L'invention concerne la fabrication d'un produit en brins, continu, nouveau et plus particulièrement un produit qui comprend un groupage de filaments continus ou brins de petit diamètre, d'une texture fine, en un produit en brins, commun, qui bien qu'il présente le caractère d'un ensemble, conserve encore la finesse de texture des filaments ou brins de petit diamètreo
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possédant de grandes aptitudes de renforcement, ce qui est une caractéristique de moyens de renforcement comprenant un_grand nombre de fibres ou filaments individuels et qui malgré la finesse de sa texture, s'approchant de celle d'un produit constitué par des filaments dispersés, soit susceptible d'être manipulé aisément par exemple pour le coupage et la fabrication de nattes de renforcement, qualité caractéristique des produits du type à brins assembléso
La présente invention consiste dans la formation de brins d'une texture fine par accumulation de fibres individuelles ou, en autres termes dans la réunion de fibres ou filaments en brins continus de texture fine et d'un diamètre relativement petit, et dans l'assemblage intermittent de ces brins fins en vue de l'obtention d'un produit composite continuo A un autre point de vue, le produit en brins fabriqué peut être considéré comme constitué par plusieurs brins continus de petit diamètre, combinés en un brin commun, ces brins de petit diamètre étant assemblés entre eux seulement en des zones espacées.
Les caractéristiques principales de l'invention résident dans la facilité de fabrication du produit en brins et dans sa maniabilité, bien que le produit soit constitué par plusieurs brins à texture fine, associés d'une manière lâche
D'autres caractéristiques de l'invention sont les suivantes :
- efficacité de la facilité d'emballage du produit se traduisant par le fait que plusieurs brins de petit diamètre, réunis en un brin composite comportant des assemblages seulement en des points espacés peuvent être enroulés et retirés d'un paquet comme s'il s'agissait d'un produit unifié dans son ensemble,
- facilité d'utiliser sous forme continue ou de couper le produit qui, lorsqu'il est appliqué dans une natte à des fins de renforcement, est d'une texture extrêmement fine, dépendant par ailleurs de la petitesse du diamètre des brins individuels,
- facilité d'adapter à la fabrication du produit, moyennant une légère modification seulement, l'équipement déjà existant pour la formation des brins
Ces buts et ces caractéristiques de l'invention, ainsi que d'autres buts et d'autres caractéristiques, seront mis en évidence par la description qui va suivre et à laquelle se rapportent les dessins ci-joints.
La figure 1 montre un exemple d'un produit en brins fabriqué conformément aux principes de la présente inventiono - La figure 2 montre une vue en élévation latérale;, quelque peu schématique d'un appareil pour la production de filaments ou de brins, au moyen duquel on peut obtenir le produit suivant l'invention en appliquant le procédé suivant l'invention. La figure 3 représente en perspective, à plus grande échelle, en vue <EMI ID=2.1>
suivant la figure 2.
La figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 mais montrant <EMI ID=3.1>
tionnement
Les figures 5 et 6 représentent respectivement, à plus grande échelle, une vue en élévation en bout et une vue en élévation de face du mécanisme de translation des figures 2 à 4. Toutefois, ce mécanisme déplace un nombre plus grand de brins et les figures montrent les positions des brins par rapport au mécanisme de translation, au point du cycle de fonctionnement représenté sur la figure 3.
Les figures 7 et 8 représentent respectivement une vue en élévation en bout et une vue en élévation de face du mécanisme de translation des figures
5 et 6, dans une position de translation avancée des brins correspondant au point
<EMI ID=4.1> La figure 9 est une vue schématique, partiellement découpée d'un autre mécanisme de translation permettant la mise en application de la présente inventiono La figure 10 est une vue en perspective d'un dispositif d'alimentation pour la production de fibres de verre, convenant pour la formation d'un produit en brins suivant la présente invention. La figure 11 est une vue en plan d'un système de fusion auquel peutêtre incorporé le dispositif d'alimentation suivant la figure 10 pour la production de produits en brins suivant la présente invention.
Avant de passer à l'examen détaillé des dessins, il y a lieu de faire remarquer que bien que la présente invention ait été représentée ici, à titre d'exemple, dans son application à la production.de brins formés par des fibres de verre continues, il doit être bien entendu que l'invention n'est pas nécessai-
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l'on peut utiliser pour la fabrication d'un produit en brins suivant la présente invention des brins de différentes matières telles que des matières minérales autres que le verre ainsi que des résines synthétiques telles que les polyamides, :
le téréphtalate de polyglycol, le polyacrylonitrite, le chlorure de vinylidène,
le chlorure de vinyle, le copolymère de l'acétate de vinyle, le copolymère du
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vinyle, le "Nylon" la rayonne, le polyéthylène, le vinyle acrylique. D'autres matières fibreuses non adhésives se prêtent à une incorporation dans le produit suivant la présente invention et l'on peut utiliser des matières fibreuses naturelles telles que des fibres de pâte de bois, de coton, de lin, de jute, de kapok, de laine, de poils, de soie; des fibres synthétiques telles que les fibres de cellulose ou de dérivés de la cellulose comprenant l'hydrate de cellulose,
les esters de cellulose, les éthers de cellulose; des fibres en caoutchouc naturel et en caoutchouc synthétique et en leurs dérivés; des fibres en acide alginique, en gélatine, en caséine; des fibres minérales telles que les fibres d'amiante, de laine minérale et les fibres analogues; des fibres en résines naturelles; et des fibres et filaments obtenus en fendant, en coupant, en découpant en lanières des pellicules non fibreuses, par exemple en déchets de cellophane. En outre, il y a lieu de remarquer que, bien que l'on ait pris ici, à titre d'exemple, des brins en fibres continues pour l'obtention du produit suivant l'invention, on peut utiliser à cet effet des brins continus en matière ou fibres discontinues.
La figure 1 représente un produit en brins 30 suivant la présente invention qui est formé par une paire de brins 19 de plus petit diamètre, chacun de ces brins étant constitué par plusieurs filaments. Les brins 19 sont assemblés entre eux de manière à constituer un ensemble seulement suivant des zones 31, espacées les unes des autres. La figure 2 représente un appareil au moyen duquel on peut fabriquer le produit suivant la figure 1 dans la formation de fibres de verre continues. L'appareil comprend un dispositif d'alimentation 10 à l'intérieur duquel du verre fondu est maintenu en fusion par la chaleur fournie par une source d'énergie électrique (non représentée) qui est reliée aux bornes 11 du dispositif d'alimentation 10.
Le verre fondu s'écoule du dispositif d'alimentation en passant à travers des tétons 12 munis d'orifices appropriés, pour produire plusieurs brins dont lès fibres 14 sont amincies sous l'influence de la force fournie par un dispositif enrouleur 20 qui se trouve au-dessous du dispositif d'alimentation 10o Les fibres 14 sont étirées en travers d'un dispositif de liaison du type à rouleau, ou dispositif d'application d'apprêt 15 qui fournit le fluide d'apprêt à chacun des filaments, lorsqu'il est tiré en travers du rouleau 16 en faisant saillie,
à partir de ce dernier. Dans sa rotation, le rouleau 16 est immergé partiellement dans le fluide d'apprêt contenu dans le dispositif d'application 15 et il transmet, en tournant, aux filaments le fluide d'apprêt qui lui est fourni par une réserve prévue dans ce dernier. Un tablier 17 fait office de garde; il couvre la plus grande partie du rouleau qui, .autrement, serait à découvert et il limite ainsi le dépôt de corps étrangers sur le rouleau pendant la rotation de ce derniero
Sur la figure 2, les filaments étirés à partir du dispositif d'alimentation 10 ont été représentés divisés en deux groupes pour la formation de deux brins individuels de petit diamètreo En vue de cette formation les deux groupes de filament sont rassemblés sur des organes de rassemblement individuels
18, en une matière telle que le graphite, de manière qu'aucune aotion abrasive ne soit exercée sur les filaments en verre étirés. Les deux groupes de filaments sont réunis en deux brins 19 de petit diamètre qui, à leur tour, sont tirés dans des positions parallèles, côte à côte au travers .d'un mécanisme de translation
24 pour être enroulés sur un tube tournant 21, monté sur une virole 22 entraînée par le dispositif enrouleur 20.
Les figures 3 et 4 illustrent la manière dont les deux brins de la figure 2 sont enroulés tandis qu'ils sont à distance l'un de l'autre, pour ce qui est du tronçon des brins passant par dessus le dispositif de translation entre les inversions de mouvement, dans leur cycle de va-et-vient en travers du paquet <EMI ID=7.1>
unitaire, par liaison dans des zones le long du tronçon du produit sur lequel s'effectue les inversions du mouvement de va-et-vient des brins (voir figure 4). En d'autres termes, le produit en brins obtenu comprend une paire de brins de petit diamètre qui ne sont associés que de façon lâche sur-une distance considérable de leur longueur et qui sont assemblés, entre eux de manière à former un ensemble, en des zones espacées le long de la longueur du produit; ces zones
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dire à chaque fin de chacune des courses du mouvement des brins dans le va-etvient destiné à les répartir sur le paquet sur lequel ils sont enroulés.
Le mécanisme de translation effectuant l'assemblage des brins par intervalle et représenté ici, est décrit d'une manière très détaillée dans des brevets antérieurs qui montrent des dispositifs analogues dans lesquels le mouvement de translation des brins, soumis par le mécanisme à un va-et-vient, est sous la commande directe d'une paire de cames, complémentaires l'une de l'autre et ayant sensiblement la forme de spirales. Ces cames 27 et 28 sont portées par
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les figures, ou en toute matière appropriée capable de résister à l'action d'usure exercée par le brin. Chacune des cames 27 et 28 s'étend sur un peu plus de
180[deg.] d'une circonvolution. L'extrémité intérieure ou inférieure de chacune d'elles se trouve à l'intérieur (en direction axiale) de l'extrémité de grand diamètre de la came complémentaire et de préférence, elle est aussi recouverte en partie par l'extrémité de grand diamètre.
En raison de la relation entre les positions des extrémités respectives des cames en direction axiale, les brins après avoir achevé une course transversale à l'extrémité de petit diamètre de la came sont en position pour être attaqués par le grand diamètre de la came complémentaire et dans les cas où les extrémités opposées des cames sont en recouvrement partiel, de la manière représentée sur le dessin, cette attaque par l'extrémité de grand diamètre de la came s'effectue dès la cessation de chaque course transversale. Par conséquent, lors de la cessation de chaque course transversale des brins, il se produit une inversion dans le mouvement des brins et en même temps, les brins sont amenés en contact intime l'un avec l'autre pour être assemblés, de manière à former un ensemble, par la matière d'apprêt.
En même temps que les brins sont déplacés par les cames 27 et 28,
le mécanisme de translation exécute un mouvement de va-et-vient ou, en d'autres termes il est déplacé suivant l'axe longitudinal de l'arbre pour diriger le produit sur une longueur plus grande du tube sur lequel ledit produit est enroulé, ce qui produit un paquet ayant une partie médiane sensiblement plus épaisse que
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On peut faire tourner le mécanisme de translation décrit jusqu'à présent à une vitesse périphérique élevée s'approchant de la vitesse linéaire
du brin et parfois sensiblement égale à cette dernière. On constate donc seulement une légère différence de tension résultant de la translationo Par conséquent, le brin est déplacé facilement le long du paquet, en formant un angle minimum avec l'axe de la bobine.
Bien que le procédé de fabrication du produit en -brins à liaisons intermittentes, suivant l'invention, ait été décrit ci-dessus dans le cas de la formation et de la réunion de deux brins seulement, on se rend compte aisément que l'on pourrait enrouler et assembler par intermittences deux, trois, quatre
et même un plus grand nombre de brins. A ce point de vue, les figures 5 à 8 illustrent d'une manière très claire, à titre d'exemple le dispositif au moyen duquel on peut faire passer quatre brins sur un mécanisme de translation en fil métallique en spirales pour obtenir un tel produit. Les brins 19 sont tirés à travers les organes 27 et 28 en fil métallique lorsque lesdits organes tournent
sur l'arbre 26 en sens inverse du sens des aiguilles d'une montre. Les brins
sont maintenus à distance les uns des autres en raison de l'engagement angulaire entre le mécanisme de translation et les différents brins et du fait qu'ils sont espacés quand ils sont introduits de cette manière vers les organes en fil métalliqueo Toutefois, lors de l'engagement de l'extrémité de grand diamètre de chaque came avec les brins, ces brins se trouvent groupés et maintenus en contact intime pendant le temps qu'il faut pour que s'effectue leur séparation, produite par le mouvement de la partie angulaire de l'extrémité de grand diamètre coopérant avec les forces, à l'intérieur des brins, qui y produisent la tension.
L'angle des organes en fil métallique, nécessaire pour effectuer la séparation des brins entre les inversions, dans le cycle de translation, dépend de la vitesse de l'enroulement, de la tension du brin, de la vitesse de la translation et de la distance de la translation, qui peuvent être déterminées facilement par un essai. Les figures 5 et 6 montrent la manière dont les brins sont maintenus à distance les uns des autres entre les inversions de mouvement dans le cycle de translation, tandis que les figures 7 et 8 montrent la manière dont les brins sont groupés en contact intime lorsqu'ils viennent mutuellement en prise aux extrémités
de la course de translation.
La figure 9 illustre un autre mécanisme de translation permettant d'obtenir des produits en brins suivant la présente invention. Dans ce dispositif, les brins 39 sont maintenus séparés les uns des autres par une série de doigts 32 s'étendant latéralement à partir d'une fente 36 ménagée dans la surface latérale d'un organe tubulaire à l'intérieur duquel une vis à pas inversés fonctionne pour animer les doigts d'un mouvement de va-et-vient, c'est-à-dire pour les déplacer d'abord vers une extrémité de l'organe à partir duquel ils font saillie et ensuite, vers l'autre extrémité dudit organe. Il est prévu deux butées 33 qui se trouvent chacune à une faible distance de l'extrémité correspondante de la fente 36 et en des points situés à l'intérieur de l'intervalle correspondant au déplacement des doigts 32 dans leur mouvement alternatif de translation.
Les butées 33 sont donc placées de manière à entrer en contact avec les brins 39 et à les réunir à chacune des extrémités de leur course. Lorsqu'au commencement de chaque course nouvelle les brins 39 cessent d'être en contact avec les butées 33, ils se séparent de nouveau. Ainsi, à la fin de chaque course du cycle de translation, les brins se trouvent réunis pour s'assembler entre eux (représentation en trait interrompu) et dans la zone comprise entre les extrémités de la course de translation (représentation en trait plein) les brins sont maintenus séparés les uns des autres pour être associés dans le produit seulement d'une manière lâchée
Pour ce qui est de l'utilisation de ce dispositif de translation
ou d'autres dispositifs de translation appropriés, il doit être bien entendu que la fabrication du présent produit n'est pas limitée nécessairement aux opérations de formation de fibres mais que le procédé est applicable aussi à la formation du produit à partir de brins ou fibres continues déjà formées quand elles sont tirées d'une source telle qu'une série de bobines dans un râtelier et que le produite après avoir été formé, peut être enroulé directement en un paquet ou peut être mis en oeuvre immédiatement, par exemple par coupage, pour la formation d'une natte ou par introduction dans une structure feuilletée. La liaison de
tels produits dans des zones espacées peut être achevé dans un four immédiatement avant l'utilisation; on peut aussi laisser sécher le produit par exposition
à la température ambiante. Cela dépend du temps dont on dispose avant l'utilisation du produit ainsi que du type de l'agent de liaison utilisé pour effectuer l'assemblage.
Le produit en brins peut être fabriqué suivant une gamme étendue de , dimensions et de proportions Dans certains cas par exemple, les brins peuvent être assemblés sur 25 mm pour chaque tronçon de 125 à 150 mm de la longueur du produit tandis que, dans d'autres cas, l'assemblage peut être exécuté sur 75 à
100 mm pour chaque tronçon de 300 mm de longueur du produit. On peut aussi fabriquer les produits en brins en réunissant les filaments individuels en un brin commun en des zones espacées suivant la longueur du produit, tandis qu'entre les zones assemblées on peut donner au produit une forme filamenteuse dans laquelle chaque filament individuel est associé avec les autres d'une manière quelque peu lâche, en forme dispersée.
A cet égard, les filaments peuvent être maintenus séparés quand ils sont soumis au mouvement de translation puis groupés par inter= mittences pour fournir les assemblages séparés le long du produit, de la même manière que les brins sont maintenus séparés, puis groupés par intermittence pour donner un produit d'ensemble à texture fine. Dans d'autres dispositions, les brins de plus petit diamètre peuvent être du type retors et dans ce cas, les fibres des brins seraient maintenues plus assemblées tandis que le produit luimême est assemblé seulement en des points espacés sur sa longueur.
Le dispositif d'application d'apprêt 15 représenté est destiné à enduire les différentes fibres d'un apprêt ou liant approprié tel qu'une huile, la cire, un dérivé de la cellulose, le caoutchouc, les résines naturelles et synthétiques, l'amidon, la gomme, la graisse, un acide gras ou une autre substance d'enduisage, ou une émulsion d'une substance appropriée. Par l'application de ces apprêts ou liants, on remédie dans une large mesure aux discontinuités existant dans les fibres en nivelant creux et saillies. En outre, les apprêts ou liants ont pour fonction d'assurer l'assemblage des fibres entre elles quand lesdites fibres sont amenées en contact intime les unes avec les autres.
On a découvert que lorsque les fibres d'un brin sont associées intimement en des zones espacées;, tandis que l'apprêt peut encore s'écouler, l'asso-
<EMI ID=11.1>
dans le paquet. D'une manière analogue, quand des brins de petit diamètre sont amenés en contact entre eux sur de courtes longueurs en des points espacés, ou zones courtes, le long de la longueur d'un produit constitué par les brins, le contact intime en des points espacés est maintenu après le séchage ultérieur du produit en brins. Quand le liant est un apprêt, l'assemblage des brins dans les zones espacées est en général tel que les brins sont séparables. Cela signifié que l'on peut séparer de force les brins pour leur rendre leurs formes individuelles lors de leur enlèvement d'un paquet ou après leur enlèvement d'un paquet, si on le désire," Cependant la matière appliquée au produit, pour effectuer la
<EMI ID=12.1> si n'être pas un apprêt. On peut utiliser toute une gamme de matières d'apprêt telles que les résines du type phénolique qui lors d'une cuisson ultérieure, peuvent effectuer un assemblage solide des brins dans les zones espacées resserrées. Ainsi donc le terme de liant ou d'agent de liaison utilisé ici s'applique à la fois aux matières d'apprêt et à d'autres matières telles que les matières adhésives résineuses qui maintiennent les fibres et les brins assemblés. A titre d'exemple, on peut utiliser pour effectuer une telle liaison tout nombre de matière plastiques telles que le plastisol, l'asphalte, la résine de polyester,
etc ou des matières minérales, par exemple toute une variété de métaux tels que le plomb, le zinc, l'aluminium, le cuivre, etc. La liaison peut être effectuée sur des fibres propres fraîchement formées ou sur des fibres ou brins nettoyés par application intermittentes du liant au cours d'un cycle d'opération de telle sorte que ladite matière soit appliquée seulement sur les zones espacées à assem-
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matière et les lier entre eux aux points de contact intime avec une seconde matière qui, dans un sens, les bloque entre eux dans de telles zones. On peut obtenir ces produits, suivant l'invention, en pulvérisant l'agent de liaison, par intermittences, c'est-à-dire dans les zones espacées sur le produit, ces pulvé-
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tes des fibres ou brins.
Les figures 10 et 11 représentent un dispositif d'alimentation ou dispositif de garniture pouvant être adapté à la formation de brins qui peuvent être combinés entre eux pour fournir le produit suivant-la présente invention.
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comprend en général une partie 40 qui forme conduite, qui est munie de brides
47 à chacune de ses extrémités et qui présente à peu près en son milieu, à sa partie inférieure, un orifice 41 formant soupape. La dimension de l'ouverture de cet orifice est réglée par un organe, faisant office de bouchon, et se trouvant à l'extrémité d'une tige 42 qui s'étend vers le haut et traverse une ouverture ménagée dans la partie supérieure de la conduite. Ainsi, on peut faire écouler des fluides tels que du verre fondu à travers la conduite et leur permettre de s'écouler hors de cette dernière en passant par l'orifice 41 dont l'ouverture
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face inférieure de la conduite 40 un compartiment ' ou réservoir 43 dans lequel le fluide fondu venant de la conduite peut s'écouler en passant par l'orifice
41 après l'ouverture de ce dernier, Le réservoir 43 présente à sa surface inférieure des tétons 44 percés à travers lesquels la matière fondue peut s'écouler sous forme de courants, ces derniers étant amincis de la manière représentée
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re introduite à l'intérieur du compartiment ou réservoir 43 s'écoule pour arriver aux orifices 44 suivant un trajet plus grand que si elle venait directement
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verre et les parties non homogènes telles que les cordons de verre peuvent être dispersés à l'intérieur de la masse de verre qui s'écoule avant que cette dernière ne passe à travers les orifices 44 pour la formation de fibreso Il est prévu au voisinage immédiat de chacune des brides 47 de la portion de conduite 40 un collier de refroidissement 46 qui agit pour réduire l'écoulement du verre passant à travers la portion de conduite 40 ou pour l'arrêter quand on désire enlever l'une des portions de conduite du système dans lequel elle est installée.
Les portions de conduite 40 sont prévues pour pouvoir être montées bout à bout contre d'autres portions de conduite analogues afin de fournir un circuit complet 48 qui est réuni à une source de matière fondue telle que le bac
<EMI ID=19.1> à travers le circuit en boucle 48 et on peut empêcher le débit de l'une quelconque des portions de conduite 40 au moyen de la soupape prévue à l'extrémité de la tige 42.
Chaque paire de portions de conduite ou dispositifs d'alimentation
40 peut être associée bout à bout à la paire adjacente ou en travers à l'une des paires de l'autre branche du circuit en boucle pour fournir une paire de brins destinés à être associés entre eux dans le produit final suivant la présente invention. On peut aussi combiner trois quatre brins ou un plus grand nombre de brins fournis par des dispositifs d'alimentation voisins pour former le produit final qui sera assemblé en des zones espacées suivant la présente invention.
Il est évident, d'après ce qui précède que l'on peut faire, dans les limites du champ de l'invention, des modifications et prévoir différentes dispositions autres que celles qui ont été décrites ci-dessus. Le présent exposé a été donné uniquement pour illustrer l'invention qui comprend toutes les variantes.
The invention relates to the manufacture of a new continuous strand product and more particularly to a product which comprises a bundling of continuous filaments or strands of small diameter, of fine texture, into a common strand product which well. that it presents the character of a whole, still retains the fineness of texture of the filaments or strands of small diameter
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possessing great reinforcing abilities, which is a characteristic of reinforcing means comprising a large number of individual fibers or filaments and which, despite the fineness of its texture, approaching that of a product consisting of dispersed filaments, is susceptible to be easily handled, for example for cutting and manufacturing reinforcing mats, a characteristic quality of products of the assembled strand type
The present invention consists in forming strands of a fine texture by accumulating individual fibers or, in other words in bringing together fibers or filaments into continuous strands of fine texture and of a relatively small diameter, and in assembling intermittent of these fine strands with a view to obtaining a continuous composite product From another point of view, the produced strand product can be considered to consist of several continuous strands of small diameter, combined into a common strand, these strands of small diameter being assembled together only in spaced areas.
The main features of the invention lie in the ease of manufacture of the strand product and in its workability, although the product consists of several fine textured strands, loosely associated.
Other characteristics of the invention are as follows:
- efficiency of the ease of packaging of the product resulting in the fact that several strands of small diameter, united in a composite strand having assemblies only at spaced points can be wound up and removed from a bundle as if it were acted as a unified product as a whole,
- ease of using in continuous form or cutting the product which, when applied in a mat for reinforcement purposes, is of an extremely fine texture, moreover depending on the small diameter of the individual strands,
- ease of adapting to the manufacture of the product, with only a slight modification, the already existing equipment for forming the strands
These objects and characteristics of the invention, as well as other objects and other characteristics, will be apparent from the description which follows and to which the accompanying drawings relate.
Figure 1 shows an example of a strand product made in accordance with the principles of the present invention; Figure 2 shows a somewhat schematic side elevational view of an apparatus for the production of filaments or strands by means of from which the product according to the invention can be obtained by applying the process according to the invention. Figure 3 shows in perspective, on a larger scale, in view <EMI ID = 2.1>
according to figure 2.
Figure 4 is a view similar to that of Figure 3 but showing <EMI ID = 3.1>
tioning
Figures 5 and 6 show, respectively, on a larger scale, an end elevational view and a front elevational view of the translation mechanism of Figures 2 to 4. However, this mechanism moves a greater number of strands and the figures show the positions of the strands relative to the translation mechanism, at the point of the operating cycle shown in Figure 3.
Figures 7 and 8 show an end elevational view and a front elevational view, respectively, of the translation mechanism of Figures
5 and 6, in an advanced translational position of the strands corresponding to the point
<EMI ID = 4.1> Figure 9 is a schematic, partially cut away view of another translation mechanism for implementing the present invention; Figure 10 is a perspective view of a production feeder of glass fibers, suitable for forming a strand product according to the present invention. Figure 11 is a plan view of a melting system in which the feed device according to Figure 10 can be incorporated for the production of strand products according to the present invention.
Before proceeding to a detailed examination of the drawings, it should be noted that although the present invention has been shown here, by way of example, in its application to the production of strands formed by glass fibers continuous, it should be understood that the invention is not necessarily
<EMI ID = 5.1>
can be used for the manufacture of a product in strands according to the present invention strands of different materials such as mineral materials other than glass as well as synthetic resins such as polyamides,:
polyglycol terephthalate, polyacrylonitrite, vinylidene chloride,
vinyl chloride, copolymer of vinyl acetate, copolymer of
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vinyl, "Nylon" rayon, polyethylene, acrylic vinyl. Other non-adhesive fibrous materials lend themselves to incorporation into the product according to the present invention and natural fibrous materials such as pulp fibers of wood, cotton, linen, jute, kapok, etc. can be used. wool, animal hair, silk; synthetic fibers such as cellulose fibers or cellulose derivatives including cellulose hydrate,
cellulose esters, cellulose ethers; fibers of natural rubber and synthetic rubber and their derivatives; fibers in alginic acid, gelatin, casein; mineral fibers such as asbestos fibers, mineral wool and the like; fibers made of natural resins; and fibers and filaments obtained by splitting, cutting, cutting into strips non-fibrous films, for example from cellophane waste. In addition, it should be noted that, although strands of continuous fibers have been taken here by way of example for obtaining the product according to the invention, strands can be used for this purpose. continuous materials or staple fibers.
FIG. 1 shows a strand product 30 according to the present invention which is formed by a pair of strands 19 of smaller diameter, each of these strands being constituted by several filaments. The strands 19 are assembled together so as to constitute an assembly only along zones 31, spaced apart from each other. Fig. 2 shows an apparatus by means of which the product according to Fig. 1 can be produced in the formation of continuous glass fibers. The apparatus comprises a supply device 10 inside which molten glass is kept molten by heat supplied by a source of electrical energy (not shown) which is connected to the terminals 11 of the supply device 10.
The molten glass flows from the feed device by passing through nipples 12 provided with suitable holes, to produce several strands of which the fibers 14 are thinned under the influence of the force supplied by a winding device 20 which is located. below feeder 10o The fibers 14 are drawn across a roll-type binding device, or sizing device 15 which supplies the sizing fluid to each of the filaments, when it is pulled across the protruding roll 16,
from the latter. In its rotation, the roller 16 is partially immersed in the finishing fluid contained in the application device 15 and transmits, by rotating, to the filaments the finishing fluid which is supplied to it by a reserve provided in the latter. An apron 17 acts as a guard; it covers most of the roll which otherwise would be exposed and thus limits the deposit of foreign bodies on the roll during the rotation of the latter.
In Fig. 2, the filaments drawn from the feeder 10 have been shown divided into two groups to form two individual strands of small diameter. In view of this formation the two groups of filament are brought together on gathering members. individual
18, of a material such as graphite, so that no abrasive action is exerted on the drawn glass filaments. The two groups of filaments are united into two small diameter strands 19 which, in turn, are drawn into parallel positions side by side through a translation mechanism.
24 to be wound on a rotating tube 21, mounted on a ferrule 22 driven by the winding device 20.
Figures 3 and 4 illustrate the way in which the two strands of figure 2 are wound while they are at a distance from each other, as regards the section of the strands passing over the translation device between the reversals of movement, in their cycle back and forth across the packet <EMI ID = 7.1>
unitary, by binding in zones along the section of the product on which the inversions of the back and forth movement of the strands are carried out (see FIG. 4). In other words, the resulting strand product comprises a pair of small diameter strands which are only loosely associated over a considerable distance of their length and which are joined together so as to form an assembly. areas spaced along the length of the product; these areas
<EMI ID = 8.1>
say at each end of each of the strokes of the movement of the strands back and forth intended to distribute them over the bundle on which they are wound.
The translation mechanism effecting the assembly of the strands at intervals and shown here, is described in great detail in earlier patents which show similar devices in which the translational movement of the strands, subjected by the mechanism to a variation and-comes, is under the direct control of a pair of cams, complementary to each other and having substantially the shape of spirals. These cams 27 and 28 are carried by
<EMI ID = 9.1>
the figures, or any suitable material capable of withstanding the action of wear exerted by the strand. Each of the cams 27 and 28 extends a little more than
180 [deg.] Of a convolution. The inner or lower end of each is inside (in the axial direction) of the large diameter end of the complementary cam and preferably it is also partly covered by the large diameter end. .
Due to the relationship between the positions of the respective ends of the cams in the axial direction, the strands after completing a transverse stroke at the small diameter end of the cam are in position to be engaged by the large diameter of the complementary cam and in cases where the opposite ends of the cams are partially overlapping, as shown in the drawing, this attack by the large diameter end of the cam takes place as soon as each transverse stroke has ceased. Therefore, upon the cessation of each transverse stroke of the strands, there is a reversal in the movement of the strands and at the same time the strands are brought into intimate contact with each other to be assembled, so as to form a whole, by the primer material.
At the same time that the strands are moved by the cams 27 and 28,
the translation mechanism performs a back and forth movement or, in other words, it is moved along the longitudinal axis of the shaft to direct the product over a greater length of the tube on which said product is wound, which produces a bundle having a middle part significantly thicker than
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The translation mechanism described so far can be rotated at a high peripheral speed approaching linear speed.
of the strand and sometimes substantially equal to the latter. There is therefore only a slight difference in tension resulting from the translation. Consequently, the strand is easily moved along the bundle, forming a minimum angle with the axis of the spool.
Although the method of manufacturing the intermittently bonded strand product according to the invention has been described above in the case of forming and joining together only two strands, it is readily appreciated that one could wind and assemble intermittently two, three, four
and even a greater number of strands. From this point of view, FIGS. 5 to 8 illustrate very clearly, by way of example, the device by means of which four strands can be passed over a translation mechanism made of metallic wire in spirals to obtain such a product. . The strands 19 are drawn through the members 27 and 28 of metal wire when said members rotate
on the shaft 26 counterclockwise. Strands
are kept at a distance from each other due to the angular engagement between the translation mechanism and the different strands and the fact that they are spaced apart when they are introduced in this way towards the metal wire memberso However, when the 'engagement of the large diameter end of each cam with the strands, these strands are grouped and maintained in intimate contact for the time it takes for their separation to take place, produced by the movement of the angular portion of the large diameter end cooperating with the forces inside the strands which produce the tension therein.
The angle of the wire members, necessary to effect the separation of the strands between inversions, in the translational cycle, depends on the winding speed, the strand tension, the translational speed and the distance of translation, which can be easily determined by a trial run. Figures 5 and 6 show how the strands are kept apart from each other between reversals of motion in the translational cycle, while Figures 7 and 8 show how the strands are grouped together in intimate contact. they engage each other at the ends
of the translational stroke.
FIG. 9 illustrates another translation mechanism for obtaining strand products according to the present invention. In this device, the strands 39 are kept separate from each other by a series of fingers 32 extending laterally from a slot 36 formed in the lateral surface of a tubular member inside which a screw thread inverted works to move the fingers back and forth, that is, to move them first to one end of the organ from which they protrude and then to the other end of said organ. Two stops 33 are provided which are each located at a small distance from the corresponding end of the slot 36 and at points situated within the interval corresponding to the movement of the fingers 32 in their reciprocating translational movement.
The stops 33 are therefore placed so as to come into contact with the strands 39 and to bring them together at each of the ends of their travel. When at the beginning of each new stroke the strands 39 cease to be in contact with the stops 33, they separate again. Thus, at the end of each stroke of the translation cycle, the strands are brought together to assemble themselves (representation in broken line) and in the area between the ends of the translation stroke (representation in solid line) the strands are kept separate from each other to be associated in the product only in a loose manner
Regarding the use of this translation device
or other suitable translational devices, it should be understood that the manufacture of the present product is not necessarily limited to fiber forming operations but that the process is also applicable to the formation of the product from strands or fibers already formed continuous lines when they are taken from a source such as a series of coils in a rack and the product after being formed, can be wound directly into a bundle or can be used immediately, for example by cutting, for the formation of a mat or by introduction into a laminated structure. The binding of
such products in spaced areas can be finished in an oven immediately before use; the product can also be left to dry by exposure
at room temperature. This depends on the time available before using the product as well as the type of bonding agent used to effect the assembly.
The strand product can be produced in a wide range of sizes and proportions. In some cases, for example, strands can be assembled over 25mm for each 125 to 150mm section of the product length while in some cases. other cases, the assembly can be carried out on 75 to
100 mm for each 300 mm length section of the product. The products can also be made in strands by bringing together the individual filaments into a common strand in zones spaced along the length of the product, while between the assembled zones the product can be given a filamentous shape in which each individual filament is associated with the others in a somewhat loose, scattered form.
In this regard, the filaments can be kept separate when subjected to translational movement and then grouped intermittently to provide separate assemblies along the product, in the same way that the strands are kept separate and then grouped intermittently to give an overall product with a fine texture. In other arrangements, the smaller diameter strands may be of the twisted type and in this case the fibers of the strands would be held more together while the product itself is assembled only at points spaced along its length.
The primer application device shown is intended to coat the various fibers with a suitable sizing or binder such as oil, wax, cellulose derivative, rubber, natural and synthetic resins, starch, gum, fat, fatty acid or other coating substance, or an emulsion of a suitable substance. By the application of these sizes or binders, the discontinuities existing in the fibers are largely remedied by leveling out recesses and protrusions. Furthermore, the function of the finishes or binders is to ensure the assembly of the fibers together when said fibers are brought into intimate contact with one another.
It has been found that when the fibers of one strand are intimately associated in spaced areas, while the size can still flow, the association
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in the package. Similarly, when small diameter strands are brought into contact with each other over short lengths at spaced points, or short areas, along the length of a strand product, the intimate contact at the ends. Spaced dots is maintained after the subsequent drying of the stranded product. When the binder is a primer, the assembly of the strands in the spaced areas is generally such that the strands are separable. This means that the strands can be forcibly separated into their individual shapes upon removal from a bundle or after removal from a bundle, if desired, "however material applied to the product, to effect the
<EMI ID = 12.1> if not be a primer. A variety of sizing materials can be used such as phenolic type resins which upon subsequent curing can effect a solid bond of the strands in the tightly spaced areas. Thus, the term binder or bonding agent used herein applies to both sizing materials and other materials such as resinous adhesives which hold fibers and strands together. By way of example, any number of plastics such as plastisol, asphalt, polyester resin, etc. can be used to effect such a bond.
etc. or minerals, for example a variety of metals such as lead, zinc, aluminum, copper, etc. Bonding can be effected on freshly formed clean fibers or on fibers or strands cleaned by intermittent application of the binder during a cycle of operation such that said material is applied only to the spaced areas to be joined.
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material and bind them together at points of intimate contact with a second material which, in a sense, blocks them together in such areas. These products can be obtained, according to the invention, by spraying the binding agent, intermittently, that is to say in the spaced areas on the product, these sprays.
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are fibers or strands.
Figures 10 and 11 show a feed device or packing device adaptable to the formation of strands which can be combined with one another to provide the product according to the present invention.
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generally comprises a part 40 which forms a conduit, which is provided with flanges
47 at each of its ends and which has approximately in its middle, at its lower part, an orifice 41 forming a valve. The size of the opening of this orifice is regulated by a member, acting as a stopper, and located at the end of a rod 42 which extends upwards and passes through an opening made in the upper part of the conduct. Thus, fluids such as molten glass can be made to flow through the pipe and allow them to flow out of the latter by passing through the orifice 41, the opening of which
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underside of the pipe 40 a compartment or reservoir 43 in which the molten fluid coming from the pipe can flow through the orifice
41 after opening of the latter, the reservoir 43 has at its lower surface pierced studs 44 through which the molten material can flow in the form of streams, the latter being thinned in the manner shown
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re introduced inside the compartment or reservoir 43 flows to arrive at the orifices 44 following a greater path than if it came directly
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glass and non-homogeneous parts such as glass beads can be dispersed inside the glass mass which flows before the latter passes through the holes 44 for the formation of fibers o It is provided in the immediate vicinity of each of the flanges 47 of the pipe portion 40 a cooling collar 46 which acts to reduce the flow of glass passing through the pipe portion 40 or to stop it when it is desired to remove one of the pipe portions from the pipe. system in which it is installed.
The pipe portions 40 are designed to be able to be fitted end to end against other similar pipe portions in order to provide a complete circuit 48 which is joined to a source of molten material such as the tank.
<EMI ID = 19.1> through the loop circuit 48 and the flow of any one of the pipe portions 40 can be prevented by means of the valve provided at the end of the rod 42.
Each pair of pipe portions or feed devices
40 may be associated end to end with the adjacent pair or across one of the pairs of the other branch of the loop circuit to provide a pair of strands to be associated with each other in the final product according to the present invention. Three or four strands or a greater number of strands supplied by neighboring feeders can also be combined to form the final product which will be assembled into spaced areas in accordance with the present invention.
It is evident from the foregoing that it is possible, within the limits of the scope of the invention, to make modifications and provide for various arrangements other than those which have been described above. The present description has been given only to illustrate the invention which includes all the variants.