a source providing fibers, and means for subsequently twisting the strand, such that the fibers are untwisted among the individual filaments of the latter.
The last-mentioned means may take the form of a traditional spinning spindle with ring and slider, while the means for bringing the strand into contact with the filament assembly preferably the form of. a drawing bench arranged so that the material formed from the filaments only passes through this device by passing through the last pair of elements.
Two preferred embodiments of the apparatus for manufacturing new threads according to the invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which; - Figure 1 is a schematic perspective view, with the main members in place, of a device suitable for the manufacture of threads in which a fibrous material of the length of a wick is distributed evenly over their entire length; - Figure 2 is a cross section taken substantially along the line 2-2 of Figure 1;
- Figure 3 is a schematic perspective view, with the main part in place, of a modified form of the apparatus shown in Figure 1 and suitable for use in the manufacture of coarse threads or yarns. yarns in which a fibrous material obtained in the form of lengths equal to that of a wick is evenly distributed along the yarn; - Figure 4 is a cross section substantially along line 4-4 of Figure 3.
In the accompanying drawings, and more especially in Figures 1 and 2, 10 denotes a yarn feed pack which is for example in the form of a cone, a skein, a bobbin or a bobbin. A similar form of a multifilament yarn of a type capable of accommodating the application of a static charge. A pigtail guide designated 12 is placed above the bundle 10 so that the end of a wire or the strand 13 can be easily removed from the bundle without forming any gaps.
Immediately below the pigtail guide 12 is a tensioning device designated 14 which comprises a pair of disc tensioning devices between which the thread is passed so that it can be tensioned in the thread. portion of path followed by the wire immediately thereafter.
It is generally referred to as 16 as an electrification device for imparting a static charge to the end of wire 13.
The assembly 16 comprises a shaft 18 supported, so as to be able to turn, at each of its ends by anti-friction pads designated 20 and 22, this shaft being arranged so as to be able to be driven in a rapid rotational movement. by an electric motor 24 acting through a drive shaft 26. In diametrically opposed grooves extending lengthwise in the shaft 18 are housed a pair of members 28 and 30 (see figure 2) similar to a blade
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arranged so as to come into frictional contact with the end of the wire 13 and so as to impart to this end of the wire a static load when the shaft 18 is rotated by the motor 24.
The protruding blades 28 and 30 may be of any material other than that of the strand 13, but, as discussed above, they are preferably of a material which is far removed from the composition of the strand. strand 13, in the triboelectric series.
At the rear of the assembly 16 is a three-part draw bench, generally designated 32 and comprising a pair of rear rollers 34, an intermediate pair of elements 36 and a pair of delivery 38. The draw bench 32 may be and preferably is of the type generally found in a conventional loom and although the intervening elements have been shown for convenience as comprising only one pair. It goes without saying that a long drawing bench can suitably be used in which the intermediate elements comprise a pair of traction belts of like members.
In this embodiment of the invention, the draw bench is driven in a conventional manner, such that the three elements are joined to each other kinematically and that the intermediate elements and the delivery rollers are actuated from so as to have a surface speed greater than the rear elements of the bench.
At the front of the draw bench 32 is a pigtail guide 40 which is arranged to receive a ribbon of yarn from the draw bench and guide the latter to a traditional spinning or spinning device. twisting device designated by 42. Device 42 comprises a spool 44 which can rotate in a known manner and collect some supply of yarn indicated by 46. This device also comprises a customary spinning ring 48 which carries a slider 50 which can turn. - Bind around the spool 44 in a traditional manner when the yarn undergoes the twisting and is wound on the spool.
At the rear of the draw bench 42 is a reserve 52 of fibrous material obtained from rovings, which reserve may suitably be in the form of a spool, can or spool. a similar device. The strand-length fibrous material which is preferably in the form of a ribbon of rope passes from reserve 52 to the rear rollers of draw bench 32 in a conventional manner.
It emerges from what has been explained above that an apparatus such as that which has been described above can easily be derived from a traditional loom by simply adding the assembly 16 and the motor 24 for its control. . The apparatus as just described can be derived in a similar manner from a conventional twisting bench, except that in this case it is necessary to provide the bench with stretching rollers.
In operation, a strand from the reserve 10 is pulled through the guide 12 and the tension device 14 through the guide 12 and the tension device 14, and is then passed around the electrification device 16. The strand is then passed down between a pair of delivery rollers and the intermediate members of the draw bench 32 to return between the rollers of the delivery pair at the pigtail guide 40 and the spindle device. 42. One end of the tape or the like passes from the reserve 52 to the rear members of the draw bench 32 where it passes through the draw bench in the usual manner.
The motor 24 is then started to produce a frictional contact between the blades 28 and 30 and the end 13 of the wire, then the device is started.
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spinning machine 42 and the draw bench 32.
As strand 13 passes through electrification device 16, it is alternately energized and released due to the rotation of shaft 18 and the eccentric protrusion of blades 28 and 30.
At the same time, the continuous filaments contained in the strand 13 electrify by the frictional contact with the blades 28 and 30, and this has the effect of repelling each other. During the periods during which the strand 13 is relaxed, the continuous filaments separate as a result of their mutual repulsion and enter between the delivery rollers 38 in a spaced apart state.
The end of the ribbon 53 therefore penetrates between the rollers of the delivery pair 38 in the spread state and in the form of a ribbon, because it is stretched between the rollers of the rear pair and the intermediate elements of the bench. draw 32, and when the open web of fibers comes into contact with the continuous and separated filaments of strand 13, the fibers tend to be partially pushed back between the filaments by the pressure of the pair 38 of delivery rollers. As it leaves the pair of delivery rollers 38, the strand formed of continuous filaments is immediately twisted so as to untwist the material formed of short wicks between the continuous filaments and thereby lock them from their position.
In Figures 3 and 4, 60 denotes a supply of yarn in the form of a cone, a skein or the like form of yarn formed of multiple filaments of a type capable of receiving a static charge.
A pigtail-shaped guide designated 62 is disposed above the supply 60 of yarn, so that one end of yarn or wick 63 can easily be untwisted, and immediately below the guide 62 is a. tensioning device 64 comprising a pair of disc tensioning devices between which the strand 63 can pass so as to be able to be subjected to tension in the section of the path which the wire passes immediately thereafter.
Since the present process requires that a static charge be imparted to the yarn formed from multiple continuous filaments, and since these yarns have a greater tendency to collect a static charge when in a dry state, this embodiment of the invention is shown as comprising means for drying the yarn. The apparatus which serves to accomplish this operation comprises a fan 66 forcing air through a duct 68 and then through a number of short tubes, one of which is denoted by 70 and is shown as in place. on the way to the end of wire 63.
The fan is driven by any suitable means, such as an electric motor 72 connected by suitable electric conductors 74 to a source of electric power, so that the air distributed through the duct 68 is at a higher temperature. at room temperature and thus be able to exert a greater drying effect, a section 76 of the duct connecting the fan 66 to the duct 68 is preferably provided with heating elements such as resistance elements. designated by 78.
Resistance elements 78 are connected to a suitable source of power through electrical conductors 80. A single switch 82 can be used to operate both electric motor 72 and heating elements 78.
Tube 70 is shown as placed in the wire path immediately below and in front of tensioner 64, and is arranged to receive one end of wire 63 through an orifice 84 in the conduit. 68. To avoid the use of a threading tool, the tube 70 and the conduit 68 can be provided with a
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narrow slit designated 86 so that the end of the wire can simply be pulled out into its correct path of flow.
88 generally denotes an electrification device for imparting static charge to the multiple continuous filament yarn. The assembly 88 comprises a shaft 90 arranged to be driven in a rapid rotational movement by any suitable means, such as for example an electric motor 92. In a suitable groove made in the shaft 90 and extending on a part of the length of the latter is engaged a friction piece or blade 94 arranged so as to come into friction contact with the end of the wire
63 and so as to impart a static charge to it.
As discussed above, blade 94 is preferably made of a material far removed from the material of strand 63 in the triboelectric series,
In order that the multiple continuous filament yarn 63 is only touched by the blade 94 when desired, a movable curved screen designated 96 is preferably provided. The curved screen 96 pivots about the axis of the blade. the shaft 90 so as to be able to pass into a position in which it keeps the wire end 63 out of contact with the blade 94 or in a position in which it is completely separated from contact with that wire end, as can be seen clearly in figure 2.
At the rear of the device 88 is arranged a three-part draw bench, generally designated 98 and comprising a pair 100 of rear rollers, a pair 102 of intermediate rollers and a pair 104 of delivery rollers. The draw bench 98 may be and preferably is of the type generally found in a conventional spinning machine, except that in this embodiment of the invention the pair of delivery rollers is. driven independently of the other components of the draw bench. In Figure 3, the members which drive the pair 104 of delivery rollers include a shaft 106 and an electric motor 108.
The electric motor is shown as directly driving the shaft 106, but it will be understood that FIG. 3 is merely schematic and that a suitable device can be provided for reducing the speed of rotation of the delivery rollers 104 to a suitable value. The electric motors 108 and 92 can be connected in parallel by electric conductors 110 and 112 and controlled by means of a single switch 114, since it is desirable that the two motors are always in operation at the same time every time. that we use the device.
The rear and middle pairs 100 and 102 of draw bed rollers 98 are arranged to be used either for inserting a fiber flock button into the multiple continuous filament strand 63 or for securing the strand. The continuous supply of fibrous material to strand 63 as it is fed from device 88 through the upper roller of pair 104 and back between the two rollers. The fibrous material is preferably provided in the form of a card sliver of a fiber obtained from rovings, a suitable or suitable supply of which is denoted by 116 and shown as a spool, a coil. can or similar mass.
An end 118 from feed 116 is shown in the drawings as being advanced between the rollers of rear pair 100 of draw bench 98, and from there it travels to pair. of intermediate rollers 102 in a traditional manner.
A separate device must be provided to drive the rear two-roller pairs of the draw bench 98, since in the pro-
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The operation of these elements should be intermittent, and in Figure 3 the drives are shown as comprising a rotating shaft 120 which extends from the rear pair 100 of rollers. to an electric motor 122. It is again evident that, although the connection has been shown as direct in Fig. 3 of the accompanying drawings, suitable reducers should be provided, so that the pair of rollers 100 is driven at one point. suitable speed. The pair of rollers 102 is driven from the shaft 120 by the toothed wheel 124, the idler toothed wheel 126, the toothed wheel 128 and the shaft 130.
As in normal operation, the pair of rollers 102 should be driven at a higher speed than the pair of rollers 100, so that there is a stretch of the strand 118 between the two pairs of rollers.
At the front of the draw bench 98 is a pigtail guide 132 which is arranged to receive the wire end 63 following its departure from the pair of rollers 104. Immediately below it. of the guide 132 is a traditional spinning or twisting spindle device, generally designated 134, and comprising a spindle 136 on which has been placed a spool 138 arranged to collect a supply of. yarn 140. A traditional spinning ring 142 with a rotating slider 144 also forms part of the device 134.
The spindle 136 is driven in a usual manner by contact with a pulley section 146 comprising a belt 147 which passes around a pulley 148 driven, in the drawing, by the motor 108 via a toothed wheel. 149 mounted on shaft 106, toothed wheels 150 and 151 on shaft 152, toothed wheels 153 and 154 on shaft 155 and toothed wheel 156 on a shaft 157 carrying the pulley 148. However, it goes without saying that the drawing does not show the arrangement actually necessary to drive the spindle control device 134, and that it is simply necessary that the pair 104 of the front rollers of the bed frame. draw 98 and spinning device 134 can and are preferably driven by a common source of power.
158 denotes a source of electrical pulses, of any frequency, preferably any, and suitably constituted by a device of the type described in U.S. Patent No. 2,622,282 of December 23, 1952 or by any other device used to supply pulses of electrical energy of a controlled duration. The pulses from source 158 are in one case transmitted through leads 160 to a solenoid 162 with a core 164 of a conventional arrangement and construction. The core 164 is connected by a flexible conductor 166 to an elastic member 168, one of the ends of which is fixed to a suitable support.
The flexible conductor 166 between the core 164 and the spring 168 is wound one or more turns around a cylindrical member 170 placed on the extension of the axis of rotation of the shaft 90 and connected by an arm 172 on the screen 96 so as to ensure a maneuver. The conductor 166 is of such a length that resilient members 168 normally retain the core 164 partly withdrawn from the solenoid 162 when the latter is not energized, and the reciprocal position of the member 170 with respect to the con- ductor 166 is such that, when the solenoid 162 is not energized, the screen 96 is in a position such that there is no contact between the strand 63 and the blade 94.
When the solenoid is energized, the core 164 moves in the opposite direction to the action of the spring 168, thus rotating the screen 96 so as to allow the contact of the strand 63 with the blade 94.
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Electrical pulses from source 158 are also transmitted through conductor 174 to electrical timing device 176. Electrical timing devices suitable for use in the appliance are available from various commercial sources. According to the present invention, therefore the exact arrangement of this element does not constitute an element of the present invention. Excellent results have been obtained with an electronic timing relay built by the so-called General Electric Company.
The device is arranged to be activated by the pulse received through the conductors 174 and to transmit at a later time the delay of which is selected and sufficient to allow a point of the strand 63 to pass from the device 88 to the pair 104 of rollers delivering the stretcher 98, an electrical impulse through the conductors 178 to the motor 122.
The electronic timing device is preferably set so that the pulse transmitted with a certain delay at time 122 ends together with the pulse transmitted to solenoid 162 by conductors 160.
It follows from what has been stated above that an apparatus according to this embodiment of the present invention can also be derived from an ordinary spinning loom by simply adding the device 88, the strand drying device. comprising fan 66 and duct 68, and tensioning device 64. The spinning loom only needs to be changed by disconnecting the rear pairs of rollers from the draw bench, of which the loom is provided, with their traditional drive members, and by continuation of the drive in the traditional way, by means of the motor which controls the spinning spindle, of the front pair of rollers.
A separate motor driven by a source of electrical pulses and by an electronic delay device is then provided to control the rear elements of the draw bench. The apparatus according to this embodiment of the present invention can be constructed on the basis of a conventional twisting bed, except that in this case it is necessary to provide the bed with stretching rollers.
For the production of coarse yarns, a strand is passed from bundle 60 through guide 62, tensioner 64, and then pulled through slit 86 into tube 20. The end of the yarn is then pulled. passed around device 88, over and between pair 104 of delivery rollers from draw bench 98, and then through guide 136 to spindle device 134. A second strand preferably obtained from materials strand length fibrous fibers is led from bundle 116 between rear pair 100 of rollers and center pair 102 of draw bed rollers 98. The apparatus is then ready for operation, and the machine can be formed. switch 82 to turn on fan 66 and heat resistance elements 78.
After a few moments, which should allow the resistance elements to heat up and the portion of strand 63 which is in the tube 70 to have dried completely, the switch 74 can be closed to start the motors. 108 and 92 and the source of electrical pulses 158 can be energized to intermittently supply current to motor 122 and solenoid 162.
When the source 158 produces an electrical pulse, this is transmitted simultaneously to the solenoid 162 and the electronic timing device 176. Immediately, the core 164 is pulled down so that the member 170 rotates to remove the power. screen 96 into an inactive position, so that strand 63 is touched by rapidly rotating blade 94. The contact between the blade 94 and the strand
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63 has the effect that the continuous filaments of the strand 63 each time acquire the same load, so that they exert a mutual repulsion on each other and tend to be separated from each other lo more, - The blade 94 and the shaft 90 also contributes to the proper functioning of the new apparatus from various other points of view.
In the first place, as the blade rotates in the opposite direction to the advancing movement of the strand 63, it tends to retain the twist and also to exert a ribbon-forming effect, so that the continuous filaments of the strand 63 are urged to engage the nip of delivery rollers 104 in a state spaced apart from one another and parallel to one another. In addition, the eccentric protrusion of the blade 94 relative to the blade 90 has the effect of alternately tensioning and releasing the end 63. The relaxation periods allow the continuous filaments of the strand 63 to separate as far as possible. and to a degree which is not possible when the strand is under continuous tension, while the periods of tension make possible a proper frictional contact of the strand 63 with the blade 94.
After the elapse of a time interval the duration of which has been previously selected, the pulse produced by the source 158 reaches the device 176 with delayed or delayed operation, the pulse is transmitted to the motor 122 which starts the two rear elements of the drawing device 98. The rotation of these rollers has the effect of advancing the tape 118 as far as the nip of the pair of rollers 104 where it is compressed and brought into contact with the filaments lines separated from strand 63 and where it unwinds among the continuous filaments of the strand as it leaves delivery rollers 104, whereupon it is twisted by spindle device 134.
Since the rollers of pair 102 spin faster than those of pair 100, it is seen that the tape 118 is stretched such that the fibers therein are spread out and made into a tape, in a manner traditional.
If desired, the pair of rollers 104 may be operated at a speed greater than that of any of the rear members of the draw bed, so that additional stretching and tape processing is achieved. between the pair 102 and the pair 104 of rollers. The pulling of the card sliver 118 and its transformation into a stretched sliver as it passes through the draw bed 98 is of importance, since it allows smoother kneading of the fibers in the machine. strand 63 and this allows the fibers to be more fully captured between the individual and continuous filaments of strand 63 as it exits delivery rollers 104 and is twisted by spindle device 134.
After a time interval of a suitably pre-selected duration, the electrical pulse supplied by the source 158 ends. One of the results of the completion of the pulse from source 158 is that core 164 is pulled up by solenoid 162 by the elasticity of spring 168, resulting in, in turn, to rotate the member 170 and set the screen 96 in place so that the strand 63 is not further in contact with the blade 94. This allows the twist which has accumulated above the blade. device 88 to pass through and then be distributed evenly in strand 63 during its transport to twisting device 134.
Completion of the pulse from source 158 also results in de-energizing motor 122 and stopping control of the pair of rollers 100 and pair of rollers 102. As the pair of rollers 104 continues to operate. in operation, the ribbon 118 is broken between the pair of rollers 104 and the pair of rollers 102, and the rear end is
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bound in strand 63. This completes the cycle, and the apparatus continues to operate simply as a twist bed, until at some later point a new electrical impulse is supplied by source 158.
For the production of yarns in which fibers the length of a wick are evenly distributed along the continuous filament strand, the apparatus shown in Figures 3 and 4 is operated exactly as described. above, except that the electrical pulse source 158 and the electronic delay device 176 are mounted or bypassed so as to provide a contained supply of power to solenoid 162 and motor 122.
Continuous operation of motor 122 causes the rear members of stripper 98 to provide an even and continuous supply of strand-length fibers which are to be untwisted in strand 63, while continuous energization of the strand. solenoid 162a as a result of which screen 96 is constantly retained in a position where it is not in action so that strand 63 is electrified in a uniform manner as it is advanced towards delivery rollers 104 of the bed stretching 98.