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"Procédé et appareil de fabrication de fils composites"
La présente invention concerne la fabrication de file composites, tels que des file à âme élastique.
Les principaux buts de l'invention sont @ - de produire des file composites présentant un brin à extensibilité récupérable à titre d'un premier oonstituant et un brin qui n'est pas extensible de façon récupérable à titre de second constituant; - d'utiliser la zone d'étirage d'un métier de filature classique pour une telle production; et - d'apporter des modifications à un dispositif de torsion à anneau pour permettre la production et
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l'utilisation mentionnées dans les deux paragraphes prz- cédents.
D'autres buta et avantages de l'invention res- sortiront de la description qui va en être faite oi- après, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue de o8té quelque peu schématique d'un premier mode de réalisation de l'appareil selon l'invention; - la figure 2 est une vue de côté quelque peu schématique d'un second mode de réalisation de l'appareil selon l'invention; - 1 figure 3 est une vue de coté d'un fil composite selon l'invention, en position d'extension; - la figure 4 est une vue de côté du môme fil mais en position de non-extension et à une échelle ré- duite; - la figure 5 est une coupe rransversale à plus grande échelle d'un tronçon du fil non-allongé selon la figure 4;
la figure 6 est une vue de côté quelque peu schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention, un peu simplifié et constituant un montage théorique; et la figure 7 est une vue en plan d'une étoffe tricotée contenant des fils selon l'invention.
D'une façon générale, on réalise les buts de la présente invention en allongeant à une plus grande longueur un brin qui possède la propriété d'une extensi- bilité récupérable, en juxtaposant à ce brin pendant qu'il est à l'état allongé un brin dépourvu d'une telle propriété et dont la longueur normale est égale à la longueur d'extension du brin extensible, et en combinant
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les deux brins en un fil composite de ladite longueur,
Une particularité de l'invention réside dans la possibi- lité de limiter de façon réglable le degré d'allongement du brin à extensibilité récupérable en raison de l'exten- sibilité relativement plus faible du second brin. Un appareil spécialement conçu pour ce mode opératoire fait également partie de l'invention.
A la figure 1,on a représenté en vue de coté et assez sohématiquement un premier mode de réalisation d'un appareil qui convient aux fins de l'invention. Un châssis approprié (non représenté), par exemple le châs- sis d'un métier classique de filature, supporte un diapo- sitif classique d'étirage comprenant deux rouleaux arrière 11, 12 et deux rouleaux avant 13, 14 du type qu'on uti- lise,pour étirer un boudin de fibres discontinues à une plus grande longueur et à diamètre réduit d'une valeur correspondante.
Une bobine ou un paquet similaire 18 pour le boudin et une barre de guidage 19 sont également mon- tés sur ce châssis,
On a représenté le boudin 20 qui se déroule de la bobine 18, passe sur la barre de guidage 19, entre les roseaux arrière 11 et 12 et (sous forme du brin allongé 20') dans la fente entre les rouleaux avant 13, 14, ayant @ au cours de son passage une réduction de son diamè- tre et un allongement, et naturellement la vitesse péri- phérique des rouleaux avant étant supérieure à celle des rouleaux arriéra.
Bien que le boudin lui-même soit haute- ment extensible, de façon non récupérable plutôt que ré- cupérable, le brin étiré résultant possède une très fai- ble extensibilité (plus ou moins récupérable) sous les oonditions du traitement ultérieur selon l'invention.
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Une bobine ou paquet similaire 7 d'un brin élastomère supporté sur doux rouleaux 8 et 9 parallèles et espacée l'un de l'autre, et tous deux horizontaux, est également supporté par le châssis au-dessus de la fente entre les rouleaux avant 13 et 14. Le brin 10 à extensibilité récupérable (ou élastomère) ee déroule du paquet 7 en passant sur une partie du rouleau 9 et en- suite (sous forme d'un brin allongé 10') dans le guide en queue de cochon 31 où il rejoint le brin non élasto- mère 20'. Une bobine 32 montée sur une broche de torsion 33 est disposée au-dessous du guide en queue de cochon.
Un anneau 35 coaxial à la broche est animé d'un mouvement de va-et-vient vertical le long de la bobine, comme il est indiqué par la double flèche, et il parte un curseur 36. La bobine porte le fil composite résultant 30 qui est enroulé sur elle de façon sensiblement clasique.
On conçoit aisément que les brins allongés 10' et 20', qui passent tous deux à travers la queue de cochon 31 et à travers le curseur 36 (dans lequel ils sont représentes comme étant confondus), sont tordus ensemble à mesure que le curseur lisse sur le pourtour de l'anneau sous l'impulsion de la pobine qui tourne sur sa broche de sup- port, cette dernière étant entraînée par un mécanisas ordinaire (non représenté),
La mise en oouvre de l'invention est évidente à la lumière de la présente description et de la repré- sentation sur le dessin de l'appareil et du fil composite résultant.
La vitesse superficielle du paquet 7 portant le brin élastomère ou à extensibilité récupérable est faible quand on la compare 4 la vitesse des rouleaux avant 13 et 14 dans la section d'étirage,en conséquence, le
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brin extensible 10 est allonge (comme il est indiqué en 10') lors de son passage du rouleau 9 au curseur 36, qui est entraîné par la broche rotative et la bobine portée par cette dernière, et ce brin conserve essentiellement sa forme allongée à mesure qu'il poursuit sa route vers la bobine,
Le module du brin non élastomère 20' est tel- lement plus faible que la vitesse de bobinage du fil com- posite résultant 30 est efficacement contrôlée et essen- tiellement limitée par sa vitesse d'amenée aux rouleaux avant 13 et 14. On peut modifier le degré d'extension du bri élastomère pendant la formation et l'enroulement du fil composite 30, indépendamment de la vitesse de reprise, on faisant varier la vitesse d'alimentation du paquet dévindeur 7 en contact aveo les rouleaux 8 et 9. Prati- quement, cette vitesse est une fraction quelconque de la vitesse d'amenée, plus grande, du brin non élastomère, et le rapport de ces deux vitesse peut être déterminé par un mécanisme convenable qui transmet aux dispositifs d'entraînement respectif;
en variante, des dispositifs d'entraînement séparée pouvent être prévus, ou encore le paquet d'alimentation 7 et les rouleaux 8 et 9 peuvent être laissés en rotation libre mais seront alors pourvus d'un dispositif convenable de freinage afin de maintenir la vitesse d'alimentation du brin élastomère h une fai- ble valeur appropriée.
En raison de la plus forte tension dans le brin élastomère, le brin non élastomère aura tendance à s'enrouler autour de lui à mesure que le curseur effec- tue sa révolution autour de l'anneau et que le fil com- posite résultant s'accumule dans le bas. Le fil 30 du paquet demeure soue une tension importante sur oelui-oi,
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Bien entendu, lors du déroulement ultérieur du fil com- posite de la bobine, le constituant à extensibilité réou- pérable tend à se raccourcir, en réduisant ainsi la lon- gueur globale du fil,
La figure 2 représente en vue de coté et tou- jours d'une façon relativement schématique un second mode de réalisation do l'invention.
Deux c8nes ou paquets si- misires 117a et 117b portant des brins non élastomères 120a et 120b respectivement sont supportés convenablement (par des moyens non représentés) et les deux brins sont dérevide par-dessus le sommet de chaque cône pour passer sur des barre . de guidage correspondantes 129a, 129b. De même une bobine ou un paquet similaire d'un brin élasto- mère (à exiensibilité récupérable) 110 est supporté en vue de son dévidemont.
Un cabestan 125 monté sur un arbre 126 équipé d'une roue dentée d'entraînement 127 comprend un petit tambour 128 et'un grand tambour 129. Le brin élastomère 110 s'enroule sur le petit tambour du cabestan entre la queue de cochon 109 qui est plus proche du paquet et une barre de guidage 137 qui est située entre le cabestan et la queue de cochon d'ausemblage 131. Le brin non élasto- mère 129c (formé par la jonction des brins 120a et 120b sur l'un des guides précédents) s'enroule sur le grand tambour du cabestan après avoir passé à travers une queue de cochon 138 mais avant son passage à travers une queue de cochon 139 et la queue do cochon 131.
Le brin élastomère 110 'ne subit pas normalement d'allongement important sur son trajet du paquet au ca- bestan, bien qu'il puisse subir, si l'on désire, un allon- gement partiel (par exemple par interposition d'un guide-
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tendeur sur ce trajet), de façon que son sllongement se fasse en plusieurs stades et non d'un seul coup, En , allant du cabestan au curseur 136 faisant partie du dis- positif de torsion à anneau qui est représenté, en pas..
sant sur la barre de guidage 13 7 et dans la queue de co- chon d'assemblage 131, le brin (désigne par la référence 110' pour montrer qu'il est allongé), s'allonge confor- mément à l'excès de vitesse du bobinage sur la bobine ou le paquet 132, qui est essentiellement la marne que., la vitesse du brin non élastomère sur le grand tambour du cabestan, par opposition à la plus faible vitesse sur le petit tambour de ce cabestan.
Le fil composite résultant (qui était précé- demment désigne par 130 sur la bobine) est représenté de profil en position d'extension par la référence 130e à la figure 3, et en position de non extension ou de dé- tente par 130r à la figure 4. Le rappel du brin à exten,. sibilité récupérable 110' à sa longueur réduite (qui est voisine de sa longueur initiale) oblige le constituant à extension non récupérable, qui est allongé (figure 3), à friser en prenant sa nouvelle forme ondulée 130" qui est caractérisée par une multitude de boucles protubé- rantes, comme on le voit à échelle un peu réduite sur la figure 4.
La figure 5 représente en coupe transversale, le fil composite 130r à l'état de détente ou de non- allongement (correspondant 4 la figure 4) mais à beaucoup plus grande échelle. La figure 5,montre que les boucles hélicoïdales du toron 130' s'étendent suivant tous les angles radiaux autour de l'âme formée par le constituant élastomère. La représentation de la figure 4 pourrait être considérée comme "stylisée" comme si les boucles'
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ne amendaient que dans le plan du dessin, car toute autre forme de représentation risquerait de suggérer une variateur plus grande do la grosseur des boucles que la modeste variation qui existe en réalité.
Le fil composite 130 contient deux brins non élastomères tordus autour d'une âme élastomère, alors que le fil composite 30 ne contenait qu'un brin non élastomès de fibres dis- continues tordu autour de l'Ame élastomère du fil. L'âme élastomère est reoouverte à peu près en totalité quand on utilise deux ou plusieurs brins non élastomères, ce oouvrago étant un peu moins poussé quand on utilise un seul brin non élastomère.
La mise en oeuvre de l'invention deviendra peut-être encore plus évidente quand on se reportera au schéma simplifié ou théorique d'un autre mode de réalisa.. tion, tel qu'on le voit de profil à la figure 6, loi le brin élastomère ou à extensibilité récupérable 210 est dévidé d'une source (non représentée) à travers la tente entre des rouleaux 208 ot 209 et il est bobiné sur un paquet cylindrique 233 ensemble avoo l'autre brin 220 qui no possède qu'une extensibilité relativement faible et qu'il serait plus simple d'appeler "non-élastomère", Le brin non élastomère est dévidé d'une source (non repré- sentés) à travers la fente entre les rouleaux 218 et 219.
Le paquet oylindriquo est'entraîné par un mécanisme qui n'est pas représenté et qui comprend un embrayage à glissement du type "à roue libre", dont la présence assu re que le paquet sera entraîné en rotation à la plus grande vitesse possible compatible avec l'absence de cassures des fila arrivant sur ce paquet.
Dans la pra- tique, comme le brin 220 est essentiellement non exten-
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sible, la vitesse périphérique du paquet sera contrôlés par la vitesse superficielle des deux rouleaux à travers lesquels le fil est déroulé de sa sourec, et sera essen- tiellement limitée et égale à la vitesse de ces rouleaux; entrainement do ces rouleaux peut être indépendant, ou en variante,'ils peuvent tourner librement en prévoyant ur, typo quelconque do freinage.
La vitesse des rouleaux 20 et 209 par lesquels le brin élastomère 210 est dé- ouïe do sa source est plus faible selon les normes mêmes de ' construction, qu'il s'agisse do rouleaux entrainés ou d rouleaux tournant librement mais avec freinage, de porte que le brin se tend entre ces deux rouleaux et le paquot qui tourne à une plus grande vitesse. Attendu que les brins 210 et 220 se rejoignent à la surface d'un pa- quet ou très près de cette surface, ils deviennent en fait un fil composite.
La torsion pout être introduite plus tard, ou encore le pequot 233 peut être monté en vue d'une rotation le long de son axe vertical (à l'aide d'un mécanisme bien connu des spécialistes), cette rotation s'ajoutant 4 la rotation normale autour de l'axe du pa- quet, si bien qu'une torsion est introduite dans le fil composite à mesure qu'il se forme.
La figure 7 représente à plat une étoffe tri- ootéo dont les rangs alternés sont composés d'un fil composite' tel que 130, alors que les rangs intermédiaires ne sont composés quo d'un fil à deux brins non élasto- mère (c'est-à-dire que le constituant élastomère dont il a été question dans la présente description n'a pas été incorporé dans ce dornior fil). L'étoffé possède une extensibilité récupérable et par conséquent elle est avantageusement du type qui épouse la forme du porteur
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du vêtement maie ne se colle pas à celui-ci ;
cette étof convient donc pour la confection de chandails, de vêtements et de sous-vêtements tricotée, ainsi que pour des maillas de bain et autres articles vestimentaires, en choisisse convenablement le poids et la composition de l'étoffé,
En général, le brin non élastomère sous forme :'un boudin sera allongé d'environ 5 à 10 fois plus que 1 brin
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à extensibilité réc :pérable ; le boudin peut être éiré jusqu'à 30 fois sa longueur initiale de non extensin, et le brin élastomère sera provisoirement allongé de jusieurs
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fois ce tondeur de non extension.
Pour le constituant extension non réoupérabie, on utilisera avantage110ment des oOMJjc.,,'itions &. fibres naturelles telles que la 3.;.ne ou le coton ou div' '?9Ë compositions à fibres synthët'ues telles que la rayon,c, le Nylon, les fibres pa.y.aary;ues, les polyesters, les polyoléfines, eto. Ce aanetitiumt peut d'ail- leurs être formé de filaments continue en remjJaoemant d'une partie ou do la totalité des fibres discontinus.
Pour le conatituant à extension réoupWable, on uti- lisera es i'" 10si ";:ton élastombres comme le oaoutohouo ou les file synthétiques du type "Spandex". Le srin élastomère peut être un '"Jonofilanent ou un fil mu1tifiJ.amantaire,
L'invention procure donc un procédé très oc no- de pour la fabrication de fils composites, notamment de fils à âme élastique. Bien qu'on préfère lee formes de réalisation représentées de l'appareil, on peut naturel** lement leur apporter des modifications diverses sans sortir du oadre de l'invention. Ainsi, les dispositifs d'assemblage peuvent être différents, la technique de doublage et de torsion peut être modifiée, des burins
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