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La présente invention est relative à des méthodes et appareils. pour la production, de fils. monc-filament, multi- filaments et filés de brins de fibresayant un. couple sen- sible sur toute, leur longueur.
Plus particulièrement, la présente invention est relative à des. méthodes pour communiquer un couple percepti- ble ou latent à des fils, sans créer des fils frisés, ondu- lés ou duveteux,, lesquelles méthoa@s comprennent l'utilisa- tion de broches creuses de retordage-détordage qui appli- quent et enlèvent une quantité de torsion identique .
L'objet de la présente invention est la production la plus économique de fils améliorés pour les fabrications de textiles, dont l'aspect et l'utilité dépendent principa- lement d'un couple sensible dans le fil à partir duquel ils sont fabriqués. Un exemple frappant de telles fabrications est le développement récent de la bonnetterie de nylon extensible pour dames, dont l'extensibilité est produite par les mailles d'une ou plusieurs rangées qui sont diri- gées dans un sens et les mailles d'une ou plusieurs ran- gées de mailles alternées étant dirigées dans le sens oppo- sé, ladite formation en sens opposés dans les différentes rangées de mailles étant le résultat du couple opposé dans deux fils séparés ou davantage comprenant la fabrication de bas .
Des fils semblables deviennent maintenant d'un usage général dans d'autres fabrications tricotées et dans des fabrications tissées et il existe un grand besoin pour plus d'uniformité et de constance du couple et pour des méthodes plus économiques et des moyens de produire de tels fils.
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cruc. Il est bien entendu!dans la spécification et les revendications suivantes , le "couple" est sensé signifier la force qui produit ou tend à produire la rotation ou la . torsion du fil autour de son axe, indépendamment du degré de torsion réelle ou effective , s'il existe dans le fil.
La tendance du fil à revenir à partir de! la torsion réelle peut ajouter ou détruire le couple qui est autrement inhé- rent au fil obtenu par les méthodes et appareils de la pré- sente invention.
Une méthode préférée pour communiquer un couple au fil consiste à retordre le fil d'un nombre de tours don- né et ensuite à détordre du même nombre de tours. Etant don- né qu'aucun fil textile n'est parfaitement élastique, toute torsion d'un fil produit une déformation spiralée permanen- ' @te et produit un couple si la torsion est enlevée totalement -*ou partiellement du fil.
Au plus grand est le degré de dé- formation spiralée permanente résultant du retordage, au plus grand sera le couple dans le fil après le détordage et de ce fait les fils thermoplastiques sont retordus en les chauffant et les fils non thermoplastiques sont retordus tandis qu'ils sont humidifiés de manière à réduire la va- leur de l'élasticité et d'augmenter l'écoulement plastique en vue d'augmenter de ce fait le degré de déformation spi- ralée permanente. Suivant la présente invention, les fils thermoplastiques et non thermoplastiques sont tous deux également retordus sous tension en vue d'augmenter davanta- ge l'écoulement plastique et la déformation permamente ré- sultante.
Il est important que la température soit en cor- rélation avec la tension sur le fil tandis q.unil est rtor- du de manière à empêcher la ductilité du fil fini qui pro- duirait autrement une élasticité moindre dans le fil fini et moins de couple permanent '.
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Dans un type de fils antérieurement connu utili- sé pour produire de la bonneterie extensible pour dames, un mono-filament de nylon de 15 deniers est retordu en "S" de 30 tours par pouce, le fil retordu est ensuite, sur des dispositifs collecteurs, complètement fixé par de la vapeur sous pression, le fil est ensuite retiré des dispositifs collecteurs vers des bobines de fileuse enroulées en vue d'un retordage en "Z" et le fil est ensuite retordu en "Z' de 23 tours par pouce, créant de ce fait un couple résultant du retordage en "Z" .
Bien entendu, un fil associé retordu d'abord en "Z" de 30 tours par pouce et tordu en sens inver- se en "S" de 23 tours par pouce est utilisé dans un support de la machine à tricoter et le fil de couple opposé est u- tilisé dans un second support .Lors du tricotage,-une ou plusieurs rangées de l'un des fils sont alternées avec une nombre de rangées égal du fil associé . Par la présente in- vention, les quatre opérations séparées citées ci-dessus sont exécutées d'une manière plus uniforme en une opération continue économique
On a trouvé que pour différentes utilisations, il est désirable de produire un fil ayant un certain degré de torsion résiduelle réelle ou effective en plus d'un degré de couple élevé.
Par exemple, lorsqu'on utilise des fils multi-filaments, un certain degré de torsion réelle est désirable en vue de produire un fil ayant un couple élevé tout en possédant des qualités ou caractéristiques non volumineuses .
En se basant sur ce qui précède, un principal objet de la présente invention est de procurer des procédés et des appareils pour la production de fils ayant des qua- lités ou caractéristiques non volumineuses et qui possède des forces de torsion sensibles .
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Plus spécifiquement, la présente invention est relative à des procédés et appareils de.ce type dans les- que ls le fil est produit d'une manière continue sans inter-: rompre le déplacement du fil .
Plus particulièrement, la présente invention est relative à la production de fils du type décrit qui sont caractérisés par leur uniformité longitudinale et ont une disposition hélicoïdale uniforme produisant un couple per- manent dans le fil.
Ces objets et d'autres de la présente invention et les différentes caractéristiques ,et détails de la con- strudtion de l'appareil et le fonctionnement du procédé sont plus complètement exposés ci-après en se référant aux des- sins ci-joints dans lesquels :- - la figure 1 est une vue frontale, fragmentaire, en élévation d'un appareil convenant pour exécuter la métho- de perfectionnée de la présente invention pour produire des fils thermoplastiques ayant différentes caractéristiques physiques améliorées ; - la figure 2 est une vue fragmentaire de l'appa- reil de la figure 1 en coupe transversale; - la figure 3 est une vue fragmentaire en coupe transversale semblable à la figure 2 et représentant un autre appareil convenant pour la production de fils suivant la méthode perfectionnée de la présente invention;
et, - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 mais à échelle réduite représentant une modification restant dans la portée de la présente invention .
L'opération unique de la présente invention en vue de remplacer quatre opérations habituelles est rendue possi- ble en équipant le plan supérieur d'un retordeur à deux plans habituel et en montant en outre un dispositif de chauffage
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et. un dispositif de mise eu tension entre le sommet de la broche habituelle sur, le. plan; inférieuret le bas de la broche retordeuse-détordeuse sur le plan supérieur*.
Dans un procédé d'exécution de la présente inven- tion, un fil de nylon de 15 deniers sur une canette est. retordu de@7 tours par pouce dans le plan inférieur sur' des.. broches habituelles tournant à environ.7000 tours par minu- te et ensuite au lieu d'être bobiné sur un dispositif de reprise de la manière habituelle, le fil retordu de 7 tours par pouce est passé à travers les dispositifs de mise en tension et de chauffage,, à travers la broche de retordage- détordage tournant dans le sens opposé à environ 23000 tours par minute, à travers le dispositif de chauffage du plan su- périeur qui n'est pas en fonctionnement,
à travers le dispo- sitif de mise en tension dans le plan supérieur et finale- ment au dispositif de reprise réglée de manière à reprendre le fil à une vitesse d'environ 1000 pouces par minutes. Le résultat de ce qui précède est que le fil est retordu de 7 tours par pouce dans le plan inférieur de la machine. Ensuite, dans le plan supérieur de la machine, le fil est retordu de 23 tours supplémentaires par pouce, sous tension et tout en étant chauffé suffisamment de manière à accroître l'écoule- ment plastique et de fixer le fil. Le fil est ensuite tordu en sens inverse de 23 tours par pouce, laissant ainsi le fil avec 7 tours par pouce de torsion effective et un couple ac- tif ou une vivacité sensible dû au fait de l'opération de torsion en sens inverse .
L'économie réalisée en exécutant en une opération continue ce qui demanderait quatre opérations par les pro- cédés habituels, est d'importance, mais l'amélioration de l'uniformité des couples est de plus grande importance , de même que la permanence de ce couple, étant donné que la fonc-
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tion première des fils en question est, de créer par l'uti- lisation du couple, des effets spéciaux dans le fabrications utilisées à partir de ceux-ci. Par la présente invention chaque pouce de toute la longueur du fil est chauffé uni- formément et un effort de tension uniforme est appliqué lors ci du retordage de manière à empêcher la ductilité. Ce n'est pas possible par les procédés habituels .
Etant donné que la présente invention appartient à des fils ayant de la torsion et n'étant pas volumineux, il est important lorsqu'on t raite des fils multi-filaments par la présente invention, d'avoir suffisamment de torsion réelle dans le fil fini de manière à maintenir la pluralité de filaments en un faisceau compact, si le retordage, la fixation et le retordage inverse sont d'une importance telle qu'ils amèneraient autrement les filaments à se séparer et le fil à prendre du volume* L'appareil de la figure 1 est idéal pour ce but étant donné que toute torsion communiquée au fil sur la broche habituelle dans le plan inférieur de la machine demeure dans le fil après qu'on a réalisé le retor- dage-détordage ultérieur dans le plan supérieur de la même machine.
L'appareil est fondamentalement un retordeur habi- tuel ayant une bobine S de reprise entraînée par un rouleau 3. Un guide habituel 1 distribue le fil uniformément sur la
4 bobine de reprise S. Une broche de retordage-détordage/est montée sur la console de broche 5 du plan supérieur et peut être manoeuvrée de manière à être entraînée rotativement par la courroie d'entraînement 6 de broche. Un dispositif de chauffage 7 construit spécialement est disposé entre la broche de retordage-détordage 4 et le guide 1 en vue d'y pas- ser le fil. Un dispositif de tension spécial est prévu en 8 de manière à assurer une tension convenable au fil lorsqu'il
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est enroulé sur la bobine S.
Le ballonnement du fil venant de la. broche de retordage-détordage 4 est contrôlé par un guide queue de cochon 9 disposé entre le réchauffeur 7 et la broche 4. Dans la présente forme.d'exécution de l'inven- tion, le réchauffeur 7 est rendu inopérant et est maintenu dans l'appareil pour procurer une conversion facile du pr-:. cédé de la présente invention exposé à la figure 1 au procé- dé de la présente invention décrit en relation avec la fi- gure 3.
Sur le plan inférieur du même retordeur à deux plans, est monté, entre le sommet de la broche habituelle 11 du plan inférieur et le bras support 5, un dispositif de chauffage 12 et un dispositif de mise en tension 13. Une auge à émulsion 14 est montée entre le guide de fil 15 asso- cié à la broche 11 et le dispositif de mise en tension 13, et est utilisée lorsque des liquides doivent être appliqués à des fils.
Le liquide fournit par le bac à émulsion 14 peut être une solution de teinture en vue de teindre le fil d'une manière permanente, la teinture étant développée et fixée par la température élevée de la zone de chauffage restrein- te. De même un liquide d'encollage ou autre liquide de trai- tement convenable peut être utilisé selon ce qui est désiré ou nécessaire et le passage du fil traité à travers la zo- ne de chauffage agira de manière à sécher la matière d'en- collage ou autre. Lorsqu'on traite un fil non thermoplasti- que, le fil non thermo-plastique peut être passé à travers le bac à émulsion qui peut contenir une matière de fixation thermique telle que par exemple une solution de résine d'u- rée-formaldéhyde.
Le fil passant à travers le bas est revê- tu avec de la résine et la chaleur appliquée au fil ainsi recouvert communique la fixation désirée au fil.
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@ Lorsque du fil de nylon doit être travaillé en le retordant de 30 tours par pouce dans un sens et de 23 tours par pouce dans le sens opposé, par l'utilisation de l'appa-' reil des figures 1 et 2, une canette 17 de nylon est placée sur une broche habituelle 11 et le fil est retordu de 7 tours par pouce entre la canette 17 et le dispositif de mise en tension 13 (ou le bac à émulsion 14 lorsqu'il est utilisée le fil traverse ensuite le dispositif ae mise en tension 13 où une tension suffisante est appliquée par rapport à la température à luelle le fil est chauffé par la suite, de ,manière à empêcher la ductilité dans le fil. Le fil est ensuite chauffé tout en étant retordu de 23 tours supplémen- taires par pouce pendant qu'il traverse le dispositif de chauffage 12.
Le fil est ensuite refroidi pendant qu'il se déplace du dispositif chauffant 12 au rouleau 20 de retorda- ge inverse de la broche 4 de retordage-détordage. Le fil traverse ensuite le guide-fil 9 de contrôle du ballonnement et ensuite le dispositif de chauffage 7 (ne fonctionnant pas dans cette forme d'exécution de la présente invention) et le dispositif de mise en tension 8 vers la bobine de re- prise.
La tension dans le fil, et la chaleur appliquée à celui-ci sont étroitement réglées en vue de procurer une chaleur uniforme et une force de tension uniforme lors du retordage, en vue d'éviter la ducti---lité. Ainsi, en mettant en pratique les procédés de la présente invention en contrô- lant l'alimentation d'énergie thermique à la zone restreinte dans le dispositif de chauffage 12 à travers lequel le fil passe en vue de chauffer le fil uniformément à une tempéra- ture prescrite de manière à réorienter les molécules des fils vers le fil retordu, et de ce fait fixer ce fil, et mainte-
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nant en corrélation la tension dans le fil avec la tempéra- prescrite et la vitesse linéaire de celui-ci en vue de main- tenir le fil so us une tension uniforme choisie par rapport à la force de contraction du fil,
il est possible de produire du fil commercialement satisfaisant ayant des propriétés physiques désirables quoique différentes, lesquelles sont [dans chaque cas caractérisée par leur permanence et leur de- gré d'uniformité élevée.
Le degré requis de chaleur est maintenu uniforme dans un dispositif par un courant sous une tension constan- te (ne dépassant pas 24 volts en vue de la sécurité du per- @ sonne 1), et à travers un régulateur automatique de tension à induction 44 et à partir d'une ligne d'alimentation 45, 46, ledit régulateur étant connecté par les conducteurs 47,40 à un régulateur de tension à induction manuellement ajusta- ble 49 connecté à son tour par les conducteurs 50, 51 au primaire d'un transformateur alaisseur 52 qui maintient une tension à travers les barres omnibus 53,54 fournissant de l'énergie au dispositif de chauffage 12.
La tension de sortie .du régulateur de tension à induction 44 est automatiquement régie par des moyens thermo-sensibles incorporés dans le dis- positif de chauffage 12. Les régulateurs de tension à induc- tion automatique et manuel 44 et 49 et les moyens thermo-sen- sibles peuvent tous être de n'importe quels types approuvés, standard et disponibles commercialement et agissent en coopé- ration de manière à contrôler la température dans le dispo- sitif de chauffage 12 de manière compensatrice suivant les ,variations de la température ambiante ou locale et au taux de transfert de chaleur vers le fil, de sorte que la zone restreinte du réchauffeur au travers duquel passe le fil, est chauffée uniformément à une température telle,
de manière à réorienter les molécules du fil vers la formation
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retordde du fil et de fixer ce fil. Des interrupteurs ma- noeuvrables à la main 55 et 56 sont compris dans les lignes
45 et 46, et 47 et 48 respectivement, tel que représenté à la figure 1. Ainsi, le fil passant à travers le réchauf- feur est soumis à un transfert de chaleur uniforme prescrit, constant.
Les moyens de mise en tension 8 et 13 exercent une tension prédéterminée uniforme sur le fil passant au travers. Le dispositif de mise en tension comprend deux ai- lettes en forme de peigne, entre les dents alternées desquel- les passe le fil. une'des ailettes est fixée, tandis que l'au- tre ailette peut basculer autour d'une broche de hharnière.
L'ailette basculable est connectée au moyen d'un ressort à un levier d'ajustement qui peut être réglé de manière préci- se pour communiquer un freinage prédéterminé ou une tension au fil. Suivant le procédé de la présente invention, le dis- positif de mise en tension est ajustée de manière à mettre en corrélation précise la tension dans le fil subissant le traitement avec la température à laquelle le fil est chauffe .-et avec la vitesse linéaire du déplacement du fil en vue de maintenir ce dernier à une tension uniforme choisie par rap- port à la force de contraction du fil qui résulte de son chauffage et de son retordage.
ceux
Il est clair pour /familiarisés avec la technique que dans la pratique de la présente invention, en utilisant les appareils représentés aux figures 1 et 2, on peut commu- niquer aux fils n'importe quelle quantité désirée de torsion dans le même sens oudans le sens opposé à la torsion inver- se et la maintenir dans le fil et n'importe quelle quantité de torsion inverse peut être exécutée en réglant simplement la vitesse et le sens de rotation des broches représentées sur les deux plans de la machine et la vitesse de la reprise du fil.
La torsion effective dans le fil fini est contrôlée @
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par-la vitesse de la courroie d'entraînement 21 de la broche habituelle 11 ; la quantité de torsion inverse par la vi- tesse de la courroie 6 toutes deux en relation avec la vites- se du rouleau 3. Il est également clair à ceux familiarisés avec la technique que tous les fils monofilaments, multi- filaments ou filés de brins de fibres peuvent être traités d'une manière semblable et qu'au lieu d'une canette 17, une bobine de fileuse bobinée avec n'importe quel fil peut être substituée sur la même broche.
Dans la pratique de la présente invention, il est parfois désirable de retordre, fixer le fil et retorde en sens inverse, sans changer la quantité de tension effective ( s'il y en a une) dans le fil reçu du producteur). Ceci peut être fait en utilisant le plan supérieur uniquement dans l'appareil représenté aux figures 1 et 2 où chaque plan d'un retordeur à deux plans dont les plans supérieur et inférieur ont été modifiés de la même façon que les modifi- cations du plan supérieur représentées aux figures 1 et 2.
La figure 3 est une vue fragmentaire en coupe d'un appareil pour mettre en pratique une .,utre forme d'exécution de la présente invention. En se référant à la figure 3 des dessins, une canette ou autre dispositif d'alimentation P est placé sur ratelier en surplomb 24 qui est susceptible de supporter des dispositifs d'alimentation pour les deux plans de la machine, le fil Y est retiré continuellement de l'extrémité du dispositif P, passe sur des tringles-guides 25 et 26 et à travers un dispositif de tension par freinage 27 également sur le ratelier, ensuite vers le bas vers un gui- de queue de cochon 28 attaché à un dispositif de mise en tension 8a, ensuite vers le bas entre les ailes du disposi- tif de mise en tension 8a et à travers un dispositif de chau@ -fage 7a,
ensuite à travers un guide queue de cochon 9a,
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ensuite deux fois autour du rouleau 20a de retordage inver- se, ensuite à travers la broche 4a, ensuite horizontalement sous une paire de rouleaux espacés 29 et 30, ensuite vers le haut sur une tringle-guide 32 vers la traverse-guide la et finalement vers la bobine de reprise entraînée S'. Lors- que des liquides doivent être appliqués, le fil est passé à travers un bac à émulsion 35 entre le frein de tension 27 et le guide queue de cochon 28.
Suivant la présente invention, l'appareil de la figure 3 est utilisé pour communiquer un couple à des fils en retordant, fixant le fil, et retordant en sens inverse d'exactement le même nombre de tours par pouce qu'on avait retordu. Si on traite de cette faron un fil multi-filament de torsion nulle ou de torsion très faible, et que le retor- dage, la fixation et le retordage inverse sont d'importance suffisante, le fil fini tendra à se raccourcir et à prendre du volume et présentera relativement peu du couple essentiel.
De ce fait, l'appareil de la figure 3 est utilisé principa- lement pour des fils monofilament, des fils filés ou tous autres fils dans lesquels il ne se produira pas de.caractè- re volumineux lorsqu'on exécute le retordage, la fixation et le retordage inverse nécessaires pour produire le couple requis. Cependant, de nombreux fils multifilaments peuvent être traités par l'utilisation de l'appareil de la figure 3, tel que par exemple du nylon à 13 filaments de 40 deniers peut être retordu de 20 tours par pouce tout en étant chauf- fé et sous tension et retordu en sens inverse de 20 tours par pouce et un tel fil présentera une torsion adéquate pour produire une direction désirée dans les mailles de fabrica- tion tricotées.
Dans cet exemple, l'importance du retordage de la 1 et du retordage .inverse ne sont pas suffisants pour produire le raccourcissenent et le caractère volumineux
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de treize filaments individuels constituant le fil.
Lorsque le retordage et le détordage sont exécutés sur une broche de retordage-détordage, appelée parfois bro-' che de fausse torsion, il est possible de retordre et de dé- torde plus d'une extrémité du fil en même temps et d'ensuite séparer les extrémités pour être utilisées comme extrémités séparées. Dans la pratique de la présente invention par ex- emple, plus d'une extrémité d'un mono-filament de 15 deniers peuvent être retordues en même temps sous tension tout 'en étant chauffées, et ensuite retordues en sens inverse et 'en- suite séparées et chaque fil individuel de 15 deniers aura un couple dépendant'du degré de retordage, de chauffage, de tension et de détordage.
Lorsqu'on traite des fils thermoplastiques par la présente invention, la chaleur en corrélation avec la ten- sion assure la permenence du couple. fin vue d'obtenir und e- gré élevé de permanence du couple dans des fils non thermo- plastiques, le fil est revêtu ou imprégné de matières ther- noplastiques ou se fixant thermiquement avant le déplacement du fil à travers la zone chauffée. Ceci amène le fil normale) ment non-thermoplastique à avoir des caractéristiques ther- mpplastiques lorsqu'il est retordu, fixé à la chaleur et détordu tel que décrit plus haut-
Un exemple d'une modification de la présente inven.
-tion en vue de produire des fils non volumineux, est l'ap- plication de matières chimiques ou d'encollage zu fil avant de lui communiquer un couple, en vue de réduire la vivacité normale du fil. Les matières chimiques ou d'encollage sont susceptibles d'être enlevées après que les fils ont été con- vertis en fabrications tricotées ou tissées en vue de relâ- cher de ce fait la torsion du fil en vue de lui permettre
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de produire l'effet de fabrication ésiré. L'appareil pour exécuter cette méthode modifiée neut consister' en L'appa- reil de l'une ou l'autre figure 1 et 3 modifiée de manière à disposer le bac entre la broche de fausse-torsion et la bobine de reprise.
La modification de l'appareil de la figu- re 3 est représentée à la figure 4. En exécutant une méthode (modifiés sur lappareil représenté à la figure 4, le fil est alimenté à partir d'un râtelier 24b sur des tringles- guides 25b et 26b, à travers un dispositif de frein de ten- sion 27b le guide queue de cochon 28b, le dispositif de mise en tension 8b et un dispositif de chauffage 7b vers la broche de fausse torsion 4b. Le fil est enroulé deux fois autour du rouleau 20b de la broche de fausse torsion, autour des rouleaux de guidage 29b et 30b, à travers un bac d'émulsion ou d'encollage 35b,sur la tringle-guide 32b et la traverse guide lb vers la bobine de reprise S".
La broche 4b et le dispositif de chauffage 7b agissent de manière à communiquer un couple sensible au fil, et le bac 35b revêt le fil tra- vaillé d'une matière d'encollage convenable en vue de rédui- re la vivacité du fil sur le dispositif ou la broche collec- trice S".
Par exemple, lorsqu'on traite un fil de nylon à 13 filaments de 40 deniers, le fil est avancé à travers l'é- quipement à une vitesse de 1500 pouces par minute, la bro- che tournant à environ 30. 000 tours par minute. Le bac d'en- collage 35b contiendra une solution aqueuse dtalcool polyvi-
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nylique et d'acide btrmque t d'approxitilativement 5 de ma- tière d'encollage (-poids à sec). sera appliquée au fil. L'hu- midité sera asséchée du dispositif de reprise lors du bobi- nage et pendant l'emmagasinement. Bien entendu, l'appareil de la figure 2 modifié par la redisposition du bac d'encolla- ge 14 accomplirait le même but.
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Un autre exemple d'une modification de la présen- te invention est l'apport d'un couple à un fil susceptible d'être étiré à froid. Avec un tel fil, une tension adéquate- sur le fil lors.. du retordage et sans augmenter la températu- re du fil, produira une déformation spiralée permanente suf- fisante pour laisser le fil avec un couple sensible après un retordage(d'une quantité identique. N'importe lequel des-, appareils représentés dans les dessins peut être employé pour réaliser ce traitement du fil, les éléments de chauffa- ge étant alimentés en énergie ou non en vue de ne produire qu'un minimum de transfert de chaleur au fil.
Un fil convenant pour l'étirage à froid est un nylon mono-filament de 15 deniers non-étiré. Lors du traite- ment de ce fil, le fil est déplacé à travers la machine à une vitesse de 1000 pouces par minute avec une vitesse de broche de 30. 000 tours par minute. Le dispositif de mise en tension est réglé pour appliquer une tension suffisante pour étirer le fil de nylon jusqu'approximativement trois fois sa longueur non-étirée. Le 'fil présente une quantité sensible de couple et de vivacité. Bien entendu, d'autres fils sus- ceptibles d'être étirés à froid peuvent être traités de cet- te manière.
Il n'est pas extra@@@inaire dans la technique an- térieure d'utiliser des fils ayant un couple latent sensi-. ble devant être relâché après fabrication en vue des effets de fabrication désirés, mais de tels fils sont normalement bien fixés et présentent peu de torsion active ou de vivaci- té avant la fabrication. Il y a eu un écart récent vis-à-vis des processus établis en ce qui concerne les fils vivaces.
La reconnaissance des utilisations fonctionnelles variées pour des fils vivaces a amené le développement de nouveaux
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appareils et techniques en vue de faciliter leur conversion en articles fabriqués et ces nouvelles techniques et appa- reils ont à leur tour rendu possible des nouvelles utilisa- tions de plus en plus nombreuses.
La présente invention est destinée à des fils de- mandant des qualités non volumineuses ou à des méthodes pour communiquer un couple au fil qui comprennent, en partie, les étapes continues (sans interrompre le déplacement du fil) de (a) retordage du fil sous tension et (b) retordage inver- se d'une quantité identique et il est entendu dans les spé- cifications et les revendications ci-jointes que la nécessi- té d'une quantité identique de retordage inverse doit être elle qu'ille est possible avec des broches de fausse tor- sion.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to methods and apparatus. for production, yarns. monc-filament, multifilament and yarn of fiber strands having a. torque sensitive over their entire length.
More particularly, the present invention relates to. methods of imparting perceptible or latent torque to yarns, without creating crimped, wavy or fluffy yarns, which methods include the use of hollow twist-untwist pins which apply and remove an identical amount of twist.
The object of the present invention is the most economical production of improved yarns for textile manufacture, the appearance and utility of which depends primarily on substantial torque in the yarn from which they are made. A striking example of such fabrications is the recent development of ladies' stretch nylon hosiery, the stretchability of which is produced by the stitches of one or more rows which are directed in one direction and the stitches of one or more. rows of alternating stitches being directed in the opposite direction, said formation in opposite directions in the different rows of stitches being the result of the opposite pair in two or more separate yarns comprising the production of stockings.
Similar yarns are now becoming in general use in other knitted fabrications and in woven fabrications and there is a great need for more uniformity and consistency of torque and for more economical methods and means of producing such. son.
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cruc. It is understood that in the following specification and claims, "torque" is understood to mean the force which produces or tends to produce the rotation or the. twisting of the wire around its axis, regardless of the degree of actual or effective twist, if it exists in the wire.
The tendency of the thread to come back from! the actual twist can add or destroy torque which is otherwise inherent in the yarn obtained by the methods and apparatus of the present invention.
A preferred method of imparting torque to the yarn is to twist the yarn a given number of turns and then untwist the same number of turns. Since no textile yarn is perfectly elastic, any twist of a yarn produces permanent spiral strain and produces torque if the twist is completely or partially removed from the yarn.
The greater the degree of permanent spiral deformation resulting from the twisting, the greater will be the torque in the yarn after untwisting and hence the thermoplastic yarns are twisted by heating them and the non-thermoplastic yarns are twisted while they are wetted so as to reduce the amount of elasticity and to increase plastic flow thereby increasing the degree of permanent spiral deformation. In accordance with the present invention, both thermoplastic and non-thermoplastic yarns are equally twisted under tension to further increase plastic flow and the resulting permanent deformation.
It is important that the temperature correlates with the tension on the yarn as it is twisted so as to prevent ductility of the finished yarn which would otherwise produce less elasticity in the finished yarn and less torque. permanent '.
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In a previously known type of yarn used to produce stretch knitwear for ladies, a 15 denier nylon monofilament is twisted into an "S" at 30 turns per inch, the twisted yarn is then, on collecting devices. , completely secured by pressurized steam, the yarn is then withdrawn from the collecting devices to wound spinner spools for "Z" twisting and the yarn is then twisted in "Z 'at 23 turns per inch, thereby creating a torque resulting from the "Z" twisting.
Of course, an associated yarn twisted first in a "Z" at 30 turns per inch and back-twisted in an "S" at 23 turns per inch is used in a knitting machine support and the torque yarn. opposite is used in a second support. When knitting, one or more rows of one of the yarns are alternated with an equal number of rows of the associated yarn. By the present invention, the above four separate operations are performed in a more uniform manner in an economical continuous operation.
It has been found that for different uses it is desirable to produce a yarn having some degree of actual or effective residual twist in addition to a high degree of torque.
For example, when using multifilament yarns, some degree of true twist is desirable in order to produce a yarn having high torque while possessing non-bulky qualities or characteristics.
Based on the foregoing, a primary object of the present invention is to provide methods and apparatus for the production of yarns having non-bulky qualities or characteristics and which have substantial torsional forces.
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More specifically, the present invention relates to such methods and apparatus in which the yarn is produced in a continuous manner without interrupting the movement of the yarn.
More particularly, the present invention relates to the production of yarns of the type described which are characterized by their longitudinal uniformity and have a uniform helical arrangement producing a permanent torque in the yarn.
These and other objects of the present invention and the various features, and details of the construction of the apparatus and the operation of the method are more fully set forth below with reference to the accompanying drawings in which Fig. 1 is a front, fragmentary, elevational view of an apparatus suitable for carrying out the improved method of the present invention for producing thermoplastic yarns having various improved physical characteristics; FIG. 2 is a fragmentary view of the apparatus of FIG. 1 in cross section; Figure 3 is a fragmentary cross-sectional view similar to Figure 2 and showing another apparatus suitable for the production of yarns in accordance with the improved method of the present invention;
and, - Figure 4 is a view similar to Figure 3 but on a reduced scale showing a modification remaining within the scope of the present invention.
The single operation of the present invention to replace four usual operations is made possible by equipping the upper plane with a conventional two-plane twist and further mounting a heater.
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and. a tensioning device between the top of the usual pin on, the. plan; lower and the bottom of the twister-unwinder spindle on the upper plane *.
In one method of carrying out the present invention, a 15 denier nylon thread on a bobbin is. twisted at 7 turns per inch in the lower plane on usual spindles rotating at about 7000 revolutions per minute and then instead of being wound on a take-up device in the usual manner, the twisted yarn of 7 revolutions per inch is passed through the tensioning and heating devices, through the twist-untwisting spindle rotating in the opposite direction at about 23,000 revolutions per minute, through the upper plane heater which is not in operation,
through the tensioner in the upper plane and finally to the take-up device adjusted to take up the thread at a rate of about 1000 inches per minute. The result of the above is that the yarn is twisted at 7 turns per inch in the lower plane of the machine. Then, in the upper plane of the machine, the thread is twisted an additional 23 turns per inch, under tension and while being heated enough to increase plastic flow and secure the thread. The yarn is then twisted in the reverse direction at 23 turns per inch, thus leaving the yarn with 7 turns per inch of effective twist and substantial torque or liveliness due to the reverse twisting operation.
The economy achieved by carrying out in one continuous operation what would require four operations by the usual procedures is important, but the improvement of the uniformity of the couples is of greater importance, as is the permanence of this torque, given that the
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The primary purpose of the yarns in question is to create, through the use of the couple, special effects in the fabrications used from them. By the present invention every inch of the entire length of the wire is heated evenly and a uniform tensile force is applied during twisting so as to prevent ductility. This is not possible by the usual methods.
Since the present invention pertains to yarns having twist and not being bulky, it is important when processing multifilament yarns by the present invention to have sufficient actual twist in the finished yarn. so as to keep the plurality of filaments in a compact bundle, if the twisting, fixing and reverse twisting are of such importance as to otherwise cause the filaments to separate and the yarn to bulk up * The apparatus of Figure 1 is ideal for this purpose since any twist imparted to the yarn on the usual spindle in the lower plane of the machine remains in the yarn after the subsequent twist-untwist has been carried out in the upper plane of the machine. the same machine.
The apparatus is basically a conventional twister having a take-up spool S driven by a roller 3. A customary guide 1 distributes the yarn evenly over the spool.
4 take-up reel S. A twist-untwist spindle / is mounted on the upper plane spindle console 5 and can be maneuvered so as to be rotatably driven by the spindle drive belt 6. A specially constructed heater 7 is disposed between the twist-untwist spindle 4 and the guide 1 for passing the yarn through. A special tension device is provided at 8 so as to ensure a suitable tension in the thread when it is
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is wound on the spool S.
The ballooning of the wire coming from the. twist-untwist spindle 4 is controlled by a pigtail guide 9 disposed between the heater 7 and the spindle 4. In the present embodiment of the invention, the heater 7 is rendered inoperative and is kept in. the apparatus to provide easy conversion of the pr- :. The process of the present invention disclosed in FIG. 1 is assigned to the process of the present invention described in connection with FIG. 3.
On the lower plane of the same twisting machine with two planes, is mounted, between the top of the usual spindle 11 of the lower plane and the support arm 5, a heating device 12 and a tensioning device 13. An emulsion trough 14 is mounted between the yarn guide 15 associated with the pin 11 and the tensioner 13, and is used when liquids are to be applied to yarns.
The liquid supplied from the emulsion pan 14 may be a dye solution for permanently dyeing the yarn, the dye being developed and fixed by the high temperature of the restricted heating zone. Likewise a sizing liquid or other suitable treating liquid can be used as desired or necessary and passing the treated yarn through the heating zone will act to dry the packing material. collage or other. When treating a non-thermoplastic yarn, the non-thermoplastic yarn may be passed through the emulsion pan which may contain a thermal fixing material such as, for example, a solution of ura-formaldehyde resin.
The yarn passing through the bottom is coated with resin and the heat applied to the yarn thus covered will impart the desired attachment to the yarn.
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@ When nylon thread is to be worked by twisting it 30 turns per inch in one direction and 23 turns per inch in the opposite direction, using the apparatus of Figures 1 and 2, a bobbin 17 of nylon is placed on a regular spindle 11 and the thread is twisted 7 turns per inch between bobbin 17 and tensioner 13 (or emulsion pan 14 when used the thread then passes through the device ae tensioning 13 where sufficient tension is applied with respect to the temperature at which the wire is subsequently heated, so as to prevent ductility in the wire. The wire is then heated while being twisted an additional 23 turns. - silences per inch as it passes through the heater 12.
The yarn is then cooled as it moves from the heater 12 to the reverse twist roller 20 of the twist-untwist spindle 4. The yarn then passes through the balloon control yarn guide 9 and then through the heater 7 (not operating in this embodiment of the present invention) and the tensioning device 8 to the take-up spool. .
The tension in the yarn, and the heat applied thereto, are closely controlled to provide uniform heat and uniform tensile force when twisting, to avoid ductility. Thus, by practicing the methods of the present invention by controlling the supply of thermal energy to the restricted area in the heater 12 through which the yarn passes to heat the yarn evenly to a temperature. ture prescribed so as to reorient the molecules of the yarns towards the twisted yarn, and thereby fix this yarn, and maintain
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correlating the tension in the yarn with the prescribed temperature and the linear speed of the latter in order to keep the yarn under a uniform tension chosen in relation to the contraction force of the yarn,
It is possible to produce commercially satisfactory yarn having desirable although different physical properties which are in each case characterized by their permanence and high degree of uniformity.
The required degree of heat is maintained uniform in a device by a current at a constant voltage (not exceeding 24 volts for the safety of the person 1), and through an automatic induction voltage regulator 44 and from a supply line 45, 46, said regulator being connected by leads 47,40 to a manually adjustable induction voltage regulator 49 connected in turn by leads 50, 51 to the primary of a thickness transformer 52 which maintains a voltage across the bus bars 53,54 supplying power to the heater 12.
The output voltage of the induction voltage regulator 44 is automatically regulated by thermo-sensitive means incorporated in the heating device 12. The automatic and manual induction voltage regulators 44 and 49 and the thermo-sensitive means. Sensitive can all be of any approved, standard and commercially available types and act cooperatively to control the temperature in the heater 12 in a compensatory manner for changes in ambient temperature or local and the rate of heat transfer to the wire, so that the restricted area of the heater through which the wire passes, is heated uniformly to such a temperature,
so as to reorient the molecules of the wire towards the formation
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twist the thread and fix this thread. Hand operated switches 55 and 56 are included in the lines
45 and 46, and 47 and 48 respectively, as shown in Fig. 1. Thus, the wire passing through the heater is subjected to a prescribed uniform, constant heat transfer.
The tensioning means 8 and 13 exert a uniform predetermined tension on the wire passing through. The tensioning device comprises two blades in the form of a comb, between the alternating teeth through which the thread passes. One of the fins is attached, while the other fin can swing around a hinge pin.
The tiltable vane is spring-connected to an adjustment lever which can be finely adjusted to impart predetermined braking or thread tension. In accordance with the method of the present invention, the tensioning device is adjusted so as to accurately correlate the tension in the yarn undergoing treatment with the temperature at which the yarn is heated and with the linear speed of the yarn. displacement of the yarn in order to maintain the latter at a uniform tension selected with respect to the contraction force of the yarn which results from its heating and twisting.
those
It is clear to those familiar with the art that in the practice of the present invention, using the apparatus shown in Figures 1 and 2, any desired amount of twist in the same direction or in the same direction can be imparted to the yarns. direction of reverse twist and hold it in the wire and any amount of reverse twist can be performed by simply adjusting the speed and direction of rotation of the spindles shown on the two machine planes and the speed of the recovery of the thread.
The effective twist in the finished wire is checked @
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by the speed of the drive belt 21 of the usual spindle 11; the amount of reverse twist by the speed of the belt 6 both in relation to the speed of the roller 3. It is also clear to those familiar with the art that all monofilament, multifilament or strand spun yarns of fibers can be processed in a similar manner and that instead of a bobbin 17, a spinner spool wound with any yarn can be substituted on the same spindle.
In the practice of the present invention, it is sometimes desirable to twist, fix the yarn and twist in the reverse direction, without changing the amount of effective tension (if any) in the yarn received from the producer). This can be done using the upper plane only in the apparatus shown in Figures 1 and 2 where each plane of a two-plane twist whose top and bottom planes have been altered in the same way as the plane changes. upper shown in Figures 1 and 2.
Figure 3 is a fragmentary sectional view of an apparatus for practicing one embodiment of the present invention. Referring to Figure 3 of the drawings, a bobbin or other feeder P is placed on the overhanging rack 24 which is capable of supporting feeders for both planes of the machine, the yarn Y is continuously withdrawn. from the end of the device P, passes over guide rods 25 and 26 and through a tensioning device 27 also on the rack, then down to a pigtail guide 28 attached to a device of tensioning 8a, then down between the wings of the tensioning device 8a and through a heating device 7a,
then through a pigtail guide 9a,
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then twice around the reverse twist roll 20a, then through the spindle 4a, then horizontally under a pair of spaced rollers 29 and 30, then upward on a guide rod 32 to the guide beam 1a and finally to the driven pickup reel S '. When liquids are to be applied, the yarn is passed through an emulsion pan 35 between the tension brake 27 and the pigtail guide 28.
In accordance with the present invention, the apparatus of Fig. 3 is used to impart torque to yarns by twisting, securing the yarn, and reverse twisting at exactly the same number of turns per inch as was twisted. If a multi-filament yarn of zero twist or very low twist is treated with this faron, and the twisting, fixing and reverse twisting are of sufficient importance, the finished yarn will tend to shorten and pick up. volume and will exhibit relatively little of the essential torque.
Therefore, the apparatus of FIG. 3 is mainly used for monofilament yarns, spun yarns or any other yarn in which there will not be a bulky character when performing the twisting, fixing. and reverse twisting necessary to produce the required torque. However, many multifilament yarns can be processed by use of the apparatus of Figure 3, such as, for example, 40 denier 13 filament nylon can be twisted 20 turns per inch while being heated and under. tensioned and reverse twisted 20 turns per inch and such yarn will exhibit adequate twist to produce a desired direction in the knitted fabric stitches.
In this example, the magnitude of the 1-twist and the reverse-twist are not sufficient to produce the foreshortening and bulkiness.
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thirteen individual filaments constituting the yarn.
When the twisting and untwisting are performed on a twist-untwist spindle, sometimes called a false-twist spindle, it is possible to twist and untwist more than one end of the yarn at the same time and then separate ends to be used as split ends. In the practice of the present invention, for example, more than one end of a 15 denier monofilament can be twisted simultaneously under tension while being heated, and then twisted back and forth. separate series and each individual 15 denier yarn will have torque depending on the degree of twist, heat, tension and backwash.
When treating thermoplastic yarns by the present invention, heat in correlation with tension ensures torque permenence. In order to achieve a high degree of torque permanence in non-thermoplastic yarns, the yarn is coated or impregnated with thermoplastic materials or thermally set prior to movement of the yarn through the heated area. This causes the normally non-thermoplastic yarn to have thermoplastic characteristics when twisted, heat set and untwisted as described above.
An example of a modification of the present inven.
-tion in order to produce non-bulky yarns, is the application of chemical materials or sizing to the yarn before imparting torque to it, in order to reduce the normal liveliness of the yarn. Chemical or sizing materials are likely to be removed after the yarns have been converted into knitted or woven fabrications to thereby loosen the twist of the yarn to allow it.
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to produce the desired manufacturing effect. The apparatus for carrying out this modified method may consist of the apparatus of either Figure 1 and 3 modified so as to dispose the pan between the false-twist pin and the take-up spool.
The modification of the apparatus of Fig. 3 is shown in Fig. 4. By performing a method (modified on the apparatus shown in Fig. 4, the wire is fed from a rack 24b onto guide rods 25b. and 26b, through a tension brake device 27b the pigtail guide 28b, the tensioning device 8b and a heater 7b to the false twist pin 4b. The wire is wound twice around the wire. roller 20b of the false twist pin, around guide rollers 29b and 30b, through an emulsion or glue pan 35b, on guide rod 32b and guide cross member lb towards take-up reel S ".
Pin 4b and heater 7b act to impart sensitive torque to the yarn, and pan 35b coats the worked yarn with a suitable sizing material to reduce the liveliness of the yarn on the yarn. device or the collector pin S ".
For example, when treating 40 denier 13-filament nylon yarn, the yarn is fed through the equipment at a speed of 1500 inches per minute with the spindle rotating at about 30,000 revolutions per minute. minute. The gluing tank 35b will contain an aqueous solution of polyvinyl alcohol.
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nylic acid and btrmque t of approx. 5 sizing material (dry weight). will be applied to the wire. The moisture will be dried out of the take-up device during winding and during storage. Of course, the apparatus of Figure 2 modified by the rearrangement of the glue pan 14 would accomplish the same object.
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Another example of a modification of the present invention is the provision of torque to a wire capable of being cold drawn. With such a yarn, proper tension on the yarn during twisting and without increasing the yarn temperature will produce sufficient permanent spiral deformation to leave the yarn with substantial torque after twisting (of Identical amount Any of the apparatus shown in the drawings may be employed to effect this treatment of the wire, with or without the heating elements being energized to produce a minimum of heat transfer. over.
A yarn suitable for cold drawing is unstretched 15 denier monofilament nylon. In processing this yarn, the yarn is moved through the machine at a speed of 1000 inches per minute with a spindle speed of 30,000 revolutions per minute. The tensioner is set to apply enough tension to stretch the nylon thread to approximately three times its unstretched length. The yarn exhibits a substantial amount of torque and liveliness. Of course, other yarns capable of being cold drawn can be treated in this way.
It is not unusual in the prior art to use yarns having a sensi- tive latent torque. wheat must be released after manufacture for the desired manufacturing effects, but such yarns are normally well secured and exhibit little active twist or liveliness prior to manufacture. There has been a recent deviation from established processes for perennial yarns.
The recognition of the varied functional uses for perennial yarns has led to the development of new
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apparatus and techniques with a view to facilitating their conversion into manufactured articles and these new techniques and apparatus have in turn made possible more and more new uses.
The present invention is directed to yarns requiring non-bulky qualities or to methods of imparting torque to the yarn which include, in part, the continuous steps (without interrupting the movement of the yarn) of (a) twisting the yarn under. tension and (b) reverse twist of an identical amount and it is understood from the accompanying specifications and claims that the requirement of an identical amount of reverse twist should be as it is possible. with false twist pins.
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