La présente invention concerne un fil à revêtement hélicoïdal comportant d'une part un faisceau de fibres pratiquement paral vièles formant l'âme et comprenant principalement des fibres discontinues et, d'autre part. des fibres discontinues entourant ledit faisceau.
L'invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un tel fil et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Jusqu'à présent, des filés ont été réalisés en donnant une torsion à toutes les fibres réunies en faisceaux et en enveloppant ces fibres Des filés à revêtement spéciaux ont été fabriqués en enveloppant les surfaces de faisceaux de fibres parallèles à un grand angle de torsion et en réunissant ces fibres en faisceaux. Des filés ont également été réalisés en formant des faisceaux de faisceaux de fibres, en utilisant un agent adhésif ou en réalisant une fusion parmi les fibres.
Par ailleurs, on sait qu'un tissu tricoté ou tissé à partir d'un filé n'ayant pas de torsion du tout, à savoir un filé sans torsion, offre un touché doux. Cependant, dans le cas d'un tissu tricoté ou tissé à partir d'un filé produit selon le procédé dit réformateur de filage sans torsion, on rencontre un certain nombre de difficultés lors du tricotage, du tissage et de la teinture, du fait que cette méthode se sert d'un moyen de formation de faisceaux utilisant un agent adhésif ou une fusion parmi les fibres. Ainsi le touché du tissu obtenu n'a pas toujours été satisfaisant.
Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3079746 décrit un filé dont les fibres de surface se présentent dans une disposition hélicoïdale irrégulière. les hélices étant placées à des angles différents situés entre 10 et 80 autour d'un faisceau pratiquement sans torsion formant l'âme. Les fibres de surface sont disposées sans ordre le long du faisceau central et entourent celuici en présentant une forte torsion. Dans ce filé fascié, certaines parties sont enveloppées de manière très étroite et d'autres parties ne présentent pas de revêtement. Des faisceaux de fibres parallèles sortent seulement à la surface et toutes les autres parties sont détendues.
Dans la partie enveloppée, les fibres de revêtement se présentent dans une disposition hélicoïdale désordonnée et irrégu lièvre et par conséquent les variations de la configuration de la surface et de la section transversale du filé sont considérables.
D'autre part, cette irrégularité de l'apparence s'avère être un défaut de qualité lorsque le filé est transformé en tissu par tricotage ou tissage. Par ailleurs, lors du tricotage ou du tissage, les fibres du revêtement ont tendance à se détendre et à se déplacer.
Par conséquent un tel filé a été limité dans son utilisation à des pièces présentant des défauts fonctionnels tels que la présence de grosseurs et des ruptures de fil fréquentes dues au déplacement de fibres, et il présente de grandes variations dans sa résistance mécanique.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des fils à revêtement connus et notamment de fournir un fil à revêtement hélicoïdal ayant pratiquement les qualités de filés sans torsion tout en étant d'une utilité générale excellente et présentant une structure consistante et homogène.
La présente invention vise également à fournir un procédé efficace pour la fabrication d'un tel filé et une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le fil à revêtement hélicoïdal selon l'invention est caractérisé en ce que les fibres du revêtement entourent la couche de surface du faisceau de fibres formant l'âme avec un angle d'hélice constant, que ces fibres de revêtement sont placées de façon ordonnée et sont disposées de façon continue le long du faisceau de fibres formant l'âme du fil.
Le fil à revêtement selon la présente invention est très différent du fil fascié décrit dans le brevet américain N" 3079746. Les pr( > priétés constitutionnelles et les caractéristiques principales de ce fil à revêtement connu se traduisent par le fait que les fibres de revêtement à la surface forment une disposition hélicoïdale irré culière à différents angles et sont placées en désordre le long du faisceau de fibres formant l'âme du fil , ce qui constitue un but technique entièrement différent de celui de la présente invention qui vise à fournir un fil à revêtement d'une structure homogène régulière.
D'autre part dans le fil en forme de faisceau qui est décrit dans la demande de brevet japonaise publiée sous le N" 10511/1961,
I'extrémité d'un faisceau de fils à fibres discontinues est en contact avec l'extrémité d'un autre faisceau de fils à fibres discontinues dans le sens de la longueur de ces faisceaux. A des intervalles irréguliers, des fibres discontinues de revêtement entourent ces faisceaux de façon étroite. Bien que cette publication ne contienne pas de description en ce qui concerne l'angle précis des fibres de revêtement à la surface, les dessins montrent que les fibres de surface forment un revêtement hélicoïdal irrégulier de différents angles et qu'elles sont placées d'une manière désordonnée le long du faisceau de fibres central.
Dans le fil à revêtement hélicoïdal selon la présente invention le faisceau de fibres formant l'âme est de préférence composé à 100% de fibres discontinues. Cependant, si les circonstances l'exigent, il peut être mélangé avec des filaments continus et avec du fil. Les fibres discontinues enveloppant le faisceau de fibres central ne recouvrent pas tout le faisceau central de manière uniforme de sorte que ce faisceau ne serait plus visible, mais elles entourent le faisceau central de façon hélicoïdale avec un pas pratiquement constant dans la direction longitudinale du fil, avec un certain espacement, de sorte que certaines fibres du faisceau central apparaissent à la surface du fil.
Lorsqu'on observe la disposition des fibres de revêtement autour du faisceau central on remarque qu'environ 60% au moins des fibres entourent le faisceau de fibres central sous forme d'un faisceau de deux à six fibres discontinues et les autres fibres entourent le faisceau sous forme d'une seule fibre discontinue ou sous forme d'un faisceau de plus de six fibres discontinues. Au moins environ 70% des fibres de revêtement présentent un angle d'hélice compris entre environ 20 et 402 dans une direction constante.
Le coefficient de variation des intervalles des endroits revêtus par des fibres de revêtement le long du faisceau central est désigné par le CV % et il exprime la moyenne des déviations divisée par la valeur moyenne des espacements et il est généralement inférieur à environ 60%. D'autre part, au moins environ 90% des fibres de revêtement entourent le faisceau central en forme d'hélice et dans une direction constante.
Le fil à revêtement selon la présente invention possède un coefficient de variation de résistance (CV %) inférieur à environ 20%, ce qui le place au même niveau que celui d'un filé obtenu par la filature à anneau habituelle et ayant un couple de torsion agissant dans une direction constante.
Pour fabriquer un fil à revêtement ayant une structure homogène le procédé suivant peut être utilisé. Après étirage d'un faisceau de fibres composé principalement de fibres discontinues, de fibres discontinues naturelles ou de fibres préparées à partir de filaments continus par coupage ou par rupture par tension, les fibres sont conduites vers des cylindres de pincement et une fausse torsion est impartie au faisceau de fibres.
Puis un faisceau de fibres composé pour la plus grande partie de fibres discontinues à fausse torsion et dans une plus faible mesure de fibres extérieures ne présentant pas ladite fausse torsion et étant séparées du faisceau de fibres à fausse torsion mais disposées pratiquement parallèlement à ce faisceau, est avancé ensemble avec d'autres faisceaux pratiquement parallèles et ces faisceaux sont réunis dans une zone de fausse torsion, les fibres extérieures ayant été séparées les unes des autres et les deux extrémités des fibres extérieures devenant libres.
A ce moment on utilise de préférence une constante de torsion
K (exprimée en mètres) d'au moins 100 pour la fausse torsion du faisceau de fibres, et de préférence de 150 à 350. Il est avantageux de réunir les fibres extérieures avec le faisceau de fibres soumises à une fausse torsion à un certain endroit en amont du point de pincement auquel le faisceau est conduit. En d'autres termes, il est avantageux de les réunir sans changer de façon irrégulière l'endroit de la réunion des fibres extérieures par rapport à la position du faisceau de fibres à fausse torsion, c'est-à-dire de les réunir dans une position bien déterminée à une certaine distance du point de pincement auquel le faisceau de fibres est conduit.
D'autre part, il est avantageux pour la fabrication du présent fil à revêtement d'amener les fibres extérieures à avancer tout droit sans changer la position vers laquelle le faisceau de fibres est entraîné à partir du point de pincement auquel le faisceau de fibres est conduit, et à faire avancer les fibres extérieures et le faisceau de fibres à fausse torsion à environ la même vitesse.
La fabrication du présent fil à revêtement peut se faire tout d'abord au moyen d'un dispositif pour conduire un faisceau de fibres discontinues étirées à un point de pincement, d'un dispositif pour impartir une fausse torsion à ce faisceau de fibres, d'un dispositif pour faire avancer et transporter tout droit un groupe de fibres extérieures sans empêcher la transmission de fausse torsion audit point de pincement entre les deux dispositifs et d'un dispositif pour réunir les deux groupes dans une zone de fausse torsion après séparation des fibres extérieures les unes des autres et libération des deux extrémités de celles-ci.
Dans le dispositif qui précède, il est avantageux d'utiliser comme moyen de transfert des fibres extérieures, une courroie sans fin avançant et transportant les fibres extérieures tout droit à partir du point de pincement auquel le faisceau de fibres est conduit sans empêcher la transmission de fausse torsion au point de pincement. La courroie sans fin peut être disposée seulement sur le côté inférieur si on le désire.
Cependant, le dispositif comporte généralement deux courroies sans fin, supérieure et inférieure, et leurs extrémités sont ouvertes dans la mesure nécessaire pour ne pas empêcher le transfert de la fausse torsion au point de pincement auquel le faisceau de fibres est amené. Dans ce cas, les deux courroies sans fin peuvent être contiguës aux cylindres de pincement avant d'un train d'étirage où une extrémité des deux courroies peut être disposée de façon rotative autour des cylindres de pincement avant servant d'axe de support. Il est avantageux de donner à la courroie sans fin une longueur telle que les deux extrémités des fibres extérieures séparées les unes des autres deviennent libres.
Le dispositif pour réunir les fibres extérieures avec le faisceau de fibres à fausse torsion comporte de préférence un dispositif d'aspiration à travers lequel le faisceau de fibres à fausse torsion et les fibres extérieures séparées les unes des autres peuvent passer en ligne droite, et le dispositif d'aspiration comprend de préférence un passage suffisamment étroit pour que les fibres extérieures soient réunies au faisceau de fibres de fausse torsion. Ce dispositif d'aspiration est encore plus efficace s'il est agencé pour enlever les fibres au moment d'une rupture de fil en utilisant un courant d'air.
On peut utiliser tout dispositif à fausse torsion habituel.
Cependant, une broche à fausse torsion munie de chevilles et une tuyère à courant de fluide tourbillonnaire fournissant un tourbillon de fluide pour impartir une fausse torsion sont utilisées de préférence. I1 est avantageux que la tuyère à courant de fluide tourbillonnaire soit conçue de manière à impartir une fausse torsion au faisceau de fibres et à agir en même temps par aspiration.
D'autre part, ladite tuyère est de préférence reliée au et réunie avec le dispositif d'aspiration susmentionné qui réunit les fibres extérieures avec le faisceau de fibres à fausse torsion. La tuyère à courant de fluide tourbillonnaire munie d'un moyen d'aspiration est disposée de manière que la distance du point de pincement auquel le faisceau de fibres est amené jusqu'à l'entrée du faisceau de fibres dans la tuyère est au moins égale à la longueur moyenne des fibres, mais inférieure au double de cette longueur moyenne.
Etant donné la conception du dispositif utilisé pour la fabrication du présent fil, un grand nombre de matériaux peuvent intervenir dans cette fabrication de fil. On peut utiliser des fibres naturelles telles que le coton, la laine, la soie, la ramie, le lin, le jute, le 5 chanvre et similaires, des fibres synthétiques telles que des polyamides, polyesters, polyacrylates et polyoléfines et similaires, des fibres semi-synthétiques, des fibres régénérées, des fibres de métal, des fibres de verre et similaires ainsi que des mélanges de ces différentes fibres. De plus, la longueur des fibres, leur épaisseur et leur forme de section transversale ne sont pas limitées. En ce qui concerne le titre, il n'y a pas de restriction pour la filature de fil d'un titre très fin d'environ 1/200, de titres intermédiaires d'environ 1/48 et de titres très épais de 1/4.
En bref, la présente invention s'applique à des techniques de filature d'un usage général très étendu.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, différents dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication du fil selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective montrant une forme d'exécution d'un dispositif pour la fabrication du fil selon l'invention.
Les fig. 2 et 3 sont des vues agrandies montrant des moyens pour réunir des fibres extérieures avec un faisceau de fibres à fausse torsion.
La fig. 4 est une vue en perspective montrant d'autres moyens pour réunir des fibres extérieures avec un faisceau de fibres à fausse torsion.
Les fig. 5 et 6 sont des vues schématiques montrant des variantes d'exécution du dispositif.
La fig. 7 est une vue latérale, en coupe, d'une tuyère d'aspiration à fluide tourbillonnaire.
La fig. 8 est une vue en perspective montrant le dispositif de fabrication selon une autre forme d'exécution.
La fig. 9 (A) est un croquis montrant la relation entre un faisceau de fibres à fausse torsion avec des fibres extérieures immédiatement avant le passage dans le dispositif à fausse torsion. La fig. 9 (B) est une coupe transversale du fil de la fig. 9 (A). La fig. 9 (C) est une représentation d'un fil à revêtement et la fig. 9 (D) est une coupe transversale du fil de la fig. 9 (C).
La fig. 10 est un schéma des différentes structures de fils fasciés usuels et du présent fil à revêtement.
La fig. 1 1 est un graphique montrant la relation entre le nombre et la fréquence des fibres de revêtement de surface, de fils fasciés usuels et des présents fils à revêtement.
La fig. 12 est un graphique montrant la relation entre les intervalles et la fréquence des positions des fibres de revêtement de surface de filés fasciés usuels et du présent fil à revêtement.
La fig. 13 est un graphique montrant le rapport de distribution, le nombre et l'angle d'hélice des fibres de revêtement de surface de fil fascié usuel et du présent fil à revêtement étant portés en abscisse et en ordonnée respectivement.
Selon le schéma de la fig. 1 un faisceau de fibres discontinues tel qu'une mèche 1 est étiré jusqu'à une épaisseur appropriée par un train d'étirage usuel comportant des rouleaux arrière 2, 2', des tabliers sans fin supérieur et inférieur 3, 3', des rouleaux avant 4, 4'. Deux tabliers sans fin de transfert 8, 8' passent sur les rouleaux avant 4, 4', de façon à s'ouvrir progressivement vers leurs extrémités aval. Cette ouverture progressive des tabliers 8, 8' en direction aval permet le transfert de fausse torsion impartie au faisceau de fibres étiré par une broche à fausse torsion rotative 15, jusqu'au point de pincement formé par les rouleaux 4, 4'.
Dans le présent dispositif il est important de prévoir, à la suite de l'étirage, un espace s'étendant sur une longueur A L entre les extrémités aval des tabliers 3, 3' et la ligne de pincement des rouleaux avant 4, 4'. Cet espace libre est de préférence maintenu entre environ 15 et 30 mm. Du fait de la présence de cet espace, le faisceau de fibres se déplaçant entre les tabliers 3, 3' et les rouleaux avant 4, 4' est soumis à l'action d'un courant d'air provoqué par les rouleaux avant 4, 4'. Quelques fibres extérieures 7, 7' sont ainsi séparées du faisceau et déplacées vers l'extérieur. D'autre part, la plus grande partie des fibres du faisceau forme un faisceau 6 et est entraînée vers les rouleaux avant.
Il est avantageux de prévoir les organes de guidage 5, 5' empêchant les fibres situées à l'extérieur de s'écarter vers l'extérieur plus qu'il n'est nécessaire dans la zone entre les extrémités aval des tabliers 3, 3' et le point de pincement des rouleaux avant 4, 4'. Cette mesure n'est cependant pas tout à fait indispensable.
La séparation des fibres extérieures 7, 7' est obtenue dans le présent dispositif par les moyens susmentionnés. Leur nombre est déterminé par la longueur A L de l'espace libre mentionné plus haut, et par la vitesse périphérique des rouleaux avant. On prévoit de préférence un nombre de fibres extérieures entre I et 10 et plus particulièrement entre 2 et 6. Si le nombre de fibres extérieures dépasse 10, il se produit une interférence entre les fibres extérieures et il devient difficile de réunir les fibres extérieures d'une manière séparée les unes des autres avec le faisceau de fibres à fausse torsion. Par conséquent, il devient difficile d'obtenir un fil à revêternent d'une structure homogène.
D'autres facteurs importants concernant le nombre de fibres extérieures sont les caractéristiques physiques telles que la rigidité du matériau des fibres, la longueur des fibres, leur denier, leur forme et leur surface. D'autres facteurs sont l'état des fibres réunies en faisceaux et le nombre de tours de torsion dans un faisceau de fibres lors de leur arrivée au train d'étirage, ainsi que le système d'étirage, le rapport d'étirage et les accessoires supplémentaires du train d'étirage tels que l'entonnoir, le condenseur. le collecteur et similaires.
En se référant de nouveau à la fig. 1, dès que les fibres étirées passent à travers la ligne de pincement des rouleaux avant, la plupart des fibres du faisceau 6 sont soumises à une fausse torsion dans le dispositif de torsion 15 et les fibres avancent en formant un faisceau de fibres à fausse torsion 9 entre des tabliers de transfert supérieur et inférieur 8. 8' espacés. D'autre part, quelques fibres extérieures 7, 7' séparées du faisceau 9 ne sont pas réunies au faisceau 9. A la sortie des rouleaux de pincement 4, 4', les fibres 7. 7' sont transportées dans le prolongement linéaire de leur direction de déplacement, sous forme séparée les unes des autres, jusqu'au tablier de transfert 8 sur les deux côtés extérieurs du faisceau de fibres à fausse torsion.
L'une des conditions importantes du point de vue constructif pour obtenir un fil à revêtement d'une structure homogène consiste à utiliser un dispositif de transfert des fibres extérieures telles que mentionné ci-desus, ce qui constitue une différence essentielle par rapport au procédé de fabrication connu. Cette mesure permet notamment d'obtenir une qualité de fil et une stabilité dans la filature considérablement améliorées.
L'ouverture progressive des tabliers de transfert 8, 8' doit être telle que la transmission de la fausse torsion à un faisceau de fibres jusqu'au point de pincement des rouleaux avant 4, 4' ne soit pas gênée. Une plus grande ouverture n'est pas nécessaire. Dans un cas normal, I'espacement A 1 à l'extrémité des tabliers de trans- fert 8, 8' est de l'ordre de 3 à 10 mm, cette valeur n'étant cependant pas limitative. Les tabliers de transfert 8, 8' sont soumis à une tension appropriée au moyen d'axes rotatifs 17, 17' logés dans des paliers aux extrémités respectives de ces tabliers. Lorsque les rouleaux avant 4, 4' tournent, les tabliers 8, 8' sont entraînés et tournent également. Le point de pincement des rouleaux avant 4, 4' et les tabliers 8, 8' coopèrent pour former le pincement.
La longueur de travail L des tabliers de transfert 8, 8' peut être toute longueur suffisante pour rendre les deux extrémités des tabliers 8, 8' libres pendant que les fibres extérieures avancent pratiquement parallèlement au faisceau de fibres à fausse torsion sans interférer avec ce faisceau et être limitées par celui-ci, les fibres extérieures étant séparées les unes des autres jusqu'au moment où les fibres extérieures sont réunies au faisceau de fibres à fausse torsion. Cet essai est déterminé principalement par la longueur des fibres utilisées, L étant au moins égal à la moitié de la longueur moyenne des fibres extérieures et de préférence au moins égal à la longueur moyenne des fibres extérieures.
Lorsque le faisceau de fibres à fausse torsion 9 et les fibres extérieures parviennent à l'espace entre les tabliers de transfert 8, 8', les fibres extérieures 10 se réunissent au faisceau de fibres à fausse torsion 9, les premières étant disposées pratiquement parallèlement aux dernières. Afin d'obtenir cet effet d'assemblage, différents dispositifs peuvent être utilisés, par exemple des dispositifs mécaniques, des dispositifs électriques ou des dispositifs utilisant un courant de fluide. La fig. 1 montre un exemple de l'utilisation d'un tube d'aspiration 12 d'une forme particulière, travaillant par aspiration d'air, une vue agrandie de ce dispositif étant donnée à la fig. 2.
La fig. 2 montre un faisceau de fibres passant à travers le tube d'aspiration 12. L'ouverture d'entrée 1 1 formant la partie d'aspiration est beaucoup plus grande que l'ouverture de sortie 13. Par conséquent un fort courant d'air d'aspiration se présente à l'entrée et exerce une forte aspiration sur les fibres extérieures ne présentant pas de torsion fournies par les rouleaux avant. Un tube 19 formant un branchement latéral du tube 12 est connecté à un dispositif d'aspiration usuel non représenté. Lorsqu'une rupture de fil se produit, les fibres discontinues sont aspirées depuis l'entrée et passent à travers le tube 19 dans une enceinte de collection pneumatique également non représntée.
D'autre part, et ceci est important, lorsque les fibres extérieures 10 libérées des tabliers sont aspirées par le courant d'air dans le tube 12 d'une manière libre, les deux extrémités étant libres, ces fibres sont attirées vers le faisceau 9 présentant une torsion et elles sont ainsi réunies avec ce dernier. A cet effet, il est avantageux de conférer à la zone intérieure du tube d'aspiration 12 entre l'entrée et le branchement 19 un diamètre d'environ 3 à 15 mm. Dans le cas d'un fil fin le diamètre intérieur doit être plutôt petit alors qu'il doit être plus grand pour un fil épais. Ainsi le diamètre intérieur du tube 12 est modifié selon le diamètre ou le titre du fil. La longueur du tube d'aspiration entre l'ouverture d'entrée des fibres jusqu'au branchement est de préférence comprise entre 3 et 30 mm.
Il est avantageux de faire vibrer le faisceau de fibres pendant le processus de formation du faisceau lors du passage à travers le tube d'aspiration. Les fibres peuvent être amenées à vibrer et à ballonner indépendamment de la charge positive ou négative qu'elles portent. D'autre part, étant donné que l'angle d'aspiration du présent tube se situe dans la direction de la progression du fil, I'efficacité de l'aspiration est remarquablement bonne même si le courant d'air d'aspiration est relativement faible, ce qui résulte en une diminution sensible des défauts de dépôts de duvet et de doublage dus à des fibres qui s'enroulent autour des tabliers. En même temps, cette mesure réalise l'assemblage des fibres extérieures avec le faisceau de fibres à fausse torsion dans une certaine position.
La fig. 3 montre un autre exemple d'un tube à aspiration dans lequel une extrémité du tube 20, marquée par une flèche, est reliée à un dispositif d'aspiration. Une fente mince 21 est formée dans la surface supérieure du tube d'aspiration pour faciliter le passage du faisceau de fibres à travers le tube 20. Le tube 20 présente une partie 22 de diamètre plus faible qui a pour effet de faciliter l'assemblage des fibres extérieures avec le faisceau de fibres à fausse torsion.
La fig. 4 montre un autre dispositif pour réunir les fibres extérieures au faisceau, dans lequel les fibres extérieures 10 dont les deux extrémités sont libres sont transportées par un tablier de transfert 8' à la même vitesse que le faisceau de fibres à fausse torsion 9, ces fibres extérieures étant enroulées autour du faisceau et guidées par un collecteur 23 qui est disposé à une certaine distance du point de pincement, cette distance étant au moins aussi grande que la longueur moyenne des fibres libres aux deux extrémités. Ceci assure le contact et l'assemblage avec le faisceau de fibres à fausse torsion 9.
En se reportant de nouveau à la fig. 1, le faisceau de fibres 14 tel qu'il se présente immédiatement avant son passage à travers le dispositif à fausse torsion montré dans les fig. 9 (A et B), comporte des fibres extérieures 10 qui adhèrent de manière assez libre au faisceau 9 soumis à la torsion. Ces fibres adhèrent simplement au faisceau et sont beaucoup moins soumises à la torsion que le faisceau 9 et ne se trouvent pas dans un état de torsion serrée. Le nombre de fibres extérieures en ce point est d'environ 1 à 10 dans une section transversale quelconque du faisceau de fibres 9 et il est généralement situé entre environ 2 et 6. Dans cette phase, les fibres extérieures 10 sont disposées de façon désordonnée le long de la surface du faisceau de fibres 9.
Dès que le faisceau de fibres 14 de la fig. 1 passe à travers le point de fausse torsion du dispositif de torsion, la torsion disparait. Il s'ensuit que le faisceau de fibres 9 ayant subi une fausse torsion ne présente pratiquement plus de torsion.
En observant les fibres au microscope on s'aperçoit qu'elles présentent une torsion alternante, d'abord dans la direction S puis dans la direction Z. Par contre, les fibres extérieures sont soumises à une torsion importante due à l'effet produit par la perte de torsion des autres fibres.
Pendant ce processus le faisceau de fibres à fausse torsion 9 tend à s'allonger du fait de la perte de torsion d'une longueur équivalant au rétrécissement produit par la torsion. D'autre part, les fibres extérieures 10 qui se trouvent dans la couche de surface du faisceau de fibres 9 sont soumises à un effet inverse d'enveloppement en forme d'hélice. Par conséquent, les fibres extérieures 10 sont tendues, par l'effet du rétrécissement produit par la torsion. Le résultat de ces effets tout à fait opposés sur les fibres formant l'âme et les fibres de revêtement est représenté dans les fig. 9 (C et D). Les fibres extérieures se déplacent à partir de leur position initiale désordonnée pour faire partie d'un faisceau 10 ordonné, stabilisé, et ces fibres entourent le faisceau 9 d'une façon régulière et continue.
D'autre part, le faisceau de fibres à fausse torsion 9 constituant l'âme du fil a tendance à former des épaississements 28 entre les parties enveloppées par des faisceaux stabilisateurs présentant un pas régulier. Ce phénomène de transfert des fibres extérieures est une caractéristique importante du présent fil et il est obtenu pour la première fois par la séparation et le transfert des fibres extérieures dans un état où les deux extrémités des fibres sont libres et par l'assemblage de ces fibres avec le faisceau de fibres à fausse torsion dans une disposition pratiquement parallèle au faisceau et dans un état de faible fixation, à savoir par un guidage précis des fibres extérieures qui à l'origine sont dans un état instable. C'est pour cette raison que le présent fil peut être appelé un fil à revêtement hélicoïdal à structure homogène.
Dans la fig. 1 un fil à revêtement 16 obtenu après le passage à travers le dispositif de fausse torsion 15, est enroulé au moyen d'une bobineuse non représentée pour former, par l'intermédiaire de rouleaux d'alimentation 18, 18', une bobine représentant le produit final.
La fausse torsion impartie au faisceau de fibres, selon le présent procédé, peut être obtenue par des moyens mécaniques tels qu'une broche de fausse torsion à chevilles par exemple, ou en utilisant un dispositif de fausse torsion du type à friction intérieure ou extérieure. De bons résultats ont également été obtenus par un procédé utilisant des courants tourbillonnaires de fluide à vitesse élevée.
La fig. 5 montre une autre forme d'exécution du présent dispo sitif utilisant de l'air comprimé. Un faisceau de fibres discontinues étirées, orientées et ouvertes est fourni à des rouleaux de pincement 4, 4'. Ce faisceau de fibres est transféré au moyen d'un dispositif à tabliers espacés tel que le montre la fig. 5, comprenant deux tabliers 8, 8' entraînés par des rouleaux 24, 24'. En même temps, la fausse torsion est appliquée par une tuyère à fluide tourbillonnaire 26 de sorte que la fausse torsion est transmise jusqu'au point de pincement des rouleaux de pincement 4, 4'. Les fibres extérieures à deux extrémités libres, transférées par les tabliers 8, 8' sont regroupés dans un collecteur constitué par une tuyère d'aspiration 25 disposée à un endroit espacé du point de pincement.
Cet espacement est au moins aussi grand que la longueur moyenne des fibres discontinues. Les fibres extérieures ajoutées sont distribuées autour du faisceau de fibres à fausse torsion 9 et elles sont guidées pour venir en contact et être réunies avec le faisceau de fibres 9. La tuyère à courant de fluide tourbillonnaire 26 et la tuyère d'aspiration 25 sont reliées à des compresseurs respectifs et de l'air comprimé est injecté sous pression dans ces deux tuyères dans la direction indiquée par les flèches de la fig. 5.
La fig. 6 illustre le processus de fabrication à l'aide d'une autre forme d'exécution du dispositif, dans laquelle une tuyère à courant de fluide tourbillonnaire 26 ayant un effet d'aspiration et dont une coupe est représentée à la fig. 7, est disposée à un endroit espacé du point de pincement des rouleaux de pincement 4, 4', la distance I entre le point de pincement et l'ouverture d'entrée des fibres 27 de cette tuyère étant au moins aussi grande que la longueur moyenne des fibres discontinues introduites.
Si la distance 1 est trop grande, les fibres, au lieu de subir une torsion, sont immédiatement tirées de coté au moment du démar
rage ou du redémarrage du filage. Ceci produit des ruptures du faisceau de fibres et ces fibres deviennent de la matière libre qui s'éparpille tout autour du dispositif. Par conséquent, il est parfois nécessaire, lors du démarrage, d'introduire simultanément un fil continu auxiliaire tel qu'un fil de filaments continus. Dans le présent dispositif la valeur de I est de préférence inférieure au double de la longueur moyenne des fibres, de sorte que ces fibres peuvent être automatiquement aspirées et tournées par la tuyère pour l'or- mer immédiatement une masse cohérente présentant une torsion, cette masse gardant son identité même sans qu'on utilise un fie continu auxiliaire.
Il est possible de régler la distance entre l'entrée mité de sortie du tablier 8' (le tablier supérieur n'étant pas représente) à l'entrée des fibres de la tuyère de manière qu'elle soit inférieure à la moitié de la longueur moyenne des fibres. De cette façon il est possible d'éviter la formation de déchets de filature et de duvets et il est également possible d'aspirer immédiatement les fibres du tablier vers la tuyère. D'autre part, la distance L séparant le point de pincement des rouleaux de pincement et l'extrémité aval du tablier d'alimentation peut être environ 0,5 à 2 fois la longueur moyenne des fibres.
La fig. 8 est une vue en perspective illustrant le procédé de fabrication selon une autre forme d'exécution du présent dispositif. Il s'agit d'un exemple dans lequel on réalise la connexion intégrale de la tuyère à courant de fluide tourbillonnaire 26 selon la fig. 7 à un tube d'aspiration tel qu'il est représenté dans la fig. 2.
Dans ce cas, il est possible de renforcer l'aspiration de la tuyère 26 par le tube d'aspiration. On peut ainsi, dans le cas de fibres extérieures 10 assez fortement séparées dans la direction de la largeur des tabliers de transfert 8, 8', assembler ces fibres extérieures aisément avec le faisceau de fibres à fausse torsion 9. Et, d'autre part, le fonctionnement du dispositif lors du démarrage du filage est simplifié. En particulier dans ce cas, il est avantageux que l'ouverture d'entrée de la tuyère à courant tourbillonnaire s'étende jusqu'au voisinage du tube de branchement relié au dispositif d'aspiration non représenté. D'autre part, il est avantageux de prévoir une machine auxiliaire qui peut temporairement couper le courant d'air d'aspiration au milieu du tube non représenté qui relie le tube de branchement au dispositif d'aspiration.
Un autre effet encore consiste en ce que lors d'une rupture du fil avant ou après la tuyère à courant de fluide tourbillonnaire, il est possible d'aspirer les fibres depuis la tuyère de branchement 19 dans le dispositif d'aspiration.
On peut modifier la structure du présent fil en ce qui concerne l'aspect extérieur du fil enveloppé dans une large mesure en utilisant dans les portions à fausse torsion un rapport caractérisant une suralimentation entre la vitesse d'alimentation en fibres dépendant des rouleaux avant 4, 4' et la vitesse de sortie dépendant des rouleaux de sortie 18, 18'. Le rapport de suralimentation est égal à la vitesse pariphérique des rouleaux avant moins la vitesse périphérique des rouleaux de sortie divisé par la vitesse périphérique des rouleaux avant. Le degré de fausse torsion imparti au faisceau de fibres fourni par les rouleaux avant peut également être modifié pour modifier la structure du fil.
Lorsque le rapport de suralimentation est petit, par exemple inférieur à 3%, et que le degré de fausse torsion est relativement petit, la constante de torsion K étant par exemple égale à environ 150 à 200, T= K , où Nm est le titre métrique du fil et T la fausse torsion par mètre, l'angle de torsion Odes fibres 10 du fil représenté à la fig. 9 (C) devient petit et le degré d'épaississement 28 du faisceau de fibres 9 formant l'âme du fil a tendance à être petit, le fil produit tend à avoir une surface relativement lisse.
Au contraire, lorsque le rapport de suralimentation est réglé de manière à être plutôt grand, par exemple d'environ 10%, et que le degré de torsion est relativement élevé correspondant par exemple à une constante de torsion K = environ 300, I'angle de torsion O des fibres extérieures 10 dans la structure de fils montrée à la fig. 9 (C) devient large et l'épaississement 28 du faisceau de fibres formant l'âme devient important de sorte que le fil prend un aspect inégal qui est approprié pour des produits dans lesquels un toucher rêche est souhaitable.
Grâce à la structure mentionnée ci-dessus, les fils à revêtement obtenus par le présent procédé ont les caractéristiques suivantes:
1. Résistance: élevée. Coefficient de variation de la résistance: au moins égal à celui des fils obtenus par filature à anneaux.
2. Couple de torsion dans une direction: égal ou quelque peu inférieur à celui d'un fil obtenu par filature à anneaux.
3. Degré d'orientation des fibres: bon.
4. Stabilisation vis-à-vis des effets de friction sur des guides, peignes et dispositifs tendeurs.
Nombre de grosseurs: petit. Longueur des grosseurs. petite.
D'autre part, du point de vue du procédé de fabrication, le présent fil a les propriétés suivantes:
1. Des ruptures de fil ont lieu rarement et la faculté d'être filé est constante même dans la filature à vitesse élevée.
2. Il n'y a pas de restriction concernant le matériau des fibres utilisées, la gamme permettant le filage est large, il est possible de filer des fils très fins jusqu'à très épais et l'utilité générale du procédé est grande.
3. Un entraînement à vitesse élevée peut être réalisé facilement.
4. Les fibres ne subissent pratiquement aucun endommagement lors du filage.
5. Le dispositif est simple et compact.
6. Même en utilisant un procédé à vitesse élevée la consommation d'énergie (énergie électrique) est petite.
7. Il est possible d'obtenir des filés ayant de larges gammes de propriétés par des modifications simples des conditions de filage.
8. La quantité de défauts dits duvets est faible.
La présente invention est illustrée ci-dessous à l'aide d'exemples particuliers n'ayant aucun caractère limitatif.
Exemple 1:
Un fil à revêtement a été produit en utilisant le dispositif représenté à la fig. 1. A titre de comparaison, on a également fabriqué un fil connu (brevet américain N" 3079746), les conditions étant les suivantes:
EMI5.1
<tb> <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> <SEP> 1procédé <SEP> connu
<tb> Matériau <SEP> de <SEP> départ <SEP> Nylon <SEP> 6 <SEP> idem
<tb> <SEP> 1.5 <SEP> d <SEP> x <SEP> 140 <SEP> mm <SEP> V <SEP> (colonne <SEP> ci-contre)
<tb> <SEP> mèche <SEP>
<tb> Titre <SEP> 1/100 <SEP> n
<tb> Rapport <SEP> d'étirage <SEP> 30
<tb> Espacement <SEP> L <SEP> (mm) <SEP> 15
<tb> Largeur <SEP> du <SEP> col
<tb> lecteur(mm) <SEP> 19 <SEP> o
<tb> Largeur <SEP> du <SEP> collecteutmm) <SEP> 19 <SEP> ..
<tb>
Vitesse <SEP> des <SEP> rou
<tb> leaux <SEP> avant <SEP> (m/min) <SEP> 115
<tb> Vitesse <SEP> de <SEP> sortie
<tb> <SEP> (m/min) <SEP> (rouleaux <SEP> de <SEP> sortie) <SEP> 110
<tb> Longueur <SEP> utile <SEP> des <SEP> ta- <SEP>
<tb> bliers <SEP> de <SEP> transfert <SEP> (L) <SEP> 145 <SEP> x <SEP> 32 <SEP> . <SEP>
<tb>
Largeur <SEP> (mm) <SEP>
<tb>
EMI6.1
<tb> <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> procédE <SEP> connu <SEP>
<tb> Distance <SEP> ## <SEP> à <SEP> l'extrémité <SEP>
<tb> des <SEP> tabliers <SEP> de <SEP> transfert
<tb> (mm)
<tb> T/min <SEP> de <SEP> la <SEP> broche <SEP> de
<tb> fausse <SEP> tension <SEP> 230.000
<tb> Pression <SEP> pneumatique <SEP> (kg/cmê) <SEP> 9 <SEP> 3.5 <SEP> <SEP> -i <SEP>
<tb> Tuyère <SEP> de <SEP> courant <SEP> # <SEP> <SEP> diamètre <SEP> du <SEP> # <SEP> X <SEP> <SEP> # <SEP> <SEP> nombre <SEP> dé
<tb> tourbillonnaire <SEP> passage <SEP> <SEP> d'air <SEP> # <SEP> trous <SEP> # <SEP>
<tb> <SEP> 0.3
<SEP> mm <SEP> X <SEP> 8T
<tb> <SEP> diamètre <SEP> du <SEP> 1.6 <SEP> mm
<tb> <SEP> passage <SEP> du <SEP> fil
<tb> Aspirateur <SEP> - <SEP> # <SEP> diamètre <SEP> du <SEP> # <SEP> X <SEP> nombre <SEP> de <SEP> #
<tb> <SEP> passage <SEP> d'air <SEP> # <SEP> X <SEP> trous <SEP> #
<tb> <SEP> 0.5 <SEP> mm <SEP> X <SEP> 4T
<tb> <SEP> diamètre <SEP> du <SEP> 2.0 <SEP> rnm
<tb> <SEP> passage <SEP> du <SEP> fil
<tb> Tube <SEP> d'aspiration <SEP> diamètre <SEP> minimum <SEP> I
<tb> <SEP> du <SEP> passage <SEP> du <SEP> fil
<tb> <SEP> 6 <SEP> mm <SEP>
<tb> Force <SEP> d' <SEP> aspiration
<tb> <SEP> (mm <SEP> Aq) <SEP> 80
<tb>
Par le présent procédé un bon fil a été obtenu dans les conditions susmentionnées. Par contre, le fil obtenu selon le procédé connu a conduit à de fréquentes ruptures.
Les propriétés principales des fils obtenus sont indiquées dans le tableau suivant:
Propriétés Présent fil Fil connu
Titre Nm 1/85.9 1/84.7 - Resistance
mécanique (g) 322.0 229.2
Produit titre par
résistance (Sg) 16346.9 11500.3
Propriétés Présent fil Fil connu
Allongement (%) 20.0 15.5
Résistance à la traction (g/d) 3.07 2.16
CoefficIent de variation du rapport de résistance 14.7 30.8
Résistance max. (g) 440 399
Résistance min. (g) 190 70
Procédé de mesure de la résistance à la traction et de l'allongement:
1. grandeur d'échantillon N = 100
2. appareil de mesure: appareil Uster automatique pour le contrôle de la résistance à la traction et de l'allongement.
3. longueur d'échantillon 50 cm.
Coefficient de variation de rapport = (déviation standard sIvaleurmoyenne) x 100(%).
Le présent fil a montré des caractéristiques qui ne présentaient aucun problème au cours de l'utilisation pratique. Par contre, le fil connu présentait un coefficient de variation du rapport de résistance considérable. D'autre part, la résistance minimum était faible, un déplacement des fibres s'est produit et des problèmes se sont présentés dans l'utilisation pratique.
Puis 2 m de chacun des fils obtenus selon les deux procédés ont été échantillonnés et les structures du fil à 200 endroits espacés régulièrement ont été examinées au microscope.
Tout d'abord les structures contenues dans les fils produits selon les deux procédés ont pu être classifiées en 5 types tel que le montre la fig. 10.
Type Contenu
I Revêtement continu
II Revêtement partiel
III Torsion réelle partielle du faisceau de fibres (S ou Z)
(sans revêtement)
IV Absence complète de torsion
V Revêtement compliqué.
La fréquence d'apparition de chacun de ces types, dans les fils obtenus par les deux procédés, ressort du tableau suivant:
EMI7.1
<tb> <SEP> Type <SEP> il <SEP> il <SEP> III <SEP> IV <SEP> V
<tb> Genre <SEP> i
<tb> de <SEP> fil <SEP> 3
<tb> Présent <SEP> fil <SEP> (point) <SEP> 196 <SEP> 0 <SEP> <SEP> \ <SEP> 2 <SEP> j <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> <SEP> (%) <SEP> 98 <SEP> O <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> ! <SEP> 1
<tb> Fil <SEP> connu <SEP> (point) <SEP> 116 <SEP> 20 <SEP> 3222 <SEP> 10
<tb> <SEP> 58 <SEP> 10 <SEP> 1 <SEP> 16 <SEP> 115
<tb>
Les résultats ont montré que le présent fil avait une structure du type I, c'est-à-dire que les fibres de surface constituaient un revêtement sous forme hélicoïdale continu autour du faisceau de fibres formant l'âme. Dans le cas du fil connu, il existait un mélange de structures de différents types.
De plus, dans le fil connu, environ 30% de la surface ne présentaient pas de fibres de revêtement de surface du tout.
La fig. 11 et le tableau suivant indiquent la distribution du nombre de fibres de revêtement de surface:
EMI8.1
<tb> <SEP> Nombre <SEP> O <SEP> i1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 1 <SEP> 8
<tb> Genre <SEP> de <SEP> fil <SEP> t
<tb> Présent <SEP> fil <SEP> Point <SEP> 6 <SEP> 27 <SEP> 66 <SEP> 46 <SEP> 24 <SEP> 13 <SEP> 21 <SEP> 2 <SEP> 01
<tb> <SEP> 1
<tb> Fil <SEP> connu <SEP> < <SEP> Xt <SEP> X <SEP> |
<tb> <SEP> 28.6 <SEP> . <SEP> 28.0 <SEP> 5.8 <SEP> 1.6 <SEP> O <SEP> t <SEP> . <SEP> 0.6 <SEP> l
<tb>
Dans le présent fil, il y a de nombreux endroits auxquels plusieurs fibres forment un revêtement sous forme de faisceau et le nombre d'endroits dans lesquels il n'y a aucune fibre de revêtement est pratiquement égal à zéro.
Dans le cas du fil connu, il y a de nombreux endroits où une seule fibre de revêtement se présente et il y a beaucoup plus d'endroits qui ne comportent aucune fibre de revêtement.
Ensuite, les résultats de la mesure des espacements P des fibres de revêtement de surface sont donnés à la fig. 12 et exprimés comme distribution de fréquence. Il en ressort que, dans le cas du présent fil, les fibres de revêtement sont disposées d'une manière régulière alors que dans le cas du fil connu les fibres de revêtement sont placées de façon irrégulière et en désordre. Le coefficient de variation de rapport des intervalles dans le cas du présent fil est de 20,4% alors que le même coefficient est de 117,1% dans le cas du fil connu. On remarque que la différence est grande et représente un rapport de 1 à 6.
Ensuite, les résultats de la mesure des angles d'hélice des fibres de revêtement sont indiqués dans le tableau suivant:
EMI8.2
<tb> <SEP> Angle <SEP> d'hélice
<tb> <SEP> (degrés) <SEP> 10- <SEP> 20- <SEP> 30- <SEP> 40- <SEP> 50- <SEP> 60- <SEP> 70- <SEP> 80- <SEP> 90- <SEP> 100
<tb> Genre <SEP> de <SEP> fil <SEP> s <SEP> s <SEP> l
<tb> Présent <SEP> (point) <SEP> 7 <SEP> 86 <SEP> 68 <SEP> 24 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> <SEP> fil
<tb> <SEP> (%) <SEP> 3.6 <SEP> 44.6 <SEP> 35.2 <SEP> 12,4 <SEP> 2.6 <SEP> 1.6 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> C,' <SEP> O
<tb> Fil <SEP> (point) <SEP> 0 <SEP> 16 <SEP> 25 <SEP> 31 <SEP> 26 <SEP> 8 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 92 <SEP> | <SEP> 1
<tb> connu <SEP> (% > <SEP> 0 <SEP> 11.9 <SEP> 185 <SEP> 5 <SEP> 23.0 <SEP> 19.3 <SEP> 5.9 <SEP> 2.212.2 <SEP> 2.2 <SEP> I <SEP> .
<tb>
<SEP> I <SEP> I-
Les résultats indiqués ci-dessus montrent que le présent fil ne présente qu'une faible fluctuation et possède une structure hélicoldale régulière, comme un fil habituel obtenu par filature à anneau.
D'autre part, la fig. 13 concerne les angles d'hélice des fibres de revêtement de surface et donne une comparaison entre les fils obtenus par les deux procédés, le nombre de fibres de revêtement et l'angle d'hélice étant portés respectivement en abscisse et en ordonnée. Ceci permet d'apprécier clairement les caractéristiques techniques des dew: fils.
Plus particulièrement, dans le fil connu, les angles d'hélice sont répartis sur une large gamme de 20 à 90 et le nombre de fibres de revêtement n'est que de 1 dans beaucoup de cas. Par contre, dans le présent fil, les fibres enveloppent le fil à l'intérieur d'une gamme de dispersion étroite de 20 à '.0 et le nombre de fibres de revête ment correspond à un faisceau d'au moins deux fibres dans la plupart des cas.
Du fait de cette excellente homogénéité, le présent fil à revêtement ne se prête pas seulement très bien à des procédés tels que le tricotage ou le tissage mais il fournit également une e;;cellente homogénéité du produit final. Il permet de réaliser un lustre et un toucher excellents, ce qui a été difficile à obtenir avec les filés habituels.
Exemple 2:
Une mèche composée de fibres discontinues de polyester de 1,5 d '4 mm a été filée dans un dispositif selon le schéma de la fig. 4 dans les conditions suivantes:
1. Epaisseur de la mèche 0,4 glm
2. Titre 1/60
3. Procédé d'étirage système de tabliers. 3 étages
4. Longueur de travail
du dispositif d'alimentation 50 mm
5. Vitesse de filage 50 m/mn
6. Rapport d'alimentation (entre les rouleaux de pincement 2, 2' et les rouleaux de sortie 10) 2,0% de suralimentation
Dans les conditions susmentionnées, un filage stable a été effectué. Dans le filé obtenu les fibres de surface formaient un revêtement hélicoïdal dans une seule direction tel que le montre la fig. 1.
Le filé obtenu avait une résistance de 300 g qui était suffisante pour l'utilisation pratique.
Exemple 3:
Une mèche formée de fibres acryliques discontinues de 1.5 d x 44 mm a été filée selon le dispositif de la fig. 5 dans les conditions suivantes:
1. Epaisseur de la mèche 0,5 g/m
2. Titre 1/52
3. Procédé d'étirage système à tabliers, 3 étages
4. Longueur de travail du
dispositif d'alimentation 50 mm
5. Vitesse de filage 100 m/mn
6. Rapport d'alimentation 5% de suralimentation
7. Pression de l'air comprimé 3,8 kg/cm2
Dans les conditions susmentionnées, un filage stable a été effectué et a permis d'obtenir un filé d'une structure homogène et d'une résistance suffisante dans lequel les fibres de surface formaient un revêtement hélicoïdal dans une seule direction de la même manière que dans les e;;emples 1 et 2.
Exenle d:
Une mèche formée de fibres Tetoron (marque de fabrique d'une fibre de téréphthalate de polyéthylène fabriquée par Toray
Industries lac., Japon) de 1,5 d X 44 mm a été filée au moyen d'un dispositif tel que représenté à la fig. 7, en utilisant une tuyère telle que représentée à la fig. 8, dans les conditions suivantes:
1. épaisseur de la mèche 1,4 g/m
2. Titre 1/60
3. Méthode d'étirage système à tabliers, 3 étages
4. Longueur de travail du
dispositif d'alimentation 50 mm
5. Vitesse de filage 100 m/mn
6. Fluide utilisé air comprimé à une pression
de 4,0 kg/cm2
7. Rapport d'alimentation 6% de suralimentation
Dans les conditions susmentionnées, un filage stable a été effectué.
Le filé obtenu avait une structure homogène et une résistance de 290 g, les fibres de surface fondant un revêtement héli coïdal dans une seule direction qui était satisfaisant dans l'utilisation pratique.
The present invention relates to a helically coated yarn comprising on the one hand a bundle of substantially parallel vièles fibers forming the core and comprising mainly staple fibers and, on the other hand. staple fibers surrounding said bundle.
The invention also relates to a method for the manufacture of such a yarn and to a device for implementing this method.
Heretofore, yarns have been made by twisting all fibers gathered in bundles and wrapping these fibers Special coated yarns have been made by wrapping the surfaces of parallel fiber bundles at a large twist angle and by bringing these fibers together in bundles. Yarns have also been made by forming bundles of fiber bundles, by using an adhesive agent or by fusing the fibers.
On the other hand, it is known that a fabric knitted or woven from a yarn having no twist at all, namely a non-twist yarn, offers a soft feel. However, in the case of a fabric knitted or woven from a yarn produced by the so-called twist-free spinning reformer process, a number of difficulties are encountered in knitting, weaving and dyeing, since this method makes use of a bundling means using an adhesive agent or fusion among the fibers. Thus, the feel of the tissue obtained has not always been satisfactory.
For example, U.S. Patent No. 3079746 describes a yarn with the surface fibers in an irregular helical arrangement. the propellers being placed at different angles between 10 and 80 around a practically torsion-free beam forming the core. The surface fibers are arranged without order along the central bundle and surround it with a strong twist. In this fascia yarn, some parts are wrapped very tightly and other parts have no coating. Parallel bundles of fibers come out only to the surface and all other parts are relaxed.
In the wrapped portion, the covering fibers are in a disorderly and uneven helical arrangement and therefore the variations in the surface configuration and the cross section of the yarn are considerable.
On the other hand, this irregularity in appearance turns out to be a quality defect when the yarn is made into fabric by knitting or weaving. On the other hand, when knitting or weaving, the fibers of the covering tend to relax and move.
Therefore such a yarn has been limited in its use to parts exhibiting functional defects such as the presence of lumps and frequent yarn breaks due to displacement of fibers, and it exhibits great variations in its mechanical strength.
The object of the present invention is to remedy the drawbacks of the known coated yarns and in particular to provide a helically coated yarn having practically the qualities of non-twist yarns while being of excellent general utility and having a consistent and homogeneous structure.
The present invention also aims to provide an efficient process for the manufacture of such a yarn and a machine for carrying out this process.
The helically coated yarn according to the invention is characterized in that the fibers of the coating surround the surface layer of the fiber bundle forming the core with a constant helix angle, that these coating fibers are placed in an orderly fashion and are continuously arranged along the bundle of fibers forming the core of the yarn.
The coated yarn according to the present invention is very different from the bundled yarn described in US Pat. No. 3079746. The constitutional properties and main characteristics of this known coated yarn result in the coating fibers being the surface form an unruly helical arrangement at different angles and are placed in disorder along the fiber bundle forming the core of the yarn, which constitutes an entirely different technical aim from that of the present invention which aims to provide a yarn with coating of a regular homogeneous structure.
On the other hand in the bundle-shaped wire which is described in the Japanese patent application published under the N "10511/1961,
The end of one bundle of staple fiber yarns contacts the end of another bundle of staple fiber yarns lengthwise of these bundles. At irregular intervals, coating staple fibers tightly surround these bundles. Although this publication does not contain a description as to the precise angle of the coating fibers to the surface, the drawings show that the surface fibers form an irregular helical coating of different angles and that they are placed at an angle. haphazardly along the central bundle of fibers.
In the helically coated yarn according to the present invention, the fiber bundle forming the core is preferably composed of 100% staple fibers. However, if the circumstances require it, it can be mixed with continuous filaments and with yarn. The staple fibers enveloping the central bundle of fibers do not cover the entire central bundle uniformly so that this bundle would no longer be visible, but they surround the central bundle helically with a practically constant pitch in the longitudinal direction of the yarn, with a certain spacing, so that some fibers of the central bundle appear on the surface of the yarn.
When we observe the arrangement of the covering fibers around the central bundle, we notice that about 60% or more of the fibers surround the central bundle of fibers in the form of a bundle of two to six staple fibers and the other fibers surround the bundle. as a single staple fiber or in the form of a bundle of more than six staple fibers. At least about 70% of the coating fibers have a helix angle of between about 20 and 402 in a constant direction.
The coefficient of variation of the gaps of the spots coated by the covering fibers along the central bundle is denoted by the CV% and it expresses the average of the deviations divided by the average value of the gaps and is generally less than about 60%. On the other hand, at least about 90% of the covering fibers surround the central bundle in a helical shape and in a constant direction.
The coated yarn according to the present invention has a coefficient of variation of resistance (CV%) of less than about 20%, which places it at the same level as that of a yarn obtained by the usual ring spinning and having a torque of torsion acting in a constant direction.
To make a coated yarn having a homogeneous structure the following method can be used. After drawing a fiber bundle consisting mainly of staple fibers, natural staple fibers, or fibers prepared from continuous filaments by cutting or tensile breaking, the fibers are fed to pinch rolls and false twist is imparted to the fiber bundle.
Then a bundle of fibers made up for the greater part of false-twist staple fibers and to a lesser extent of external fibers not exhibiting said false-twist and being separated from the bundle of false-twist fibers but arranged practically parallel to this bundle, is advanced together with other substantially parallel bundles and these bundles are brought together in a false twist zone, the outer fibers having been separated from each other and the two ends of the outer fibers becoming free.
At this time we preferably use a torsion constant
K (expressed in meters) of at least 100 for the false twist of the fiber bundle, and preferably from 150 to 350. It is advantageous to join the outer fibers with the fiber bundle subjected to false twist at a certain location upstream of the pinch point to which the beam is led. In other words, it is advantageous to bring them together without irregularly changing the location of the meeting of the outer fibers with respect to the position of the false-twist fiber bundle, i.e. to join them in a well-determined position at a certain distance from the pinch point to which the bundle of fibers is led.
On the other hand, it is advantageous for the manufacture of the present coated yarn to cause the outer fibers to advance straight without changing the position to which the fiber bundle is drawn from the nip point at which the fiber bundle is. leads, and advancing the outer fibers and the false-twist fiber bundle at about the same speed.
The manufacture of the present coated yarn can be done first by means of a device for driving a bundle of drawn staple fibers to a pinch point, a device for imparting false twist to this bundle of fibers, d '' a device for advancing and transporting straight ahead a group of outer fibers without preventing the transmission of false twist to said pinch point between the two devices and a device for joining the two groups in a zone of false twist after separation of the fibers outside of each other and release of both ends thereof.
In the above device, it is advantageous to use as the means of transferring the outer fibers, an endless belt advancing and conveying the outer fibers straight from the pinch point to which the fiber bundle is led without preventing the transmission of false twist at the pinch point. The endless belt can be arranged only on the lower side if desired.
However, the device generally has two endless belts, upper and lower, and their ends are open to the extent necessary so as not to prevent the transfer of the false twist to the pinch point to which the fiber bundle is fed. In this case, the two endless belts may be contiguous with the front nip rolls of a drawing train where one end of the two belts can be rotatably disposed around the front nip rolls serving as a support axis. It is advantageous to give the endless belt such a length that the two ends of the outer fibers separated from each other become free.
The device for joining the outer fibers with the false-twist fiber bundle preferably includes a suction device through which the false-twist fiber bundle and the outer fibers separated from each other can pass in a straight line, and the The suction device preferably comprises a passage sufficiently narrow so that the outer fibers are joined to the bundle of false twist fibers. This suction device is even more effective if it is arranged to remove the fibers at the time of a yarn break using an air stream.
Any customary false-twist device can be used.
However, a false twist spindle with pins and a vortex fluid flow nozzle providing a vortex of fluid to impart false twist are preferably used. It is advantageous that the vortex fluid flow nozzle is designed so as to impart false twist to the fiber bundle and at the same time to act by suction.
On the other hand, said nozzle is preferably connected to and united with the aforementioned suction device which unites the outer fibers with the bundle of false-twist fibers. The swirling fluid stream nozzle provided with a suction means is arranged so that the distance from the pinch point at which the fiber bundle is brought to the entry of the fiber bundle into the nozzle is at least equal than the average fiber length, but less than twice that average length.
Given the design of the device used for the manufacture of the present yarn, a large number of materials may be involved in this yarn manufacture. Natural fibers such as cotton, wool, silk, ramie, linen, jute, hemp and the like can be used, synthetic fibers such as polyamides, polyesters, polyacrylates and polyolefins and the like, fibers. semi-synthetic, regenerated fibers, metal fibers, glass fibers and the like as well as mixtures of these different fibers. In addition, the length of the fibers, their thickness and their cross-sectional shape are not limited. Regarding the titer, there is no restriction for spinning yarn with a very fine titer of around 1/200, intermediate tines of around 1/48 and very thick tines of 1 / 4.
In short, the present invention applies to spinning techniques of very wide general use.
The appended drawing illustrates, by way of example, various devices for implementing the method for manufacturing the yarn according to the invention.
Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of a device for manufacturing the wire according to the invention.
Figs. 2 and 3 are enlarged views showing means for joining outer fibers with a bundle of false twist fibers.
Fig. 4 is a perspective view showing other means for joining outer fibers with a false twist fiber bundle.
Figs. 5 and 6 are schematic views showing variant embodiments of the device.
Fig. 7 is a side view, in section, of a vortex fluid suction nozzle.
Fig. 8 is a perspective view showing the manufacturing device according to another embodiment.
Fig. 9 (A) is a sketch showing the relationship between a false twist fiber bundle with outer fibers immediately before passing through the false twist device. Fig. 9 (B) is a cross section of the wire of FIG. 9 (A). Fig. 9 (C) is a representation of a coated wire and FIG. 9 (D) is a cross section of the wire of FIG. 9 (C).
Fig. 10 is a diagram of the various structures of conventional bundled yarns and the present coated yarn.
Fig. 11 is a graph showing the relationship between the number and frequency of the surface coating fibers, common bundled yarns and the present coated yarns.
Fig. 12 is a graph showing the relationship between the intervals and the frequency of the positions of the surface coating fibers of conventional twisted yarns and the present coated yarn.
Fig. 13 is a graph showing the distribution ratio, the number and helix angle of the surface coating fibers of conventional bundled yarn and the present coated yarn being plotted on the abscissa and ordinate respectively.
According to the diagram of fig. 1 a bundle of staple fibers such as a wick 1 is drawn to a suitable thickness by a conventional drawing train comprising rear rollers 2, 2 ', upper and lower endless aprons 3, 3', rollers before 4, 4 '. Two endless transfer aprons 8, 8 'pass over the front rollers 4, 4', so as to open progressively towards their downstream ends. This progressive opening of the aprons 8, 8 'in the downstream direction allows the transfer of false twist imparted to the bundle of fibers stretched by a rotary false twist spindle 15, up to the pinch point formed by the rollers 4, 4'.
In the present device it is important to provide, following the stretching, a space extending over a length A L between the downstream ends of the aprons 3, 3 'and the nip line of the front rollers 4, 4'. This free space is preferably maintained between about 15 and 30 mm. Due to the presence of this space, the bundle of fibers moving between the aprons 3, 3 'and the front rollers 4, 4' is subjected to the action of an air current caused by the front rollers 4, 4 '. A few outer fibers 7, 7 'are thus separated from the bundle and moved outwards. On the other hand, most of the fibers of the bundle form a bundle 6 and are drawn towards the front rollers.
It is advantageous to provide the guide members 5, 5 'preventing the fibers located on the outside from moving outwards more than is necessary in the zone between the downstream ends of the aprons 3, 3' and the pinch point of the front rollers 4, 4 '. This measure, however, is not entirely essential.
The separation of the outer fibers 7, 7 'is obtained in the present device by the aforementioned means. Their number is determined by the length A L of the free space mentioned above, and by the peripheral speed of the front rollers. There is preferably a number of outer fibers between 1 and 10 and more particularly between 2 and 6. If the number of outer fibers exceeds 10, interference occurs between the outer fibers and it becomes difficult to join the outer fibers together. a separate way from each other with the false twist fiber bundle. Therefore, it becomes difficult to obtain a coating yarn of a homogeneous structure.
Other important factors regarding the number of outer fibers are the physical characteristics such as the stiffness of the fiber material, the length of the fibers, their denier, their shape and their surface. Other factors are the condition of the fibers bundled together and the number of twist turns in a bundle of fibers as they enter the drawing train, as well as the draw system, draw ratio and additional drawing train accessories such as funnel, condenser. the collector and the like.
Referring again to fig. 1, As soon as the stretched fibers pass through the nip line of the front rollers, most of the fibers in bundle 6 are subjected to false twist in the twist device 15 and the fibers advance forming a false twist fiber bundle 9 between upper and lower transfer aprons 8. 8 'spaced apart. On the other hand, a few outer fibers 7, 7 'separated from the bundle 9 are not joined to the bundle 9. At the exit of the nip rollers 4, 4', the fibers 7, 7 'are transported in the linear extension of their. direction of movement, in separate form from each other, up to the transfer apron 8 on the two outer sides of the false-twist fiber bundle.
One of the important conditions from the constructive point of view to obtain a coated yarn of a homogeneous structure consists in using an external fiber transfer device as mentioned above, which constitutes an essential difference compared to the method of known manufacturing. This measure makes it possible in particular to obtain considerably improved yarn quality and spinning stability.
The gradual opening of the transfer aprons 8, 8 'should be such that the transmission of the false twist to a bundle of fibers up to the pinch point of the front rollers 4, 4' is not hampered. A wider opening is not necessary. In a normal case, the spacing A 1 at the end of the transfer aprons 8, 8 'is of the order of 3 to 10 mm, this value however not being limiting. The transfer aprons 8, 8 'are subjected to an appropriate tension by means of rotary axes 17, 17' housed in bearings at the respective ends of these aprons. When the front rollers 4, 4 'rotate, the aprons 8, 8' are driven and also rotate. The pinch point of the front rollers 4, 4 'and the aprons 8, 8' cooperate to form the pinch.
The working length L of transfer aprons 8, 8 'can be any length sufficient to make both ends of aprons 8, 8' free while the outer fibers advance substantially parallel to the false-twist fiber bundle without interfering with this bundle. and be limited by it, the outer fibers being separated from each other until such time as the outer fibers are joined to the false-twist fiber bundle. This test is determined mainly by the length of the fibers used, L being at least equal to half the average length of the outer fibers and preferably at least equal to the mean length of the outer fibers.
When the false twist fiber bundle 9 and the outer fibers reach the space between the transfer aprons 8, 8 ', the outer fibers 10 meet with the false twist fiber bundle 9, the former being arranged substantially parallel to the two. last. In order to achieve this assembly effect, different devices can be used, for example mechanical devices, electrical devices or devices using a fluid stream. Fig. 1 shows an example of the use of a suction tube 12 of a particular shape, working by suction of air, an enlarged view of this device being given in FIG. 2.
Fig. 2 shows a bundle of fibers passing through the suction tube 12. The inlet opening 1 1 forming the suction part is much larger than the outlet opening 13. As a result, a strong air current suction is present at the inlet and exerts a strong suction on the outer fibers not exhibiting torsion provided by the front rollers. A tube 19 forming a lateral branch of the tube 12 is connected to a conventional suction device, not shown. When a yarn break occurs, the staple fibers are sucked from the inlet and pass through tube 19 into a pneumatic collection enclosure also not shown.
On the other hand, and this is important, when the outer fibers 10 released from the aprons are sucked by the air stream in the tube 12 in a free manner, both ends being free, these fibers are attracted to the bundle 9. having a twist and they are thus united with the latter. To this end, it is advantageous to give the inner region of the suction tube 12 between the inlet and the connection 19 a diameter of about 3 to 15 mm. In the case of a thin wire the inner diameter should be rather small while it should be larger for a thick wire. Thus the internal diameter of the tube 12 is modified according to the diameter or the count of the wire. The length of the suction tube from the fiber inlet opening to the branch is preferably between 3 and 30 mm.
It is advantageous to vibrate the fiber bundle during the bundle forming process when passing through the suction tube. Fibers can be caused to vibrate and balloon regardless of the positive or negative charge they carry. On the other hand, since the suction angle of the present tube is in the direction of the wire feed, the suction efficiency is remarkably good even though the suction air current is relatively. low, resulting in a substantial reduction in down deposit and lining defects due to fibers wrapped around aprons. At the same time, this measurement realizes the assembly of the outer fibers with the false-twist fiber bundle in a certain position.
Fig. 3 shows another example of a suction tube in which one end of the tube 20, marked by an arrow, is connected to a suction device. A thin slit 21 is formed in the upper surface of the suction tube to facilitate the passage of the fiber bundle through the tube 20. The tube 20 has a portion 22 of smaller diameter which has the effect of facilitating the assembly of the fibers. outer fibers with false twist fiber bundle.
Fig. 4 shows another device for joining the outer fibers to the bundle, in which the outer fibers 10 whose two ends are free are transported by a transfer apron 8 'at the same speed as the false-twist fiber bundle 9, these fibers outer layers being wound around the bundle and guided by a collector 23 which is disposed at a certain distance from the pinch point, this distance being at least as great as the average length of the free fibers at both ends. This ensures contact and assembly with the false twist fiber bundle 9.
Referring again to fig. 1, the fiber bundle 14 as it appears immediately before it passes through the false twist device shown in FIGS. 9 (A and B), comprises outer fibers 10 which adhere quite freely to the bundle 9 subjected to torsion. These fibers simply adhere to the bundle and are much less subject to twisting than bundle 9 and are not in a state of tight twist. The number of outer fibers at this point is about 1 to 10 in any cross section of fiber bundle 9, and it is generally between about 2 and 6. In this phase, the outer fibers 10 are arranged in a haphazard fashion. along the surface of the fiber bundle 9.
As soon as the bundle of fibers 14 of FIG. 1 passes through the false twist point of the twist device, the twist disappears. It follows that the bundle of fibers 9 having undergone a false twist hardly exhibits any twisting.
By observing the fibers under the microscope we can see that they present an alternating twist, first in the S direction then in the Z direction. On the other hand, the outer fibers are subjected to a significant twist due to the effect produced by loss of torsion of other fibers.
During this process the false twist fiber bundle 9 tends to elongate due to the loss of twist by a length equivalent to the shrinkage produced by the twist. On the other hand, the outer fibers 10 which are in the surface layer of the fiber bundle 9 are subjected to a reverse effect of helical wrapping. Therefore, the outer fibers 10 are stretched by the effect of the shrinkage produced by the twisting. The result of these quite opposite effects on the fibers forming the core and the covering fibers is shown in Figs. 9 (C and D). The outer fibers move from their initial disordered position to form part of an ordered, stabilized bundle 10, and these fibers surround bundle 9 in a regular and continuous fashion.
On the other hand, the false-twist fiber bundle 9 constituting the core of the yarn tends to form thickenings 28 between the parts enveloped by stabilizing bundles having a regular pitch. This phenomenon of transfer of the outer fibers is an important characteristic of the present yarn and it is obtained for the first time by the separation and the transfer of the outer fibers in a state where the two ends of the fibers are free and by the assembly of these fibers. with the false-twist fiber bundle in an arrangement substantially parallel to the bundle and in a state of weak attachment, i.e. by precise guidance of the outer fibers which are originally in an unstable state. It is for this reason that the present yarn can be called a helically coated yarn of homogeneous structure.
In fig. 1 a coated wire 16 obtained after passing through the false twist device 15, is wound by means of a winder not shown to form, by means of feed rollers 18, 18 ', a spool representing the final product.
The false twist imparted to the fiber bundle, according to the present method, can be obtained by mechanical means such as a false twist pin with ankles for example, or by using a false twist device of the internal or external friction type. Good results have also been obtained by a process using high velocity fluid eddies.
Fig. 5 shows another embodiment of the present device using compressed air. A bundle of stretched, oriented and opened staple fibers is supplied to nip rolls 4, 4 '. This bundle of fibers is transferred by means of a device with spaced aprons as shown in FIG. 5, comprising two aprons 8, 8 'driven by rollers 24, 24'. At the same time, the false twist is applied by a swirling fluid nozzle 26 so that the false twist is transmitted to the pinch point of the pinch rollers 4, 4 '. The outer fibers with two free ends, transferred by the aprons 8, 8 'are grouped together in a collector constituted by a suction nozzle 25 arranged at a location spaced from the pinch point.
This spacing is at least as great as the average length of the staple fibers. The added outer fibers are distributed around the false-twist fiber bundle 9 and are guided to contact and join together with the fiber bundle 9. The vortex flow nozzle 26 and the suction nozzle 25 are connected. to respective compressors and compressed air is injected under pressure into these two nozzles in the direction indicated by the arrows in FIG. 5.
Fig. 6 illustrates the manufacturing process using another embodiment of the device, in which a swirling fluid flow nozzle 26 having a suction effect and a section of which is shown in FIG. 7, is disposed at a location spaced from the pinch point of the pinch rollers 4, 4 ', the distance I between the pinch point and the inlet opening of the fibers 27 of this nozzle being at least as great as the length average of the staple fibers introduced.
If the distance 1 is too great, the fibers, instead of being twisted, are immediately pulled aside when starting.
rage or restarting the wiring. This produces breaks in the bundle of fibers and these fibers become loose material which scatters all around the device. Therefore, it is sometimes necessary, during start-up, to simultaneously introduce an auxiliary continuous yarn such as a continuous filament yarn. In the present device, the value of I is preferably less than twice the average length of the fibers, so that these fibers can be automatically sucked up and turned by the nozzle to immediately create a coherent mass having a twist, this mass retaining its identity even without using an auxiliary continuous beam.
It is possible to adjust the distance between the entrance mimicked of exit of the apron 8 '(the upper apron not being represented) at the entry of the fibers of the nozzle so that it is less than half the length average fiber. In this way it is possible to avoid the formation of spinning waste and downs and it is also possible to immediately suck the fibers from the apron towards the nozzle. On the other hand, the distance L separating the nip point of the nip rollers and the downstream end of the feed apron can be about 0.5 to 2 times the average length of the fibers.
Fig. 8 is a perspective view illustrating the manufacturing process according to another embodiment of the present device. This is an example in which the integral connection of the swirling fluid flow nozzle 26 according to FIG. 7 to a suction tube as shown in FIG. 2.
In this case, it is possible to strengthen the suction of the nozzle 26 by the suction tube. It is thus possible, in the case of outer fibers 10 which are quite strongly separated in the direction of the width of the transfer aprons 8, 8 ', these outer fibers can easily be assembled with the bundle of false-twist fibers 9. And, on the other hand , the operation of the device when starting the spinning is simplified. In particular in this case, it is advantageous for the inlet opening of the vortex flow nozzle to extend to the vicinity of the branch tube connected to the suction device, not shown. On the other hand, it is advantageous to provide an auxiliary machine which can temporarily cut off the suction air flow in the middle of the tube, not shown, which connects the branch tube to the suction device.
Yet another effect is that when the yarn breaks before or after the vortex flow nozzle, it is possible to suck the fibers from the branch nozzle 19 into the suction device.
The structure of the present yarn with respect to the external appearance of the wrapped yarn can be modified to a large extent by using in the false twist portions a ratio characterizing overfeeding between the fiber feed speed depending on the front rollers 4, 4 'and the output speed depending on the output rollers 18, 18'. The boost ratio is equal to the peripheral speed of the front rollers minus the peripheral speed of the exit rollers divided by the peripheral speed of the front rollers. The degree of false twist imparted to the fiber bundle provided by the front rollers can also be changed to change the structure of the yarn.
When the boost ratio is small, for example less than 3%, and the degree of false twist is relatively small, the twist constant K being for example equal to about 150 to 200, T = K, where Nm is the titer metric of the yarn and T the false twist per meter, the angle of twist O of the fibers 10 of the yarn shown in fig. 9 (C) becomes small and the degree of thickening 28 of the fiber bundle 9 forming the yarn core tends to be small, the produced yarn tends to have a relatively smooth surface.
On the contrary, when the boost ratio is set so as to be rather large, for example about 10%, and the degree of twist is relatively high corresponding for example to a constant of torsion K = about 300, the angle O twist of the outer fibers 10 in the yarn structure shown in FIG. 9 (C) becomes wide and the thickening 28 of the bundle of fibers forming the core becomes significant so that the yarn assumes an uneven appearance which is suitable for products in which a rough feel is desirable.
Thanks to the structure mentioned above, the coated yarns obtained by the present process have the following characteristics:
1. Resistance: high. Coefficient of variation of resistance: at least equal to that of the threads obtained by ring spinning.
2. Torque of twist in one direction: equal to or somewhat less than that of a yarn obtained by ring spinning.
3. Degree of orientation of fibers: good.
4. Stabilization against the effects of friction on guides, combs and tensioning devices.
Number of sizes: small. Length of lumps. small.
On the other hand, from the point of view of the manufacturing process, the present yarn has the following properties:
1. Yarn breaks rarely occur and the ability to be spun is constant even in high speed spinning.
2. There is no restriction on the material of the fibers used, the range for spinning is wide, very fine to very thick yarns can be spun, and the general utility of the process is great.
3. High speed training can be achieved easily.
4. The fibers suffer virtually no damage during spinning.
5. The device is simple and compact.
6. Even using a high speed process the power consumption (electrical energy) is small.
7. Yarns having wide ranges of properties can be obtained by simple modifications of the spinning conditions.
8. The quantity of so-called down defects is low.
The present invention is illustrated below with the aid of specific examples which are in no way limiting.
Example 1:
A coated yarn was produced using the device shown in fig. 1. By way of comparison, a known yarn was also produced (US Patent No. 3079746), the conditions being as follows:
EMI5.1
<tb> <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> <SEP> 1 known <SEP> method
<tb> Material <SEP> from <SEP> starting <SEP> Nylon <SEP> 6 <SEP> idem
<tb> <SEP> 1.5 <SEP> d <SEP> x <SEP> 140 <SEP> mm <SEP> V <SEP> (column <SEP> opposite)
<tb> <SEP> wick <SEP>
<tb> Title <SEP> 1/100 <SEP> n
<tb> Drawing <SEP> report <SEP> 30
<tb> Spacing <SEP> L <SEP> (mm) <SEP> 15
<tb> Width <SEP> of the <SEP> col
<tb> reader (mm) <SEP> 19 <SEP> o
<tb> Width <SEP> of <SEP> collecteutmm) <SEP> 19 <SEP> ..
<tb>
Rou <SEP> speed
<tb> water <SEP> before <SEP> (m / min) <SEP> 115
<tb> <SEP> speed of <SEP> output
<tb> <SEP> (m / min) <SEP> (<SEP> rollers of <SEP> output) <SEP> 110
<tb> Useful <SEP> length <SEP> of <SEP> ta- <SEP>
<tb> bliers <SEP> from <SEP> transfer <SEP> (L) <SEP> 145 <SEP> x <SEP> 32 <SEP>. <SEP>
<tb>
Width <SEP> (mm) <SEP>
<tb>
EMI6.1
<tb> <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> known <SEP> process <SEP>
<tb> Distance <SEP> ## <SEP> to <SEP> end <SEP>
<tb> of <SEP> aprons <SEP> of <SEP> transfer
<tb> (mm)
<tb> RPM <SEP> of <SEP> the <SEP> spindle <SEP> of
<tb> false <SEP> voltage <SEP> 230,000
<tb> <SEP> pneumatic pressure <SEP> (kg / cmê) <SEP> 9 <SEP> 3.5 <SEP> <SEP> -i <SEP>
<tb> Nozzle <SEP> of <SEP> current <SEP> # <SEP> <SEP> diameter <SEP> of <SEP> # <SEP> X <SEP> <SEP> # <SEP> <SEP> number < SEP> dice
<tb> vortex <SEP> passage <SEP> <SEP> of air <SEP> # <SEP> holes <SEP> # <SEP>
<tb> <SEP> 0.3
<SEP> mm <SEP> X <SEP> 8T
<tb> <SEP> diameter <SEP> of <SEP> 1.6 <SEP> mm
<tb> <SEP> passage <SEP> of the <SEP> wire
<tb> Aspirator <SEP> - <SEP> # <SEP> diameter <SEP> of <SEP> # <SEP> X <SEP> number <SEP> of <SEP> #
<tb> <SEP> air passage <SEP> <SEP> # <SEP> X <SEP> holes <SEP> #
<tb> <SEP> 0.5 <SEP> mm <SEP> X <SEP> 4T
<tb> <SEP> diameter <SEP> of <SEP> 2.0 <SEP> rnm
<tb> <SEP> passage <SEP> of the <SEP> wire
<tb> Suction tube <SEP> <SEP> minimum diameter <SEP> <SEP> I
<tb> <SEP> of the <SEP> passage <SEP> of the <SEP> wire
<tb> <SEP> 6 <SEP> mm <SEP>
<tb> Suction <SEP> force <SEP>
<tb> <SEP> (mm <SEP> Aq) <SEP> 80
<tb>
By the present process a good yarn was obtained under the above conditions. On the other hand, the wire obtained according to the known process has led to frequent breaks.
The main properties of the yarns obtained are shown in the following table:
Properties Present yarn Known yarn
Title Nm 1 / 85.9 1 / 84.7 - Resistance
mechanical (g) 322.0 229.2
Product title by
resistance (Sg) 16346.9 11500.3
Properties Present yarn Known yarn
Elongation (%) 20.0 15.5
Tensile strength (g / d) 3.07 2.16
Coefficient of variation of resistance ratio 14.7 30.8
Max resistance (g) 440,399
Resistance min. (g) 190 70
Method of measuring tensile strength and elongation:
1.sample size N = 100
2. measuring device: automatic Uster device for checking tensile strength and elongation.
3.sample length 50cm.
Ratio coefficient of variation = (standard deviation sIvalue average) x 100 (%).
The present yarn has shown characteristics which present no problem during practical use. In contrast, the known wire exhibited a considerable coefficient of variation of the resistance ratio. On the other hand, the minimum strength was low, displacement of the fibers occurred, and problems arose in practical use.
Then 2 m of each of the yarns obtained by the two methods were sampled and the structures of the yarn at 200 evenly spaced places were examined under a microscope.
First of all, the structures contained in the yarns produced according to the two processes could be classified into 5 types as shown in fig. 10.
Type Content
I Continuous coating
II Partial coating
III Partial real twist of the fiber bundle (S or Z)
(without coating)
IV Complete absence of torsion
V Complicated coating.
The frequency of occurrence of each of these types, in the yarns obtained by the two processes, emerges from the following table:
EMI7.1
<tb> <SEP> Type <SEP> il <SEP> il <SEP> III <SEP> IV <SEP> V
<tb> Genre <SEP> i
<tb> of <SEP> thread <SEP> 3
<tb> Present <SEP> wire <SEP> (point) <SEP> 196 <SEP> 0 <SEP> <SEP> \ <SEP> 2 <SEP> j <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> <SEP> (%) <SEP> 98 <SEP> O <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP>! <SEP> 1
<tb> Known <SEP> thread <SEP> (point) <SEP> 116 <SEP> 20 <SEP> 3222 <SEP> 10
<tb> <SEP> 58 <SEP> 10 <SEP> 1 <SEP> 16 <SEP> 115
<tb>
The results showed that the present yarn had a Type I structure, i.e. the surface fibers formed a continuous helical coating around the core fiber bundle. In the case of the known yarn, there was a mixture of structures of different types.
In addition, in the known yarn, about 30% of the surface did not show any surface coating fibers at all.
Fig. 11 and the following table show the distribution of the number of surface coating fibers:
EMI8.1
<tb> <SEP> Number <SEP> O <SEP> i1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 1 <SEP> 8
<tb> Gender <SEP> of <SEP> thread <SEP> t
<tb> Present <SEP> wire <SEP> Point <SEP> 6 <SEP> 27 <SEP> 66 <SEP> 46 <SEP> 24 <SEP> 13 <SEP> 21 <SEP> 2 <SEP> 01
<tb> <SEP> 1
<tb> Known <SEP> thread <SEP> <<SEP> Xt <SEP> X <SEP> |
<tb> <SEP> 28.6 <SEP>. <SEP> 28.0 <SEP> 5.8 <SEP> 1.6 <SEP> O <SEP> t <SEP>. <SEP> 0.6 <SEP> l
<tb>
In the present yarn, there are many places where a plurality of fibers form a coating in a bundle form, and the number of places where there is no coating fiber is practically zero.
In the case of the known yarn, there are many places where a single coating fiber occurs and there are many more places which have no coating fiber.
Next, the results of the measurement of the spacings P of the surface coating fibers are given in FIG. 12 and expressed as a frequency distribution. It appears that, in the case of the present yarn, the covering fibers are arranged in a regular manner while in the case of the known yarn the covering fibers are placed irregularly and in disorder. The interval ratio variation coefficient in the case of the present yarn is 20.4% while the same coefficient is 117.1% in the case of the known yarn. Note that the difference is large and represents a ratio of 1 to 6.
Next, the results of the measurement of the helix angles of the coating fibers are shown in the following table:
EMI8.2
<tb> <SEP> Angle <SEP> of helix
<tb> <SEP> (degrees) <SEP> 10- <SEP> 20- <SEP> 30- <SEP> 40- <SEP> 50- <SEP> 60- <SEP> 70- <SEP> 80- < SEP> 90- <SEP> 100
<tb> Gender <SEP> of <SEP> yarn <SEP> s <SEP> s <SEP> l
<tb> Present <SEP> (point) <SEP> 7 <SEP> 86 <SEP> 68 <SEP> 24 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> <SEP> thread
<tb> <SEP> (%) <SEP> 3.6 <SEP> 44.6 <SEP> 35.2 <SEP> 12.4 <SEP> 2.6 <SEP> 1.6 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> C, '< SEP> O
<tb> Wire <SEP> (point) <SEP> 0 <SEP> 16 <SEP> 25 <SEP> 31 <SEP> 26 <SEP> 8 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 92 <SEP> | <SEP> 1
<tb> known <SEP> (%> <SEP> 0 <SEP> 11.9 <SEP> 185 <SEP> 5 <SEP> 23.0 <SEP> 19.3 <SEP> 5.9 <SEP> 2.212.2 <SEP> 2.2 <SEP > I <SEP>.
<tb>
<SEP> I <SEP> I-
The results given above show that the present yarn exhibits little fluctuation and has a regular helical structure, like a usual yarn obtained by ring spinning.
On the other hand, FIG. 13 relates to the helix angles of the surface coating fibers and gives a comparison between the yarns obtained by the two methods, the number of coating fibers and the helix angle being respectively plotted on the abscissa and on the ordinate. This makes it possible to clearly appreciate the technical characteristics of the dew: fils.
More particularly, in the known yarn, the helix angles are distributed over a wide range from 20 to 90 and the number of coating fibers is only 1 in many cases. In contrast, in the present yarn, the fibers envelop the yarn within a narrow dispersion range of 20 to 0 and the number of cover fibers corresponds to a bundle of at least two fibers in the yarn. most cases.
Because of this excellent homogeneity, the present coated yarn not only lends itself very well to processes such as knitting or weaving but it also provides excellent homogeneity of the final product. It achieves excellent luster and feel, which has been difficult to achieve with conventional yarns.
Example 2:
A sliver composed of 1.5 to 4 mm polyester staple fibers was spun in a device according to the diagram of FIG. 4 under the following conditions:
1. Thickness of the wick 0.4 glm
2. Title 1/60
3. Apron system stretching process. 3 floors
4. Working length
of the feeding device 50 mm
5. Spinning speed 50 m / min
6. Feed ratio (between pinch rollers 2, 2 'and output rollers 10) 2.0% boost
Under the above conditions, stable spinning was carried out. In the resulting yarn the surface fibers formed a helical coating in one direction as shown in fig. 1.
The resulting yarn had a strength of 300 g which was sufficient for practical use.
Example 3:
A sliver formed from staple acrylic fibers of 1.5 d x 44 mm was spun according to the device of FIG. 5 under the following conditions:
1. Thickness of the wick 0.5 g / m
2. Title 1/52
3.Process of stretching apron system, 3 stages
4. Working length of
50 mm feeder
5. Spinning speed 100 m / min
6. Feed ratio 5% boost
7. Compressed air pressure 3.8 kg / cm2
Under the aforementioned conditions, stable spinning was carried out and resulted in a yarn of a homogeneous structure and sufficient strength in which the surface fibers formed a helical coating in one direction in the same way as in the e ;; places 1 and 2.
Exenle d:
A wick formed from Tetoron fibers (trademark of a polyethylene terephthalate fiber manufactured by Toray
Industries lac., Japan) of 1.5 d X 44 mm was spun by means of a device as shown in fig. 7, using a nozzle as shown in FIG. 8, under the following conditions:
1.wick thickness 1.4 g / m
2. Title 1/60
3. Drawing method apron system, 3 stages
4. Working length of
50 mm feeder
5. Spinning speed 100 m / min
6. Fluid used compressed air at a pressure
4.0 kg / cm2
7. Feed ratio 6% boost
Under the above conditions, stable spinning was carried out.
The resulting yarn had a homogeneous structure and a strength of 290 g, the surface fibers fusing a helical coating in one direction which was satisfactory in practical use.