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La présente invention est relative à un fil en fibres d'amiante et à un procédé pour l'obtention d'un tel fil,
Les fils constituée de fibres d'amiante ont tendance
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ntgtre pas très solides.. Pour obtenir des fils plus solides, on peut faire usage d'un procédé de filature dit à âme. Dans ce procéda une âme unique constituée d'un filé continu à résistance mécanique élevée, tel qu'un fil métallique, un fil de coton ou un filament synthétique, est introduit dans le processus de fi-
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lature, de façon A former une âme centrale solide autour de la- quelle un filé formé de fibres discontinues ou courtes est tor- du, de manière a constituer le fil.
Cependant, dans de talc file renforcés, les fibres courtes ou discontinues ont tendance
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glisser sur l'amo, c'est-à-dire que le revêtement formé de fibres discontinues glisse ou se déplace par rapport à lfâme.tandis que le fil vient à manquer d'uniformité sur sa longueur.
La continu!- @ té du revêtement extérieur de fibres peut même être brisée, en sorte que le noyau est découvert,
Lorsque deux ou plus de deux fils à âme unique de
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ce typa sont retordus oncombl,co lo rov6tom(int 1'itraux dea Amos ne peut plue mlincor sur 08n.6a"ai dena une masure appréciable, Cependant, 'La production d'un tel fil composite a tendance à être coûteuse, étant donné qu'elle nécessite une opération sup- plémontaire, à savoir l'opération de doublage, Par ailleurs, ;' chaque filé de fibres discontinues est lui-4ngMc obtenu en car- dant les fibres de façon a former une mèche et en tordant celle- ; ci. Bien que le glissement du revêtement sur les noyaux soit
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sensiblement éliminé dans le fil obtenu;
il est souvent difficile d'empêcher ce glissement au cours de l'opération de doublage, lorsque le noyau est en une matière lisse, telle que du verre ou du métal.
Diverses suggestions ont été faites pour produire des fils d'amiante et de verre, car pour maintes applications les propriétés de l'amiante et du verre sont complémentaires,
En essayant d'obtenir un fil composite satisfaisant d'amiante et de verre, sans doublage de deux de ces fils, la demanderesse a constaté que la suppression du glissement relatif susdit pose un problème extrêmement difficile à résoudre.
Le même problème se pose, lorsque le verre est remplacé par n'importe queautre filament continu lisse, tel qu'un fil métallique ou un fil conti- en nylon ou o nu/en un polyester* Après avoir procédé à des expériences pen- dant plusieurs années, la demanderesse a résolu à présent ce problème, Les fils suivant la présente invention sont composés de mèches de fibres discontinues d'amiante et de filaments conti- nus lisses.
L'expression " filament continu" désigne, lorsqu'elle est appliquée à du verre, un fil en verre de longueur indéfinie ordinairement du type mutifilamentaire classique, ce fil étant habituellement constitué de 204 monofilaments. Lorsque cette ex- pression est appliquée au nylon ou à un polyester, elle désigne un fil de longueur indéfinie composé d'un ou plusieurs monofila- ments et présentant une surface lisse, par opposition à la sur- face rugueuse que présentent les fils dits volumineux. Lorsqau'el- le est appliquée à un fil métallique, l'expression "filament continu" désigne un fil métallique très mince, par exemple de
0,15 mm, notamment en laiton, cuivre, zinc ou acier inoxydable,
Tous ces filaments continus ont une résistance mécanique et des surfaces lisses, en sorte que l'amiante tend à glisser sur eux,
Aucun de ces filaments ne possède, de manière inhérente, un ca- ractère étirable.
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Les mâches d'amiante sont obtenues par carda- ge et peuvent ou ne peuvent pas comporter une certaine tor- sion. Comme on le eait, ces mèches ne sont pas toujours constituées uniquement d'amiante, mais sont très souvent constituées de fibres d'amiante mélangées à des fibres de rayonne ou de cotn, bien que l'amiante soit toujours prédo- minante en poids.
Selon la particularité essentielle de l'inven- tion, une mèche d'amante est interposée ou "sandwichée" entre des filaments continus, un filament continu au moins étant prévu sur chaque face de la mèche, tandis que la longueur de chacun de ces filaments, dans un tronçon donné du fil, est identique à celle de chacun des autres filaments. Le produit "sandwich" obtenu est tordu.
L'invention est particulièrement applicable à la production de fils d'amainte et de verre et normalement il n'y a que deux filaments continus de verre.
Lors de l'exécution de l'invention, on peut faire passer le produit "sandwich" dans l'intervalle de pinçai de deux rouleaux et l'amener à un dispositif de torsion, des tronçons de longueur identique des filaments étant amenés sous tension audit intervalle de pincée à partir d'un cy- lindre animé d'un mouvement de rotation. Celui-ci peut con- stituer une partie d'un dispositif du type cabestan ou d'une bobine portant les'filaments.
L'invention sera décrite plus en détails dans la suite du présent mémoire, en se référant aux desins ci-annexés, dans lesquels - la fleure 1 est une coupe transversale sché- matique dans deux filaments continus en verre et une mèche en amiante=
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- la figure 2 est une coupe transversale de ces éléments après torsion pour former un fil; - la figure 3 montre schématiquement une forme d'exécution de l'appareil utilisé pour la production du fil!
4- la fleure 4 est, à plus grande échelle, une vue d'une partie de l'appareil montré 4 la figure 3) - la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4;
.. la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fleure 4; - la fleure 7 montre une autre forme de dt spo- siti' de guidage; - la figure Ô montre la production d'une bobine portant des filaments continus en verre; .. la figure 9 montre une forme d'exécution mo- difiée de l'appareil dans lequel la bobine produite à la figure 8 est utilisée; - la figure 10 montre une autre forme d'appareil utilisable;
la figure 11 est une coupe semblable à celle de la figure 1 montrant trois filaments continue et une mè- che, et .. la figure 12 est une autre coupe semblable montrant trois filaments continus et deux mèches
La forme la plus simple de fil suivant l'inven- tion est produite à partir de deux filaments continus en verre 1 et 1' entre lesquels est interposée une mèche en amiante 2, de la manière schématisée à la figure 8, le pro- duit sandwich* obtenu étant tordu de façon à acquérir la forme schématisée , en coupe transversale, à la figure 2.
La mèche 2 est utilisée sous la forme aplatie illustrée à la figure 1.
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Comme on le voit à la figure 3, les deux fila- ments 1, bobinée en 3 sur des cannelles ou dispositifs ana- logues 4 sont dévidés, par déroulement par dessus l'extré. mité des cannettes et amenés à passer dans des guides 5 et autour de tiges fixes 6, de façon qu'un certain freinage soit opposé à leur mouvement d'avancement ultérieur. Les deux filaments passent ensuite autour d'un dispositif du type cabestan 87 bien connu dans l'industrie textile et com- prenant deux rouleaux 8 et 9.
Chaque filament passe à deux reprises ou à plus de deux reprises autour de chacun des rouleaux, .le nombre de spires enroulées étant suffisant pour empêcher tout .crissement des filaments sur la surface des rouleaux. En pratique, trois ou quatre spires de filaments en verre sont suffisantes à cette fin. Ensuite à chaque ré- volution du rouleau 9, un tronçon de chaque filament de longueur égale à la longueur de la circonférence du rouleau 9 est envoyée en avant. Dans le dispositif 7 représenté, les deux rouleaux peuvent tourner librement.
Les filaments 1 et 1' sont ensuite amenés à passer dans un guide 10 maintenu. fermement dans une pince 11. Ce guide comporte trois oeillets 12, 13 et 14 en forme de U. disposés l'un au-dessus de l'autre et les filaments 1 et 1' passent à travers les oeillets supérieur et inférieur 12 et 14. La mèche d'amiante 2 est déroulée d'une bobine 15 à flasque , qui est guidée verticalement par des guides (non représentés) et qui prend appui sur un tambour 16 en- traîné positivement, de façon que la mèche soit déroulée à une vitesse égale à la vitesse périphérique du tambour 16.
La mèche 2 passe dans l'oeillet central 13 du guide 10.
En conséquence, lorsqu'ils quittent le guide 10, les fila- ments et la mèche sont dans les positions relatives correc- tes, pour former le pro-duit "sandwich" illustré à la fleure 1.
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A partir du guide 10, les filaments et la mè- che sont amenée A l'intervalle de pinçage entre deux rouleaux 17 et 18, en étant guidée, juste avant d'entrer dans ledit intervalle de pinçage, par un guide 19, qui est supporté par la même pince 11 que le guide 10. Ce guide 19, ainsi que sa position par rapport aux rouleaux 17 et 10, sont des facteurs importants pour obtenir de bons résultats. Lors du passage entre les rouleaux 17 et 18, il existe un risque très con- sidérable au'un filament soit poussé autour du bord de la mèche en amiante, de façon à venir se trouver sur la même face de la mèche que l'autre filament ou que la mèche soit poussée latéralement, de facon à n'être plus en .contact par ses faces avec les deux filaments.
Pour éviter ceci, il faut que chacun des filaments ne risque pas de dévier sur son trajet entre le dispositif 7 et les rouleaux 17 et 18, les deux filaments devant être sous tension sur tout ce trajet. Lorsqu'ils entrent dans l'intervalle de pinçage entre les rouleaux 17 et 18, les deux filaments 1 et 1'doivent former un angle relativement grand l'un avec l'autre, par exemple un anle de 30 , car si, à ce moment, ils se dé- placent presque parallèlement l'un à l'autre, on constate qu'ilspoussent la mèche d'amiante latéralement, en sorte que le contact de surface désiré n'est plus assuré, Lorsque la tension dans les filaments, sur leur trajet entre le guide 19 et l'intervalle de pinçage entre les rouleaux 17 et 18, est trop faible,
l'amiante tend à pousser les filaments vers le côté et le contact de surface désiré est de nouveau perdu. A cet endroit, l'amiante elle-même peut être soumise à une tension très faible, soit à une tension totale de 10 g, mais chacun des filaments en verre doit être soumis à une tension beaucoup plus grande, par exemple une tension de 100g.
C'est essentiel 1 entent pour cette raison que le dispositif de friction constitué par les tires 6 est prévu.
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Le guide 19 comporte trois oeillets 20, 21 et
22. Le filament 1 passe dans l'oeillet 20, la mèche dans l'oeillet 21 et le filament 1' dans l'oeillet 22, en chan. geant chaque fois de direction. Ce changement de direction apparaît clairement à la figure 4 qui montre aussi que les deux filaments 1 et 1'se rapprochent du rouleau en faisant un angle d'environ 30 l'un avec l'autre.
De l'intervalle de pinçage entre les rouleaux 17 et 18, l'ensemble est amené à un dispositif de torsion, qui est représenté à la figure 3 sous forme d'une ailette ou d'un volant classique 23 servant à tord.. ou à bobiner ou envider l'ensemble sur une bobine 24, l'ailette et la bobine étant tous/entraînés positivement,étant cependant entendu que la bobine est entraînée à plus grande vitesse que l'ailette ou le volant.
Etant donné que l'ensemble passe dans l'inter- valle de pinçage entre les rouleaux 17 et 18, il n'y a aucun danger pour que la torsion remonte au-delà de cet intervalle de pinçage. Ces rouleaux peuvent être remplacés par n'im- porte quel autre dispositif qui a le même effet, à savoir celui dépêcher que la torsion ne remonte davantage, cet autre dispositif pouvant être constitué, par exemple, par une barre autour de laquelle l'ensemble est tiré sous tension
Les rouleaux 17 et 18 font avancer positivement le produit "sandwich". La vitesse périphérique du rouleau 18 est la même que celle du tambour 16, ce résultat étant ob- tenu en j liant entre eux leurs arbres d'entraînement, comme ' montré schématiquement par les lignes 27 et: l'engrange 28.
Dana le guide 19, les deux filaments et la mèche sont maintenus séparés l'un de l'autre. Ceci n'est pas né. cessaire, car un filament et la mèche peuvent passer A tra- vers le même ceillet; dans ce dernier cas, le guide peut être
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on forma ri 3ni n| iimmnim niontr6 nn vo * 1 figure 7 L<t guides petit infini ftI1'" e.rntvri ra, li a,ntt.t,1 n (lit a 1.. fcroln éléments changent hien de direction en passant dans n.]uto1 et soient soustension,de façon que chacun desdits éléments suive le trajet le plus court et snit par conséquent exacte- ment centré en passant par le guide.
Cette exigence peut
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nécessiter le remplacement du guide 10 par un 1u3.de assurant le changement de direction nécessaire des trnis dléments, lors de leur passage dans le guide 29.
Le dispositif 7 peut Atre remplacé par une bobine portant des longueurs égales des deux filaments, étant donné qu'une telle bobine débite, lorsqu'elle tourne, des lon- gueurs identiques des filaments. La production d'une telle
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bobine est sohÁmati.4 à la figure 8, dans laquelle on voit qu* deux fHnmenta z, At if sont dftvi ri", par tletsmun 1'U'A" mité de la bobine, com filament passant autour du tic* 6 aG tntrMht dAn un 1'),.11f!t t,1"ÁnPlv",\,tad 31t, k partir rllI(1"'" ils Mont linliiiiam oh ;1 nr un ttiha mi iltim artiwr,t .t Ytiont d(lnnc4 que Ion deux filament* "l'In1:
"n7'1)1\1fII nana blâment haut la même tension, à la suite de leur passage autour des tiges 6, des longueurs identiques de ces filaments sont bobinées.
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La bobine 31 est placée sur une broche 33 montrét à la fieu- re 9 et les filaments en sont déroulés, à rencontre de l'ac- tion d'un frein 34. Le restant de l'appareil montré à la figure 9 est identique à celui de la figure 3, le frein 34 faisant en sorte que les filaments 1 et 1' arrivent au guide 10 sous tension*
Une autre forme de réalisation du dispositif assurant que des longueurs identiques des deux filaments
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soient débitées, pour venir en contact avec la mèche, t t constitué par un cabestan dont un rouleau est entraîné et dont l'autre est fou.
Ce cabestan est représenté en 35 à la figure 10, le rouleau entraîné étant montré en 36 et
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1" ilmillfrit roll n ?7< Un Ml 1"",.,,t,," flfut ht'tt ut1.U.", 7,yqre la t,orlll1nn doit ra'1ettuwr au moyan d'un dimpogitit de filature A anneau ou par une ailette ou un volant dont l'un des éléments t ailette ou bobine) est fou. On comprendra qu'un tel cabestan débite positivement des longueurs égales des deux filaments .Ce cabestan doit non seulement débiter des longueurs égales des deux éléments, mais il doit aussi débiter ceux-ci à une vitesse correspondant au degré de tor- sion nécessaire.
Le produit "sandwich" passe de l'intervalle de pinçage entre les rouleaux 17 et 19 à un oeillet et de là
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au ourealir 39 d'un métier à filer à anneau, à partir duquel le produit botdu est enroulé sur une broche 40. Comme on le voit à la figure 10, le rouleau entraîné 36 dit dispositif
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à cabestan 35, le tambour 16 et la broche 40 sont Aynchro- ni:rsai en ce qui concerné ll1rft vitefnen de rotation. tine bobina telle ou* ceux montré fin il peut !r;f1'I.,m8nt litre ittlliq4m lititit- In rOl1tu"'tII, niitim matto bmhin4 na (Mit dgrim t't fiHBt l'AU Att,s 1)"M1MvfI","nt !'t48inl'" ait oomm tropez elle doit dt.4hU"u' en un d1.J!lf'nH1M tel '1lu, le et- bestan 35 positivement entraîné, qui est montré à la figure 10.
Un cabestan tel que celui montré en 7 peut être remplacé par une poulie de tension rotative* Au lieu de présentersur son pourtour, une rainure en forme de V classique, une telle poulie peut présenter sur les cotée de la rainure en V des dents qui se coupent à la base du V
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et font en sorte que les fila suivent un trajet en Kig-zas sur la périphérie dé la poulie, de façon A les empêcher de elisser, et à faire en sorte qu'ilb se déplacent à la même vitesse.
La demanderesse a constaté que pour obtenir un fil présentant une résistance mécanique maximale, tout en possédant une forme vrillée minimale, la torsion initialement
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présente éventuellement dans chaque filament doit être diri- gée dans le sens opposé à celui de la torsion finale du fil.
Ainsi, si le fil final a une torsion S, les filaments 1 'et 1' doivent posséder, tout au moins, s'ils sont tordus, une torsion Z.
'LA fleure 11 montre l'utilisation de trois fi- laments, à savoir deux filaments 1 en contact avec une face de la mèche 2 et le troisième filament l'en contact avec la face opposée de cette mèche. L'avantage de ce système réside dans le fait que si, en dépit de toutes les précau- tions susdécrites, les filaments ont tendance subit un déplacement latéral par rapport 4 la mèche, le produit "sandwich" désiré comportant une mèche interposée entre des filaments peut encore être produit et tordu convenablement.
Un fil plus lourd peut être obtenu par filature combinée à partir de trois filaments 1, 1' et 1" et de deux mèches 2 et 2' sandwichas, de la manière montrée à la figure 12.
Une autre variante consiste à remplacer l'un quelconque ou chacun des filaments continus distincts en question par plus d/un filament s'étendant parallèlement et note à côte à tout moment et exactement de même longueur les uns que les autres.
Dans certaines applications, un fil entouré ex- térieurement d'un enroulement en hélice en un fil métallique est nécessaire. Un tel fil métallique peut être amené au dispositif de torsion avec les autres éléments du fil et, bien qu'il s'agisse d'un filament continu lisse, il ne doit pas être présent en tronçons présentant les longueurs voulues dans les filaments continus qui forment avec la mèche en amiante le produit composite auivant l'invention.
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Les fils suivant la présente invention sont beaucoup plus solides qu'un fil équivalent en amiante dé- pourvu de filaments continua. Ils possèdent une résistance mécanique uniforme sur toute leur longueur, alors que la résistance mécanique d'un fil d'amiante normal varie consi- dérablemetn. En fait, La résistance mécanique d'un fil sui- vant l'invention correspond sensiblement à celle des fila- mente continus et, étant donné que peux-ci sont de longueur identique, ils absorbent, dans une/mesure sensiblement iden<* tioue, toute tension qui leur est appliquée. Si les fila- ments ne présentaient pas exactement la même longueur, l'un d'eux absorberait plus de tension que l'autre et le premier se briserait, après quoi l'autre se briserait A son tour.
La proportion pondérale d'amiante par rapport au verre peut varier fortement, selon la nature du produit désiré. Ainsi, il peut être souhaitable de produire un fil à résistance mécanique élevée, qui doit être lié à une ma- tière plastique, Dans ce cas, l'amiante peut servir à confé- rer au fil une surface plus rugueuse, afin d'améliorer l'ad- hérence entre le fil et la matière plastique, l'amiante pou- vant, par ailleurs, améliorer les propriétés mécaniques du produit fini, notamment sa résistance aue chocs. En variante, une proportion relativement faible de verre par rapport à l'amiante peut être utilisée, dans le but de renforcer le produit qui serait sinon un fil relativement faible.
On a constaté qu'en combinant environ 12% en poids de fils de verre avec une mèche en amiante suivant la présente inven- tion, la résistance du fil obtenu est environ troisfois supérieure à celle d'un simple fil en amiante.