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";I:CH. DE FILA'J1URE."
La présente invention est.relative aux mèches sous tension et aux procédés servant à les-former et, en particu lier, au traitemenL mécanique des mèches et aux produits en résultant.
;La présente invention est applicable aux mèches faites de filaments fibreux de tous genres, mixtes et autres, mais plus particulièrement aux mèches en fibres (le coton et, elle a principalement pour but de disposer en parallèle de petites fibres d'une partie de mèche et à condenser les fi- bres disposées parallèlement dans un espace aussi petit que possible pour former un produit nouveau., comparable en ce qui concerne la résistance à la traction et à l'allongement réduit aux fils à bouts multiples, maisayant même une plus grande résistance à la rupture que des fils à bouts multiples
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comparables du fait de la disposition inhérente et uniforme de leurs fibres et à la supression de l'action, de cisaillement due au doublage.
Dans ces dernières années, on a esayé d'augmenter la résistance à la traction et de réduire l'allongement de fils, filés, cordons etc, en allongeant le cordon fait de façon standard jusqu'à sensiblement son point de rupture et en fixant les fibres et brins individuels du cordon pendant qu'il est ainsi étiré.
On a constaté que des fils et cordons ainsi traités donnaient toute satisfaction au point de vue com- mercia et des exemples de ce traitement sont indiqués dans les ..revêts des Etats-Unis N 2.220.958 du et 2.103.218 du 21 Décembre 1937..Toutefois, bien que la mise sous tension et la fixation des petites fibres dans les fils, cordons, etc; aient donné satisfaction au point de vue commer cial en ce sens que l'on augmentait beaucoup la résistance à la traction de ces cordons et matières analogues, le produit final sous tension était cependant relativement coûteux du fait que dans la fabrication du fil ou cordon lui-même, avant de lui donner le traitement de mise sous tension, il fallait un grand nombre d'opérations d'étirage, de filage, et de torsion.
On a découvert, selon la présente invention, qu'il est possible de faire un élément textile sous tension, en fait un nouveau produit textile manufacturé, présentant les avan- tages d'un fil ou cordon sous tension tel que décrit dans les Brevets ci-dessus, avec des avantages supplémentaires, en traitant les mèches directement telles qu'elles sont éti- rées et, dans certains cas, en traitant le ruban lui-même.
Bien qu'il soit exact qu'il ait été fait d'autres essais pour traiter une mèche et non un fil à bouts multiples, comme cela est indiqué dans les Brevets des Etats-Unis Nos 1.959.723 du 22 Mai 1934 et 2.125.633 du 2- Août 1938 ces essais se sont limités au traitement de la mèche sans la tordre d'une façon appréciable et sans la mettre sous tension et la tasser mais, pour autant qu'on le sache, cette mèche traitée sans mise sous tension et/ou sans la tasser n'a ja- mais été fabriquée industriellement et, dans des essais faits en traitant cette mèche conformément à ce qui est dit dans ces derniers Brevets, on n'a obtenu qu'une très légère aug= mentation de la résistance.
Plus particulièrement, la présente invention consis- te à prendre la mèche ou le ruban, dans -lequel les petites fibres ont subi un certain traitement de façon qu'elles soient généralement- parallèles et à supprimer toutes les opé-
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rations courantes d'étirage et de torsion et à filer ou tordre directement la* mèche ou ruban initial. En d'autres termes, l'opération que l'on préfère faire subir à la mèche ru le ruban initial est comparable au filage appliqué aux fils standard après les opérations habituelles d'étirage et de torsion.
On traite alors la mèche, tordue de 'façon rela- tivement serrée,avec un agent de liaison .et on la tasse et on la met sous tension, après quoi on fixe en position les fibres serrées et mises sous tension en faisant faire prise à la matière de liaison.' De préférence, la compression doit s'arrêter, juste avant la détérioration et la mise sous ten -,ion juste avant le point de rupture. Le résultat direct de cette façon de faire et du traitement mécanique d'une mè- che est l'obtention d'un'élément textile linéaire de forte densité et de résistance à la traction comparable à tous points de -vue aux fils à bouts multiples mis sous tension, de même diamètre, mais en supprimant l'usure produite par les bouts.
Une autre caractéristique importante de l'inven- tion est que, quelle que soit l'importance de la torsion subie par la mèche ou le ruban initial pour¯pouvoir le mettre. sous tension suffisante pour pouvoir le traiter dans.le procédé de l'invention, il est possible, du fait que l'élé-' ment étiré est une mèche et non un fil à bouts multiples, d'obtenir une mise sous tension plus uniforme et une dispo- sition des petites fibres plus en,parallèle dans une mâche unique que dans un fil à bouts multiples car un plus -rand étirage provoque plus d'irrégularités et,-en conséquence, les fibres sont plus uniformément disposées dans la mèche que lorsque les mèches ont étéétirées et combinées pour donner un fil à plusieurs bouts.
L'invention porte égale- ment sur différents détails du traitement mécanique et sur la façon dont on applique la matière de traitement''pour faire une mèche, ainsi que cela ressortira plus.clairement de la description ci-dessous.
Sur le dessin :
La figure 1 est un schéma représentant un procédé de traitement de la mèche avec l'a-ent de liaison.
La figuré 2 est un schéma montrant la mise sous tension, le 'serrage et la. fixation de la matière de liaison sur la mèche,'opérations se faisant simultanément.
' La figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle montrant un type d'élément de chauffage que l'on -peut utiliser pour fixer les fibres parallèles de, la mèche.
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La figure 4 est une coupe faite suivant la ligne
4-4 de la figure 3, montrant la disposition d'un système de chauffag4e à la vapeur.
La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 3 montrant en détail un des systèmes de support servant à porter et à guider la mèche pendant qu'elle passe sur et dans le système de chauffage.
Dans le procédé de fabrication du produit selon l'invention, on utilise, soit le ruban, soit la mèche, tel qu;'il est fourni. Cette mèche peut avoir différentes di- mensions ais il est préférable d'utiliser la dimension de
1/4 d'écheveau à 4 écheveaux Normalement, ces mèches sont sans tension et comprennent uniquement un brin continu de fibres disposées parallèlement.
Une caractéristique importante de l'invention est que le @uban ou mèche reçoit'une torsion avant le traitement et, de préférence, cette torsion est juste suffisante pour obtenir la résistance à la traction nécessaire pour la manipulation mécanique. Le ruban ou la mèche initial subit cette torsion au moment où il sort du banc-d'étirage et on le bobine sur une bobine type. Pour des types ou des dimensions différents de -mèches, il faut des quantités de torsion' différentes et la'valeur de la tension nécessaire pour obte- nir une mise sous tension uniforme et une disposition en parallèle des fibres, varie avec l'importance de la torsion.
C'est un fait connu qu'une fibre de ccton individuelle, unique, par exemple, a une résistance relati- vement ---raide et le but de la présente invention est d'ame- ner ces fibres, disposées en parallèle, d'un ruban ou d'une mèche à avoir un diamètre aussi, petit que possible et de les réunir sous tension et/ou compression, jusqu'à ce qu'on ob- tienne autant que possible un brin unique.
Le traitement et les opérations mécaniques d'ob- tention du produit selon l'invention se comprendront mieux en considérant les différentes opérations représentées sur les schémas des figures 1 et 2. Bien que la mèche ou le ruban puisse être fait de n'importe quel filament fibreux, disposé parallèlement, on a représenté l'intention dans le cas d'une mèche ou d'un ruban fait de fibres de coton. En supposant que la mèche ou le ruban ait suhi une torsion re- lativement élevée, suffisante pour effectuer le traitement et qu'il soit enroulé sur une bobine, cette bobine 10, sur la figure 1, peut être montée de façon appropriée.
La mèche ou ruban passe sur des rouleaux Il de façon à imprégner la ' mèche au moyen d'une solution de traitement 12 contenant un
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agent de liaison d'un type quelconque. On peu, faire passer la mèche imprégnée dans des rouleaux de serrage 13 et l'amener sur une bobine 14 que l'on actionne au moyen d'un organe' d'entraînement flottant 15 de façon à donner une vitesse cons- tante à la nasse qui passe dans le bain de traitement.
De façon à assurer une pénétration très latine de la matière de traitement, on laisse de préférence reposer la matière traitée, enroulée sur la bobine 14,ce temps de repos ou de vieillissement variant avec le temps de. traitement utilisé. Une fois que la moche à vieilli suffisamment, on place la bobine 14 sur la broche 16 et le produit final s'enroule sur une bobine entraînée 17 On comprend que l'on peut utiliser différents procédés.pour mettre sous tension et compression la mèche traitée, mais le point principal est que, une fois obtenu la mise sous tension et/ou compression de la mèche, il reste une certaine longueur de la mèche qui se déplace d'une façon continue, sous cette tension et compres- sion ,
pendant que la matière de liaison qui se trouve sur les petites fibres fait prise de façon à réunir solidement les fibres entre elles.
Dans la disposition représentée sur la figure 2, la mèche traitée intimement, qui se trouva sur la bobine 14, est montée sur la broche 16, elle passe sur des poulies 18,
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19 et 20 et autour de guides 21 et¯22à. plusieursrainures puis vient sur la bobine entraînée 17. Oa met la mèche sous une tension déterminée au moyen d'un frein à friction 23 la valeur de la friction étant déterminée par réglage du poids 24 à l'extrémité du bras de levier 25
L'élément de chauffage particulier représenté sur le diagramme de la figure 2 consiste en une chemise 26 de chauffage à la vapeur dont les deux côtés extérieurs 27 ..et
28 sont rainurés de façon à recevoir la mèche et d'aider à la serrer. Les rouleaux 21 et 22 sont également rainurés comme on le voit sur la figare 5 de façon à
guider la mèche sur les surfaces rainurées de l'organe de chauffage à vapeur
26. Lorsque l'on enfile la mèche,. on place progressivement celle-ci dans chaaune des rainures des rouleaux 21 et 22, on la prend de la dernière rainure du rouleau de base 22 et on l'amène à l'élément 17 Pendant que la .mèche se déplace le long des, rainures dans les parois latérales 27 28 du sys- tème de chauffage 26, elle est soumise à un chauffage consi- .
dérable et l'agent de support de la matière de liaison s'éva- pore et cette matière fait prise autour des petites fibres pendant que la mèche est sous tension entre les broches 16 et 17
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tant donné que les fibres parallèles de la mèche font partie d'un brin unique par comparaison avec un fil à bouts multiples, les fibres individuelles ont une tension plus uniforme et une disposition plus en parallèle que si la tension était appliquée sur un fil à plusieurs bouts.
La tension appliquée à la mèche pendant le chauffage est de préférence telle qu'elle se rapproche beau oup de la résis- tance à la rupture de la mèche traitée et tordue et, évi- demment, ceci varie suivant le nombre de tours que l'on a appliqué à la mèche, sa dimension d'échevau et sa teneur en fibres ou sa dompossition Cette mise sous tension de la mèche, en outre du déplacement de la mèche le long des rainures de forces spéciales de l'élément de chauffage 26 et desrinures des galets 21 et 22, provoque un tassement de la mèche Ce tassement de la mèche, pendant qu'on la met sous tension, s'effectue jusque peu avant le moment où la mèche pourrait s'abîmer.
La mèche étant ainsi mise sous ten- sion et comprimée lorsqu'elle passe sur l'appareil de chauf- fage 26, on voit que le nombre maximum de fibres, disposées parallèlement et sous la même tension, sont maintenues sous une forme en section transversale aussi petite que possible par cet agent de liaison de sorte que la résistance du nouveau produit se rapproche autant que possible de la résistance théorique d'une fibre unique de même diamètre.
Il est bien entendu que l'on peut utiliser pour le traitement des petites fibres du ruban ou dela mèche pres- que 'l'importe quel tégument ou agent de liaison artificiel.
Cet agent peut être appliqué sous forme d'une émulsion, d'une solution ou de n'importe quelle façon xourante d'appliquer un agent de liaison dans des fibres individuelles et autour de celles-ci. Les exemples suivants de solutions de traitement sont applicables comme agent de liaison dans le procédé de 1invention.
Exemple 1. Dispersion dans l'eau
15 % en poids d'Aerotex -140
5%" d'Aerotex A-141
1% d'huile sulfonée
79 % d'eau Les Aerotex A-140 et A-141 sont des produits de la Calco Chemical Co.
Exemple 2. Formule organique
10 parties en poids d'une résine urée-formaldéhyde (50 de matières solides-solution organique)
5 parties d'ester de olophane
3 parties de résinc d'alkyde
75 " " tétrachlorure de car- bone
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Les résines particulières utilisées en ce cas sont la résine urée formaldéhyde, Reichhold P 305 Beckamine ester omme 1111, et résine alkyde 24-B.
Exemple 3. Matière de traitement dispersée dans l'eau
10% de matière solide - résine urée formal- déhyde soluble dans l'eau., en solution dans de l'eau.
Une résine que l'on peut utiliser dans cette formu- le 3 est la résine urée formaldéhyde soluble dans l'eau Reichhold P-246. En utilisant n'importe laquelle des solu- tions de liaison ci-dessus, on utilise une solution aussi fluide que possible tant que l'on obtient une action de liai- son suffisante pour maintenir les petites fibres respectives dans leurs positions relativement étirée et compacte. Lors- qu'on utilise certaines solutions sur des mèches ou rubans relativement épais, il peut se faire que 1'étirageet le serrage de la mèche soient tels qu'une petite portion de la solution de liaison soit expulsée à l'extérieur, mais il reste suffisamment de solution dans la plus grande partie de la section transversale de la mèche pour que la plus grande partie des fibres parallèles soient réunies les unes aux autres.
Dans les essais faits sur une mèche traitée avec la solution de traitement de l'exemple 1 et avec la mèche mise sous une tension d'environ 15 % de son point de rupture, avec serrage correspondant relativement grande de la mèche et torsion initiale' de la mèche variant de 8 à 32 tours pour
10 cm, on a obtenu une augmentation de la résistance à la traction de 100 à 200 % et l'allongement résiduel a été ré- duit de 2 à 35 au point de rupture ou 1 % sous une harge de 5Kgs
Lors d'essais effectués sur un fil traité avec la solution de l'exemple 2 et avec la même différence dans
1a torsion de la mèche de 8 à 32 tours pour 10 cms,
l'aug- mentation de la résistance à la traction a été de 75 à 150% et la diminution de l'allongement a été sensiblement identi- que à celle donné. e par les essais faits avec la solution de.traitement de l'exemple 1. On a trouvé également dans le cas des essais effectués avec la solution de traitement de l'exemple 2 que l'on pouvait obtenir un fil cploré avec la formule de l'exemple 1 en ajoutant simplement une partie' de pigments bleus Monastral, mis préalablement en dispersion dans la résine d'alkyde. Un autre résultat inattendu a été pu dans les essais effectués sur une mèce traitée par la so- lution de l'exemple 2, consistant en ce que l'on a obtenu un
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produit final beaucoup plus tenace que lorsqu'on utilisait la solution de traitement de l'exemple 1.
La résistance à la traction dans l'ensemble n'était pas aussi bonne dans des conditions identiques, mais il est évident, pour certaines applications de mèches traitées selon la présente invention, que la ténacité peut être intéressante même en sacrifiant une partie de la résistance à la traction.
Dans des essais effectués avec la mèche traitée par la matière de l'exemple 3 on a obtenu sensiblement les mêmes résultats en ce qui concerne l'augmentation de la ré- sistance à la traction et la diminution de l'allongement que dans le cas de la solution de traitement de l'exemple 2.
On voit qu'en donnant une torsion relativement élevée à une mèche ou ruban provenant directement du banc d'étirage, puis en traitant la mèche tordue et en la soumet- tant à une tension et une compression proportionnelles à l'importance de la torsion, puis en faisant faire prise à l'agent de liaison, on peut obtenir un nouveau produit sous forme d'un filament textile linéaire dont la résistance à la traction est plus grande que celle des fils ordinaires de mê- me dimension et jauge ou est équivalente.
Toutes les opéra- tions normales subséquentes de transformation d'une mèche ou ruban en fil à bouts multiples sont supprimées et, étant donné que le nouveau produit est un élément linéaire homo- gène, toute action de coupe et d'usure dû. à l'utilisation de fils à plussie rs bouts est supprimée de sorte que même si le produit selon 1'invention équivaut simplement à un fil à plusieurs bouts de dimension et de jauge équivalentes, en cequi concerne la résistance à la traction, il s'use beaucoup moins du fait que l'on supprime les bouts qui se recouvrent.
Si on le dés.ire, on peut recouvrir le produit selon 1'invention fait à partir d'une mèche ou d'un ruban, de latex, de résines ou de cires de façon à donner une surfa- ce plus lisse et à permettre une action plus libredans certains types de tissage.