EP0089299B1 - Procédé d'étirage d'une structure textile à base de fibres discontinues et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents
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- EP0089299B1 EP0089299B1 EP83420039A EP83420039A EP0089299B1 EP 0089299 B1 EP0089299 B1 EP 0089299B1 EP 83420039 A EP83420039 A EP 83420039A EP 83420039 A EP83420039 A EP 83420039A EP 0089299 B1 EP0089299 B1 EP 0089299B1
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- stretching
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
- D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
- D01H5/26—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars in which fibres are controlled by one or more endless aprons
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- D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
- D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
- D01H5/28—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars in which fibres are controlled by inserting twist during drafting
Definitions
- the present invention relates to a process for drawing a textile structure based on fibers, said structure being presented both in surface form (mattress, tablecloth, veil, etc.) and in linear form (ribbon, wick, etc.). ; it also relates to a device allowing the implementation of this process.
- FIGS. 1 to 5 illustrate, in a schematic manner, the various methods and devices proposed and used to date for carrying out these stretching operations.
- the actual stretching is obtained essentially between a pair of input cylinders (1, 2) (also frequently referred to as "food cylinders"), having the same tangential speed V1 and, a pair of output cylinders (1'-2 ') having the same tangential speed V2 greater than that V1 of the input cylinders.
- the report of these speeds determines the rate of stretching.
- This drawing rate is a theoretical rate which does not take account of any slippage in the fibers.
- the clamping of the material between the cylinders (1, 2) and (1 ', 2') is done only by the pressures (15-16).
- the distance d between the pair of input (or food) cylinders and the pair of output (or draw) cylinders must be adjusted in order to d '' on the one hand avoid breaking the long fibers if the distance d is too short, and on the other hand, the loss of control of the fibers if the distance d is too large, despite all the additional organs and systems added to compensate for the lack of pressure necessary for correct control of the slip of the fibers.
- the method according to the invention can be used to stretch fibrous textile structures which are present both in the form of a web or the like, for example in preparation for the conventional threshing or the carding classic, as well as the shape of a ribbon or wick between carding and up to the actual spinning.
- the invention also relates to the means allowing the implementation of said method.
- the invention therefore relates to a process for drawing a textile structure made up of staple fibers, the average orientation of which is preferred in the direction parallel to the length of said structure, a structure which can also be present under the form of a sheet than a ribbon or a wick (or any other equivalent material), the method according to the invention being characterized in that the stretching is obtained by subjecting the fibrous structure in movement to external stresses which cause a simple shearing effect which tends to slide the fibers with respect to each other, in the form of superimposed elementary layers moving at different speeds from each other and on which forces normal to the fibers are exerted especially in the sliding area.
- the fastest layer of fibers (9) is driven by the application of a force (10), while the slowest layer (11) is retained relative to the intermediate layers by the application of 'a force (12).
- the normal effect of the couple of tangential forces (10/12) must be compensated by the application of normal forces (13) and (14) (figure 10c), otherwise the tendency to rotate would result in a dislocation of the layers. and the conditions for an ideal sliding of the layers would no longer be ensured.
- surface textile or in the form of a ribbon or wick
- linear textile “linear textile” ”
- the relative sliding of the layers of fibers is done by the application (fig. 6a) of an element (19) driving the fibers at the speed V2 higher (and not equal or barely different as in known systems) to the speed V1 of another element (18), while applying normal forces (20-21) during the sliding of the layers of fibers (24).
- the elements driving the fibers are strips or flat strips, of the same type as those used in conventional drawing on a bench or on a spinning machine, normal forces are applied to the axes of the drive rollers and distributed over the fibers due to the tension given by the tensioners (25), adjustable or not ( Figure 6a) with (1) and (2) rotating at speed V1 and (1 ') (2 ') at speed V2.
- the arrangement of the longitudinal axis of flow of the fibers can be horizontal, vertical, or inclined, in particular if one wishes to take advantage of gravity to perfect the guidance of the flow of the fibers and / or the maintenance on the drive elements of said fibers, or between these elements or between the supply, or even the outlet, and these elements.
- organs and devices well known to technicians such as for example the means for storing the material to be stretched, for receiving after stretching, the driving of the organs as well as the frames supporting these organs will not be described and shown (to with the exception of Figure 9a), for the sake of simplification.
- FIGS. 1 to 5 illustrate, as seen previously, conventional stretching systems
- FIGS. 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e illustrate different modes of implementing the method according to the invention , of a stretching by application of a simple shear on flat sliding surfaces and which apply to the fibrous structures to be stretched, in the form of a sheet or ribbon
- FIGS. 9a, 9b, 9c illustrate the placing in work of the method according to the invention, of a stretching by simple shearing on telescopic cocylindrical surfaces, but which is limited to linear textiles.
- FIGS. 6a, 6b, 6c illustrate the first embodiment of the method according to the invention in which the external stresses applied to the fibrous material to cause a simple shearing effect, are obtained by means of a pair of elements upper and lower movable, for which the speed of the upper drive rollers (1 '2') is different from the speed of the lower drive rollers (1, 2): the ratio of these two speeds giving the theoretical stretch; the two movable elements (18-19) ensure contact with the upper layer and the lower layer respectively of the sheared fibrous system, having the same contact surface, being exactly superimposed.
- FIGS. 7a, 7b, 7c, 7d, 7e illustrate variants according to which the stresses are also obtained by means of a pair of movable elements, said upper and lower elements being offset by c (FIG. 7a) one by relative to the other, without necessarily having the same respective contact surfaces with the upper layer and with the lower layer.
- Figures 8a and 8b illustrate variants in which the fibrous material is subjected to a succession of external stresses ensuring progressive drawing.
- FIGS 9a, 9b, 9c illustrate different embodiments of the method according to the invention in which the external stresses are obtained by the action of the fibers themselves.
- FIGS. 10a, 10b and 10c are diagrams illustrating how the stretching process obtained by implementing the method according to the invention can be explained theoretically.
- Figures 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 7d, 7th, 8a, 8b illustrate different embodiments of the method according to the invention in which the fibrous structure (24), in the form of a sheet or ribbon , materials in which the staple fibers are arranged at least for the most part substantially parallel with respect to the length, is stretched in accordance with the invention, by subjecting said fibrous structure (24) in movement, to external stresses which cause an effect of Simple shear tending to slide the fibers relative to each other in the form of superimposed elementary layers, moving at different speeds relative to each other.
- the material passes between a pair of mobile elements (18-19) driven at different speeds, the upper element (19) having a speed V2 higher than the speed V1 of the lower element ( 18).
- the elements (18-19) entraining the fibers can be flat strips or bands, metallic or not, fixed or extensible, grooved, notched, or covered with any other lining (spiked, toothed, with more or less rough) or for example, of the same type as those used in conventional drawing on a bench or on a spinning machine.
- These mobile elements (19-18) are carried by pairs of rollers (1,1 'and 2,2') driven in rotation in a known manner.
- a successive repetition of devices is used to ensure stretching of the draws and / or to change the speed gradient applied, according to constant or variable speed ratios. and in variable or fixed number.
- the installation comprises three stages of drawing.
- the element (19) (at speed V2) offset with respect to the element (18) (at speed V1) ensures a first theoretical stretching of while the element (26), at speed V3, provides a second theoretical stretching of and the element (27) (at speed V4) provides the third theoretical stretching of
- the spacings (e1, e2, e3, e4) can be modified, possibly providing for use in the spacings (in order to maintain said fibers) in these spacing zones (e) where they are in contact with only one support), one or more supports or guides, such as rollers (28), rollers (29) (which can be smooth, grooved or necks) or condenser and / or (half) funnel.
- the method according to the invention can be implemented by subjecting the fibrous structure in motion to external stresses from mobile elements displaced at different speeds and on which apply normal forces exerted on the fibers in the sliding zone, it can also be envisaged at the limit, with regard to linear textiles (wicks, ribbons) to implement this method without using such additional means, these constraints being obtained by the fibers themselves same ribbon.
- This is obtained by communicating a twist whose centripetal effect makes it possible to ensure normal pressure by twisting the fibers, which leads to a shear of the telescopic but frustoconical type, as illustrated in FIG. (10b), a similar way to what would happen for the flow of a fluid in a capillary.
- Such a possibility is illustrated by the figures (9a and 9b), as well as by the figure (9c) in which, as in the embodiments illustrated by the figures (8a and 8b), a succession of draws is communicated by means of elements arranged in cascade.
- This twist can be communicated by means of a conventional false twist member for example by the intermediary of an element (45), commonly used in conventional spinning like carded wool, and designated by the expression “twisting whistle” as well as this is illustrated in figure (9a). It could be envisaged to use a “twisting and drawing system” of the type of that illustrated in FIG. (9b). It can also be envisaged to use a cascade assembly, with two or more elements in series, with false twist alternating or not, as illustrated in the figure (9c) which comprises three stages with three elements (30 - 31 - 32 ) with false alternating twists, which makes it possible to obtain sufficient and effective stretching. Such stretching systems can be used, for example, on a spindle bench, that is to say before the final drawing on continuous spinning (as has hitherto only been the case with a single stage).
- the stretching system comprises two strips (18-19) made of synthetic elastomer 31 mm wide, the distance between the axes of the rollers (1 and 2) or (1 'and 2') is 50 mm.
- the yarns formed have, moreover, exceptional qualities, superior to previous yarns, in particular in as regards mass regularity, cleanliness, dynamometric properties and this compared to yarns of the same title obtained with the same materials on conventional ring spinning machines for cotton on the one hand and for wool on the other hand, but with drawing rates which cannot exceed 30 for cotton and 20 for wool per drawing stage.
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Description
- La présente invention concerne un proédé d'étirage d'une structure textile à base de fibres, ladite structure se présentant aussi bien sous forme surfacique (matelas, nappe, voile ...) que sous forme linéaire (ruban, mèche...); elle concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
- Il est bien connu dans le domaine de l'industrie textile que l'obtention d'articles à base de fibres discontinues et notamment dans le cas où l'on passe par l'intermédiaire de filés, nécessite aux différents stades de la fabrication, de soumettre les fibres à des étirages, c'est-à-dire à des réductions de la masse de la section transversale et ce, aussi bien au stade de la préparation où les fibres sont disposées sous la forme d'une nappe qu'au stade de la filature proprement dite où elles se présentent sous la forme d'un ruban ou d'une mèche.
- Les figures 1 à 5 annexées illustrent, d'une manière schématique, les différents procédés et dispositifs proposés et utilidés à ce jour pour réaliser ces opérations d'étirage. Dans toutes ces solutions, l'étirage proprement dit est obtenu essentiellement entre une paire de cylindres d'entrée (1, 2) (désignés également fréquem- ment par l'expression »cylindres alimentaires«), ayant la même vitesse tangentielle V1 et, une paire de cylindres de sortie (1'-2') ayant la même vitesse tangentielle V2 supérieure à celle V1 des cylindres d'entrée. Le rapport
- Un tel processus d'étirage repose donc sur une différence de vitesses donnée par un appel positif des cylindres de sortie (1', 2') par rapport aux cylindres d'entrée (1, 2); il est mis en oeuvre dans pratiquement tous les systèmes connus à ce jour et ce, quelles que soient les adaptations apportées et qui résultent de la nature de la matière travaillée (fibres longues, fibres courtes) et/ ou de la forme sous laquelle se présente cette matière (mèche, ruban, nappe). C'est ce que montrent clairement les figures 2 à 5 qui sont des schémas des différents systèmes d'étirage utilisés à ce jour et qui comportent, disposés entre les cylindres d'entrée (1, 2) et de sortie (1', 2'), des organes additionnels tels que par exemple des cylindres intermédiaires (3) ou lanières de guidage (4) (figure 2) ou encore, comme dans le cas de mise en oeuvre de fibres longues (laine ou fibres libériennes par exemple), des cylindres »hérissons« (5) (figure 3), des champs d'aiguilles mobiles (6) (figure 4) ou tout autre support intermédiaire rotatif ou mobile (6') (figure 5). Tous les systèmes classiques d'étirage précités présentent comme inconvénient de ne pas pouvoir permettre un contrôle précis du mouvement des fibres, celles-ci pouvant se disloquer (comme indiqué par la référence 17 aux figures 1 et 2), ce qui peut se traduire par une irrégularité de section, donc par des défauts dans le produit fini.
- Par ailleurs, il convient de noter qu'en dehors de ces problèmes de qualité dans le produit réalisé, les systèmes d'étirage proposés à ce jour ne produisent que des taux d'étirage relativement faibles, en général au maximum de l'ordre de 20 à 30, ce qui limite donc les vitesses de production et/ou conduit à réaliser des opérations d'étirages successifs sur des matériels différents, donc à augmenter les coûts de production. De plus, en fonction de la longueur et distribution en longueur des fibres à travailler, il faut régler la distance d entre la paire de cylindres d'entrée (ou alimentaires) et la paire de cylindres de sortie (ou d'étirage) afin d'éviter d'une part la rupture des fibres longues si la distance d est trop faible, et d'autre part, la perte de contrôle des fibres si la distance d est trop grande, malgré tous les organes et systèmes additionnels ajoutés pour compenser le manque de pression nécessaire au contrôle correct du glissement des fibres.
- Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé qui, non seulement permet d'obtenir des taux d'étirage même très élevés, quelles que soient les longueurs de fibres car par principe, ce système assure le contrôle de fibres au cours de leur glissement, mais également conduit à des produits possédant de très bonnes caractéristiques textiles. Par ailleurs, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre pour étirer des structures textiles fibreuses se présentant aussi bien sous la forme d'une nappe ou similaire, par exemple en préparation au niveau du classique battage ou du classique cardage, que sous la forme d'un ruban ou d'une mèche entre le cardage et jusqu'à la filature proprement dite.
- L'invention concerne également les moyens permettant la mise en oeuvre dudit procédé.
- D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé d'étirage d'une structure textile constituée de fibres discontinues dont l'orientation moyenne est privilégiée dans le sens parallèle à la longueur de ladite structure, structure pouvant se présenter aussi bien sous la forme d'une nappe que d'un ruban ou d'une mèche (ou tout autre matériau équivalent), le procédé selon l'invention se caractérisant par le fait que l'étirage est obtenu en soumettant la structure fibreuse en mouvement à des contraintes externes qui provoquent un effet de cisaillement simple qui tend à faire glisser les fibres les unes par rapport aux autres, sous forme de couches élémentaires superposées se déplaçant à des vitesses différentes les unes des autres et sur lesquelles s'exercent des forces normales aux fibres notamment dans la zone de glissement.
- En effet, selon la nouvelle approche à l'origine de cette invention, le processus d'affinage de la masse linéique ou surfacique des fibres dans une section peut être assimilé à un écoulement de fibres. Par analogie, avec ce qui se passe pour des fluides (figures 10a, 10b, 10c), l'écoulement lamellaire en couches parallèles glissant parallèlement les unes (7) par rapport aux autres (8), se fait au mieux par application de ce qu'on appelle en rhéologie un »cisaillement simple« soit sur couches planes (figure 10a), soit sur couches cocylindriques, télescopiquement (figure 10b).
- Suivant ce principe, la couche de fibres (9) la plus rapide est entraînée par l'application d'une force (10), tandis que la couche (11) la plus lente est retenue par rapport aux couches intermédiaires par l'application d'une force (12). L'effet normal du couple des forces tangentielles (10/12) doit être compensé par l'application de forces normales (13) et (14) (figure 10c), sans quoi la tendance à la rotation se traduirait par une dislocation des couches et les conditions pour un glissement idéal des couches ne seraient plus assurées.
- Pour ce faire, le système selon l'invention effectue l'affinage d'un ensemble de fibres présenté sons forme de matelas, nappe (=»textile surfacique«) ou sous la forme d'un ruban ou de mèche (= »textile linéaire«) par cisaillement simple; le glissement relatif des couches de fibres se fait par l'application (fig. 6a) d'un élément (19) entraînant les fibres à la vitesse V2 supérieure (et non pas égale ou à peine différente comme dans les systèmes connus) à la vitesse V1 d'un autre élément (18), tout en appliquant des forces normales (20-21) au cours du glissement des couches de fibres (24). Dans une première version simple de réalisation pratique du procédé, les éléments entraînant les fibres sont des lanières ou bandes plates, du type même de celles qui sont utilisées dans les étirages classiques sur banc ou sur métier à filer, les forces normales sont appliquées sur les axes des rouleaux d'entraînement et réparties sur les fibres du fait de la tension donnée par les tendeurs (25), réglables ou non (figure 6a) avec (1) et (2) tournant à vitesse V1 et (1') (2') à vitesse V2.
- Bein entendu, la disposition de l'axe longitudinal d'écoulement des fibres peut être horizontale, verticale, ou inclinée, notamment si l'on veut profiter de la gravité pour parfaire le guidage de l'écoulement des fibres et/ou le maintien sur les éléments d'entraînement desdites fibres, ou entre ces éléments ou encore entre l'alimentation, voire la sortie, et ces éléments.
- De plus, les organes et dispositifs bien connus des techniciens tels que par exemple les moyens de stockage de la matière à étirer, de réception après étirage, l'entraînement des organes ainsi que les bâtis supportant ces organes ne seront pas décrits et représentés (à l'exception de la figure 9a), par mesure de simplification.
- Les variantes relatives au système décrit par l'invention, concernent:
- - la nature des éléments d'entraînement des fibres et leur disposition;
- - la combinaison en »cascade« de ce système, répété pour assurer un étirage échelonné et progressif,
- - la façon d'appliquer les forces normales,
- - l'alimentation et la sortie,
- - l'extension à la fabrication d'un fil à âme en combinaison avec ce système d'étirage.
- L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux illustrations par les schémas annexés et grâce aux exemples de réalisation qui suivent.
- Ainsi, si les figures 1 à 5 illustrent comme vu précédemment des systèmes d'étirage conventionnels, les figures 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e illustrent différents modes de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, d'un étirage par application d'un cisaillement simple sur des surfaces planes de glissement et qui s'appliquent aux structures fibreuses à étirer, sous forme de nappe ou de ruban, tandis que les figures 9a, 9b, 9c illustrent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, d'un étirage par cisaillement simple sur des surfaces cocylindriques télescopiques, mais qui se limite aux textiles linéaires.
- Les figures 6a, 6b, 6c illustrent la première forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans laquelle les contraintes externes appliquées à la matière fibreuse pour provoquer un effet de cisaillement simple, sont obtenues au moyen d'une paire d'éléments supérieurs et inférieurs mobiles, pour lesquels la vitesse des rouleaux d'entraînement supérieurs (1' 2') est différente de la vitesse des rouleaux d'entraînement (1, 2) inférieurs: le rapport de ces deux vitesses donnant l'étirage théorique; les deux éléments mobiles (18-19) assurent le contact avec respectivement la couche supérieure et la couche inférieure du système fibreux cisaillé, présentant la même surface de contact, en étant exactement superposés.
- Les figures 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, illustrent des variantes selon lesquelles les contraintes sont également obtenues au moyen d'une paire d'éléments mobiles, lesdits éléments supérieurs et inférieurs étant décalés de c (figure 7a) l'un par rapport à l'autre, sans avoir nécessairement les mêmes surfaces de contact respectives avec la couche supérieure et avec la couche inférieure.
- Les figures 8a et 8b illustrent des variantes dans lesquelles la matière fibreuse est soumise à une succession de contraintes externes assurant un étirage progressif.
- Les figures 9a, 9b, 9c illustrent différents modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans lesquels les contraintes externes sont obtenues par action des fibres elles-mêmes.
- Les figures 10a, 10b et 10c sont des schémas illustrant comment peut s'expliquer de manière théorique le processus d'étirage obtenu par la mise en eouvre du procédé selon l'invention.
- Dans la suite de la description, par mesure de simplification les mêmes éléments ou des éléments similaires seront désignés par les mêmes références.
- Les figures 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 8a, 8b illustrent différents modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans lesquels la structure fibreuse (24), sous forme de nappe ou de ruban, matériaux dans lesquels les fibres discontinues sont disposées au moins pour partie majoritaire sensiblement parallèles par rapport à la longueur, est étirée conformément à l'invention, en soumettant ladite structure fibreuse (24) en mouvement, à des contraintes externes qui provoquent un effet de cisaillement simple tendant à faire glisser les fibres les unes par rapport aux autres sous forme de couches élémentaires superposées, se déplaçant à des vitesses différentes les unes par rapport aux autres. Dans ces modes de réalisation, la matière passe entre une paire d'éléments mobiles (18-19) entraînés à des vitesses différentes, l'élément (19) supérieur ayant une vitesse V2 plus élévée que la vitesse V1 de l'élément inférieur (18). En pratique, les éléments (18-19) entraînant les fibres peuvent être des lanières ou bandes plates, métalliques ou non, fixes ou extensibles, rainurées, crantées, ou revêtues de toute autre garniture (à pointes, à dents, à surface plus ou moins rugueuse) ou par exemple, du type même de celles qui sont utilisées dans les étirages classiques sur banc ou sur métier à filer. Ces éléments mobiles (19-18) sont portés par des paires de rouleaux (1,1' et 2,2') entraînés en rotation de manière connue. Par ailleurs, des moyens sont associés à ces éléments mobiles afin qu'ils exercent, sur la matière (24) passant entre eux, des forces (20-21) dans la zone de glissement des fibres. Ces forces normales (20-21) peuvent être obtenues, ainsi que cela ressort dans la figure 6a, par la tension donnée aux supports, éventuellement au moyen de tendeurs (25), réglables ou non, agissant sur chacun des éléments (18-19) d'entraînement des fibres entraînés eux-mêmes respectivement à la vitesse V1 et V2. Ces forces normales peuvent être obtenues par tous moyens appropriés tels que ressorts, vérins, électro-aimants, leviers chargés ou similaires. Elles peuvent être transmises comme représentées à la figure (6a) au moyen d'un galet mais d'autres moyens équivalents pourrainet être envisagés. Ainsi à la figure (6b), les forces normales (20-21) sont transmises par l'intermédiaire de plaques (22-23) sur lesquelles glissent les éléments (18-19). Ces plaques répartissent sur lesdits éléments les forces appliquées (20-21).
- On peut également envisager d'utiliser une solution telle que celle représentée à la figure (6c) notamment pour éviter l'inconvénient du frottement parasite des éléments sur les plaques fixes. Dans cette variante, les forces (20-21) sont transmises par l'intermédiaire de galets (28), rouleaux (29) ou de tous autres dispositifs maintenant les éléments sous une pression correspondant à la force normale requise dans l'intervalle »a, b«.
- Si dans les modes de réalisation illustrés par les figures: (6a, 6b, 6c) les éléments (18-19) sont disposés face à face, il pourrait être envisagé, ainsi que cela est illustré à la figure (7a), de les décaler l'un par rapport à l'autre dans le sens d'avance de la matière fibreuse (24). Ce décalage, désigné par la référence (c) à la figure 7a aura une valeur qui ne dépassera pas normalement la longueur des plus longues fibres travaillées. Les »longueurs« des surfaces de contact des »éléments« inférieurs et supérieurs peuvent ne pas être identiques comme en figures 7c, 7d et 7e.
- A partir de la variante illustrée par la figure (7a), il peut être envisagé d'effectuer des étirages successifs, progressifs, tel que cela est représenté aux figures (8a et 8b).
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- Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures (8a et 8b), l'installation comporte trois étages d'étirage. L'élément (19) (à vitesse V2) décalé par rapport à l'élément (18) (à vitesse V1) assure un premier étirage théorique de
- Si le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre en soumettant la structure fibreuse en mouvement à des contraintes externes à partir d'éléments mobiles déplacés à des vitesses différentes et sur lesquelles s'appliquent des forces normales s'exerçant sur les fibres dans la zone de glissement, il peut également être envisagé à la limite, en ce qui concerne les textiles linéaires (mèches, rubans) de mettre en oeuvre ce procédé sans faire appel à de tels moyens additionnels, ces contraintes étant obtenues par les fibres elles-mêmes du ruban. Cela est obtenu en communiquant une torsion dont l'effet centripète permet d'assurer la pression normale par la torsion des fibres, ce qui conduit à un cisaillement de type télescopique mais tronconique, tel qu'illustré à la figure (10b), d'une manière similaire à ce qui se passerait pour l'écoulement d'un fluide dans un capillaire. Une telle possibilité est illustrée par les figures (9a et 9b), ainsi que par la figure (9c) dans laquelle, comme dans les modes de réalisation illustrés par les figures (8a et 8b), on communique une succession d'étirages au moyen d'éléments disposés en cascade.
- Cette torsion peut être communiquée au moyen d'un organe de fausse torsion conventionnel par exemple par l'intermédiaire d'un élément (45), couramment utilisé en filature classique type laine cardée, et désigné par l'expression »sifflet tordeur« ainsi que cela est illustré à la figure (9a). Il pourrait être envisagé d'utiliser un système »étireur retordeur« du type de celui illustré à la figure (9b). Il peut être envisagé d'utiliser également un montage en cascade, avec deux ou plusieurs éléments en série, à fausse torsion alternée ou non, comme l'illustre la figure (9c) qui comporte trois étages avec trois éléments (30 - 31 - 32) à fausses torsions alternées, ce qui permet d'obtenir un étirage suffisant et efficace. De tels systèmes d'étirage peuvent être utilisés par exemple au banc à broches c'est-à-dire avant l'étirage final sur continu à filer (comme c'est uniquement le cas jusqu'à présent avec un seul étage).
- Etirage d'une mèche de 500 tex en coton (100% de coton russe avec un titre moyen de fibre de l'ordre de 2,5 dtex) au moyen d'un dispositif du type illustré par la figure (6a). Le système d'étirage comporte deux lanières (18-19) en élastomère de synthèse de 31 mm de large, la distance entre les axes des rouleaux (1 et 2) ou (1' et 2') est de 50 mm.
- Les conditions opératoires sont les suivantes;
- - vitesse d'entrée de la matière: V1 (vitesse de lanière: 18) = 0,22 m/mn,
- - vitesse de la sortie de la matière V2 (vitesse de la lanière 19) = 10 m/mn.
- D'où un taux d'étirage 10 : 0,22 = 46.
- Le titre du filé obtenu = 10,9 tex; sa ténacité: 10,8 cN/tex, son allongement à la rupture = 5,8%, son énergie de rupture (capacité de travail) = 31,3 (cN/tex) x (mm/mm); son irrégularité en coefficient de variation quadratique = 16,8%.
- Des essais effectués parallèlement sur la même mèche, mais sur matériel classique, du type illustré à la figure 2, ont conduit pour le même taux d'étirage global:
- Le titre du filé obtenu = 10,9 tex; sa ténacité 8,5 cN/tex; son allongement à la rupture = 4,4%; son énergie de rupture (capacité de travail) = (18,7 cN/tex) x (mm/mm), son irrégularité en coefficient de variation quadratique = 18,7%.
- Ceci montre la supériorité du nouveau système par rapport au système classique.
- L'étirage d'un ruban de 6 ktex de fibres acryliques (type: longues fibres de 3,3 dtex) a été réalisé au moyen d'un dispositif illustré par la figure 7b, avec un recouvrement des manchons sur 20 mm. Ces manchons lanières sont de 50 mm de large, et en élastomère de synthèse. Les conditions opératoires sont les suivantes:
- - Rapport des vitesses de 19 et 18 = 36; le titre du fil obtenu = 167 tex; l'irrégularité en coefficient de variation est de 6,8%.
- En appliquant sur le même ruban un étirage classique de 36 (figure 2), on obtient également un fil de 167 tex, mais avec un coefficient de variation de 8,25%.
- Toujours sur le même système à étirage par cisaillement, selon la figure 7b, en entrant avec un ruban de 7 ktex, et en appliquant un rapport de vitesse de 19 et 18 = 72, le titre de fil obtenu est de 97,2 tex, avec un coefficient de variation de 9,6%.
- En appliquant sur le même ruban un même étirage global de 72, mais sur le matériel classique (figure 2), on obtient un fil de 92 tex mais avec un coefficient de variation de 14,6%.
- En filature type »laine cardée«, un mélange à base de 22,5% de laine vierge, 8,5% de blousse de carde, 60% de laine »renaissance«, 9% de polyamide (récupéré sur chiffons), l'étirage »télescopique« selon figure 9b avec un taux de 1,47 et avec un coefficient de torsion 18 (en donnant une fausse torsion de 650 t/m), a permis d'obtenir un filé de titre de 120 tex, avec, seulement 2,1 casses par 10 000 m de fil, alors qu'en filature classique, sans étireur tordeur, sans étirage télescopique, le taux de casse se situe entre 20 et 100 par 10 00 m si l'on applique un taux d'étirage de 1,47 (taux usuel 1,04 à 1, 1).
- Les exemples qui précèdent montrent bien les avantages apportés par l'invention et notamment le fait qu'il est possible d'obtenir des taux beaucoup plus élevés qu'avec les systèmes d'étirage antérieurs, taux pouvant atteindre 50 et bien au-delà, et ce aussi bien à partir de mèches de fibres longues type laine que de fibres courtes, type: coton, ou d'un mélange de fibres courtes et longues: les filés formés présentent par ailleurs des qualités exceptionnelles, supérieures aux filés antérieurs, notamment en ce qui concerne la régularité massique, la propreté, les propriétés dynamométriques et ce comparé à des filés de même titre obtenu avec les mêmes matières sur des continus à filer classiques à anneaux pour coton d'une part et pour laine d'autre part, mais avec des taux d'étirage qui ne peuvent pas dépasser 30 pour le coton et 20 pour la laine par étage d'étirage.
- Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, si l'invention a été décrite plus particulièrement pour l'obtention de filés de fibres simples, il pourrait être envisagé d'incorporer une âme à l'intérieur desdits filés et ce à n'importe quel stade du processus d'étirage selon l'invention avant, pendant ou en fin d'étirage proprement dit.
- De même, si dans les exemples de réalisation où la matière passe entre deux éléments (18-19) entraînés à des vitesses différentes on utilise comme élément des courroies similaires à celles utilisées sur des machines conventionnelles à tous les stades de filature, il pourrait être envisagé d'utiliser des matériaux représentant une autre configuration de surface, par exemple re- vêtze d'une garniture telle que des pointes, des dents ... permettant d'assurer une meilleure efficacité de l'entraînement voire même pour réaliser, en même temps que la fonction principale d'étirage, d'autres fonctions telles que le démêlage, la parallélisation, ou le cardage pour lequel les étirages par gradients progressifs successivement permet une bien meilleure efficacité que ce que donnet les réalisations classiques connues à un seul gradient de fait.
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