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La présente invention se rapporte à un procédé et un appareil pour le traitement de fils par un fluide afin de donner un meilleur gonflant et d'autres propriétés désirables aux fils et aux tissus les contenant.
Le brevet américain n 2,783,609 décrit un nouveau fil qui est caractérisé par la présence de bouclages de différent genres et spécialement de boucles crunodales qui donnent un gon- flant et beaucoup d'autres propriétés,désirables à ces fils. Dif- férents appareils et procédés pour la.! production de ces fils sont décrits dans ce brevet américain. Un procédé et un appareil per- fectionné pour la production de ce type de fil font l'objet du brevet principal n 530.789.
Dans le procédé du brevet principal,
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on obtient un'fil volumineux en traitant un groupe de fibres ou fil dans un courant de fluide ce qui sépare les fibres ou fila- ments du groupe ou fil, en les introduisant dans une zone à tur- bulence élevée susceptible de produire des bouclages et/ou des boucles crunodales dans les filaments individuels, dans laquelle le groupe de filaments ou fil est introduit dans le courant de fluide turbulent en formant avec ce dernier un angle aigu, de préférence un angle compris entre 45 et 60 .
L'appareil ou tuyère pour l'exécution de ce procédé comprend de préférence un disposi- tif conducteur de fluide présentant un passage droit dans lequel passe le fluide et un dispositif d'introduction du fil ( de pré- férence tubulaire) débouchant dans ce passage en formant avec lui un angle appréciable, et de préférence un obstacle placé dans le passage du dispositif conducteur du fluide en amont de l'axe du dispositif d'introduction du fil.
Suivant la présente invention, on a découvert un pro- cédé perfectionné qui comprend le traitement d'un groupe de fibres ou fil en introduisant le groupe de fibres ou fil angulai- rement dans le courant de fluide qui sépare les fibres ou fila- ments et forme une zone de turbulence suffisamment forte pour produire des bouclages et/ou des boucles crunodales dans les fila- ments, avec la particularité que le fil et le courant de fluide font un angle entre eux approximativement à leur point d'inter- section. Dans la forme préférée du procédé, le fil est dévié de la ligne droite d'un angle compris entre 45 et 60 . De même, il est préférable que le courant de fluide soit dévié de la ligne droite d'un angle de 45 à 60 . L'angle formé par le fil et le courant de fluide est avantageusement compris entre 30 et 120 .
On obtient ordinairement les meilleurs résultats quand les angles du fil et du courant de fluide à l'entrée et du fil à la sortie sont compris. entre environ 120 et 180 Le procédé de la présen- te invention est particulièrement utile pour le traitement de
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groupes ou de fils de filaments continus qui peuvent avoir été retordus ou non. Cependant, si on le désire, le procédé peut également être appliqué à des fils comprenant des fibres coupées seules, ou conjointement avec des filaments continus. Pour augmen- ter la stabilité des groupes de fibres ou fils obtenus suivant le procède de la présente, il est souvent avantageux de retordre les fils ou groupes de fibres après les avoir soumis à 1-'action du , fluide.
Ceci peut être exécuté immédiatement après le procédé de la présente invention en une même opération, ou si on le désire, en une opération séparée, par exemple dans les bancs à retordre habituellement utilisés ou d'autres.appareils appropriés. Des fils retordus tels que des fils minces et gros peuvent être ob- tenus par une variante du procédé suivant laquelle on fait varier la vitesse d'avancement du fil par intermittence par exemple en faisant passer le fil entrant sur un rouleau sauteur.
L'appareil préféré pour la mise en oeuvre du procédé comprend un conduit pour le fil et le fluide, un dispositif d'introduction du fil qui débouche dans le conduit et fait un angle compris entre 120 et 180 environ avec ce dernier, un passage d'entrée pour le fluide qui débouche dans le conduit environ au point d'intersection de ce dernier avec le dispositif d'introduction du fil et qui fait également un angle avec le conduit compris entre 120 et 1800 en- viron, le dispositif d'introduction du fil et le passage d'entrée du fluide se recoupant à un angle compris entre 30 et 120 envi- ron, et un dispositif d'obstruction placé dans le.passage d'en- trée du fluide immédiatement en amont du dispositif d'introduc- tion du fil pour freiner l'écoulement du fluide.
Pour traiter suivant la présente invention des fibres coupées, il peut être avantageux d'utiliser un appareil qui comprend également une ob- struction qui est placée dans la trajectoire des fils sortants, à une distance de la sortie du conduit'qui est inférieur à la longueur moyenne des fibres coupéeso
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Comme le montre la fig. 1, le fil 1 à traiter est amené à une vitesse déterminée par exemple par les rouleaux 2 et 3 entre lesquels il passe, en se dirigeant vers la tuyère. Le fil entre par le dispositif d'introduction du fil 6 dépassant du bloc 30 sur le côté de la tuyère, le fond de la tuyère étant re- lié par le raccord 7 à une source d'air sous pression, et passe dans un courant d'air traversant la tuyère.
Le fil traité sor- tant en 40 de la tuyère est entraîné à une vitesse déterminée en passant entre les rouleaux 4 et 5. Le plus souvent, un rouleau de chaque groupe est actionné par un dispositif d'entraînement ap- proprié; les rouleaux 2 et 4 par exemple peuvent être traînés de façon à faire tourner positivement des rouleaux 3 et 5, respec- tivement en contact avec eux. Lorsqu'ils sortent du courant d'air à la partie supérieure de la tuyère, les filaments individuels du fil sont bouclés, comme l'indique la ligne ondulée représentant le fil sortant de la tuyère sur la fig. 1.
Les détails d'une forme d'exécution préférée de la tuyère sont représentés sur les figs. 2 à 4 inclus. La fig. 3 mon- tre clairement les trois éléments principaux: le dispositif d'in- troduction du fil 6, le bloc 30 et le raccord 31. Le bloc 30 qui est percé d'un passage axial 40 constitue l'élément dans lequel sont montés les deux autres éléments principaux de la tuyère. Le passage axial ou de sortie du bloc s'évase vers l'extrémité de sortie pour permettre une détente du fluide de traitement. Le dis- positif d'introduction de l'air 31 ainsi que le dispositif d'in- troduction du fil 12 se recoupent à la base du passage axial ou de sortie. Le passage d'introduction du fl reçoitdans sa partie étranglée le tube 11 pour le fil et, à l'extrémité extérieure du passage, la gaine 10 du tube.
Cette partie du bloc est divisée en deux moi- tiés 22, 23 par une fente 24 sur une partie de sa hauteur, comme le montre la fig. 2. L'ouverture taraudée 25 dans la moitié 23 reçoit la vis 21 qui passe par une ouverture non taraudée et un peu plus large dans la moitié 22, pour que la vis puisse rappro-
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cher les deux moitiés l'une de l'autre suffisamment pour maintenir la gaine 10 dans le passage secondaire. Le fond du bloc est ta- raudé en 31 pour être relié à une source de fluide sous pression.
La pièce 6 possède un tube 11 pour le fil, ayant es- sentiellement le même diamètre que la partie étranglée du passage secondaire du bloc. Le prolongement sans issue 26, du passage secondaire au-delà du rétrécissement a le même diamètre ou un dia- mètre un peu plus petit pour s'adapter à la forme et à la gran- deur de l'extrémité de sortie du tube 11 dans lequel passe le fil.
L'embouchure 40 du bloc 30 peut être élargie par une partie coni- que pour être garnie d'une pièce rapportée plus dure. Dans tous les cas, l'embouchure doit s'évaser vers l'extérieur couille un venturi.
La gaine 10 entoure le tube 11 depuis une extrémité jusqu'au milieu du .tube environ, pour donner à l'ensemble une ri- gidité suffisante et le soutenir lorsque les moitiés du bloc sont rapprochées pour maintenir le tube en position. La gaine, 'qui est creuse pour recevoir le fil, est prolongée au-delà d'une ex- trémité du tube par une partie plus épaisse à six pans qui in- térieurement s'évase vers l'extérieur pour rendre aisé l'accès du tube, et porte une pièce rapportée plus dure 28 qui s'évase de la même façon.
L'extrémité de sortie du tube 11 est coupée en par- tie suivant son axe et affecte une forme semi-cylindrique sur une distance voisine du diamètre du passage 27. A l'autre extrémité de la gaine., l'écrou peut être marqué d'un point de repère (sur la face parallèle aux bords plats de la partie découpée du tube) pour faciliter l'orientation du'tube avec l'ouverture formée par la partie découpée vers l'aval.
De façon générale, l'appareil pour le traitement de fils de la présente invention comporte trois passages, représentés schématiquement sur la fige 4; à savoir (1) un conduit pour le fil et le fluide 60, (2) un dispositif d'introduction du fil 61, et (3)
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un passage centrée pour le fluide 62 agencé de manière que le conduit pour le fil et le fluide 60 soit intersecté environ au même point par le dispositif d'introduction du fil 61 et le pas- sage d'entrée pour le fluide 62, le dispositif d'introduction du fil débouchant dans le conduit 60 et faisant avec lui un angle (a) compris entre 120 et 180 environ, et le passage d'entrée pour le fluide-débouchant également dans le conduit et faisant avec lui un angle (B) compris entre 1200 et 1800 environ, l'angle (Ó)
for- mé entre le dispositif d'introduction du fil et le passage d'en- trée pour le fluide étant compris entre 30 et 120 environ. Quel que soit la disposition relative du conduit pour le fil et le fluide, du dispositif d'introduction du fil et du passage d'entrée pour le fluide, il est souhaitable et préférable que le fil pénè- tre dans le conduit en aval d'une obstruction freinant l'écoule- ment à partir du passage d'entrée pour le fluide du conduit. L'ob- struction peut être un prolongement du dispositif d'introduction du fil qui en .fait partie intégrante (par exemple voir 11 sur la fig. 3) ou peut être un élément complètement séparé fixé de façor amovible ou non, environ au point d'intersection du passage d'en- trée pour le fluide et du conduit pour le fil et le fluide.
L'ob- struction imprime une turbulence au fluide lorsqu'il quitte le passage d'entrée pour le fluide. Le terme "conduit" n'est utilisé dans cette description que pour décrire la partie de l'appareil dans laquelle le fluide et le fil passent simultanément, et le "passage d'entrée", ne concerne que le passage dans lequel le fluide passe seul.
Les'passages prévus dans l'appareil à savoir, un con- duit pour le fil et pour le fluide, un dispositif d'introduction du fil, ou un passage d'entrée pour le fluide, peuvent ou non avoir une section uniforme ou une forme cylindrique. Dans certains cas, il peut être souhaitable que l'un ou l'autre de ces passages ait une section droite ouobliquement conique, inversée ou autre,
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et pour certaines applications il peut être souhaitable qu'un ou plusieurs passages aient la forme d'un venturi ou soient pourvus d'un orifice. Beaucoup de variantes de la. présente invention, sus- ceptibles de donner différents résultats sont évidentes et ne sor- tent pas du cadre de l'invention.
Les dimensions absolues et relatives du passage princi- pal et du passage secondaire (ainsi que le diamètre intérieur du tube dans lequel passe le fil) peuvent varier assez largement, quoique le passage principal soit habituellement plus large. Une caractéristique avantageuse des procédés et tuyères de la présen- te invention est de permettre de traiter efficacement des fils de numéros très différents sans qu'on doive modifier leurs dimen- sions; ces dimensions peuvent d'ailleurs s'écarter largement des dimensions citées plus haut qui conviennent pour des numéros de fils (denier total et nombre de filaments) de 36-10 et 40-34 à 210-102 en passant par 84-34 entre autres, en donnant des résul- tats également bons.
Des fils ayant des deniers totaux et uni- taires plus élevés ou plus bas peuvent être traités de la même façon par le procédé et l'appareil de la présente invention avec des résultats également satisfaisants. Evidemment, une tuyère dé- terminée peut être choisie pour son efficacité sur un certain fil à traiter,son économie dans la consommation d'air, le prix de sa fabrication, ou d'autres facteurs. L'invention n'est pas limitée à la forme de tuyère décrite et représentée dans le dessin; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
Pour créer la turbulence nécessaire pour boucler les .' filaments par le procédé de la présente invention, les tuyères peuvent comporter un obstacle ou dispositif d'obstruction appro- prié dans le courant d'air et le fil y est introduit en aval de l'obstacle, en faisant un angle appréciable avec l'axe du courant,, Dans la tuyère représentée, cet obstacle est d'une pièce avec le dispositif servant à l'introduction du fil; l'extrémité semi-cylin
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drique du tube s'étend dans le courant d'air du passage principal, et le tube peut être introduit assez pronfondément pour se placer dans le prolongement du passage secondaire.
Le fil sort de la par- tie cylindrique du tube et passe immédiatement en aval de l'extré- mité semi-cylindrique découpée dans cette direction. La partie aval conduit à la fois l'air venant de la partie amont et le fil ni introduit ainsi qu'une petite quantité d'air qui entre avec le fil par le dispositif introducteur. La profondeur d'introduction du tube peut être variée à volonté par l'opérateur mais est fixée lorsque la vis de réglage est serrée. Le réglage de la profondeur d'introduction est simple, grâce à la division du bloc en deux moitiés (fig.2).
L'obstacle créant la turbulence ne doit pas nécessaire- ment être d'une seule pièce avec le dispositif introducteur du fil mais peut être monté de façon fixe ou réglable dans le passage principal de la pièce. Le tube et la pièce elle-même peuvent être solidaires du bloc,si on le désire, mais la tuyère en trois parties représentée dans le dessin se monte facilement et se rè- gle pour obtenir une efficience optimum, et peut être facilement démontée pour vérification. Il est désirable que l'obstacle et le tube pour le fil soient en matière particulièrement dure pour réduire leur usure, mais comme ils 'doivent être remplaçables en cas d'usure il est moins utile de les combiner à une autre par- tie de la tuyère, sauf l'un à l'autre.
Lorsqu'ils sont d'une seu le pièce, l'extrémité du tube peut être fermée au lieu d'être ouverte, avec simplement une encoche ou une faite du roté du tubed'où le fil doit sortir. En outre, bien qu'une seule dimension de tube puisse être utilisée de façon satisfaisante pour des fils de de- nier très différent.en réglant par'exemple la profondeur d'intro- duction, d'autres diamètres ou formes de tube peuvent être faci- lement utilisés lorsque le tube est amovible. La pièce n'est ,généralement pas aussi exposée à l'usure, de sorte qu'elle peut
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être avantageusement solidaire du bloc.
Alors que le dispositif d'introduction du fil est de préférence en acier spécial au car- bpne de grande dureté, la pièce et le bloc peuvent être en métal beaucoup plus tendre, par exemple en acier inoxydable ordinaire ou même en cuivre. Il est désirable que l'embouchure de la pièce soit relativement dure ou contienne une pièce rapportée durcie pour réduire l'usure entraînée par le frottement du fil traité.
Le tube lui-même est avantageusement muni d'une pièce rapportée en matière céramique à son extrémité d'entrée pour guider le fil sans usure excessive.
Le fonctionnement du procédé 'et de l'appareil de la présente invention sont semblables à ceux décrits dans le 'brevet principal. Le procédé et l'appareil de la présente invention per- mettent une économie élevée car la pression d'air et/ou la consom- mation d'air nécessaire sont moins élevées pour produire un fil d'aussi bonne qualité. Il est même souvent possible de produire un fil plus uniforme et de meilleure qualité.
Dans une application de l'appareil pour le traitement de fils de la présente invention, on prépare un fil de texture intermittente anarchique en modifiant la vitesse d'avancement du fil dans l'appareil. Un nouveau procédé pour modifier la vitesse d'avancement du fil comprend l'alimentation en fil de l'appareil -par des rouleaux d'alimentation un rouleau étant entraîné et l'autre entraîneur, le rouleau entraîné pouvant tourner libre- ment autour de son axe et le rouleau entraîneur étant relié à une source d'énergie motrice et étant mis en rotation par cette der- nière. Les deux rouleaux d'alimentation tournent autour d'axes parallèles dans le même plan, et le rouleau entraîné est placé en contact tangentiel élastique avec le rouleau entraîneur.
Le rou- leau d'alimentation entraîné est construit en matière relativement légère et est avantageusement revêtu!d'une matière élastique telle que du caouthcouc ou une matière équivalente. Le rouleau d'alimen-
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tation entraîneur comporte sur sa périphérie extérieure une ou plusieurs saillies ou protubérances de dimensions suffisantes pour obliger le rouleau d'alimentation entraîné à sauter lorsqu'il tourne à cause du contact par friction avec le rouleau d'alimen- tation entraîneur.
Le contact entre les deux rouleaux est évidem- ment intermittent, par suite des sauts du rouleau d'alimentation entraînés, et pour permettre ces sauts, il faut que le rouleau d'alimentation entraîné soit suspendu élastiquement en contact tangentiel avec le rouleau d'alimentation entraîneur. Suivant une forme d'exécution, cette suspension élastique, qui permet au rou- leau d'alimentation entraîné de s'écarter du rouleau d'alimenta- tion entraîneur dans une direction pratiquement radiale par rap- port à ce dernier, par suite du passage d'une saillie sur le rou- leau d'alimentation entraîneur rotatif, est réalisée en fixant 1' axe du rouleau d'alimentation entraîné à des bras de lèvres qui à leur tour sont articulés à leur extrémité opposée.
( En va.riante une suspension élastique du rouleau d'alimentation entraîné peut être obtenue en plaçant l'axe du rouleau d'alimentation entraîné, de manière qu'il puisse se déplacer librement, dans une paire de guidages (fentes longitudinales) s'étendant radialement à partir de l'axe du rouleau entraîneur ). Avec un tel appareil;, le rou- leau d'alimentation entraînée lorsqu'il est écarte du rouleau d'ali'- mentation entraîneur, tend à se déplacer dans une trajectoire cir- culaire autour de l'axe pivotant des bras de levier.
Il est sou- haitable que le rouleau d'alimentation entraîné soit placé prati- quement au-dessus du rouleau d'alimentation entraîneur de sorte que après avoir été écarté par le passage d'une saillie, le rouleau d'alimentation entraîné revienne contre le rouleau d'alimentation entraîneur par gravité uniquement.
Cependant, le rouleau d'ali- ' mentation entraîné peut être placé n'importe où par rapport au rouleau d'alimentation entraîneur, et le rappel du rouleau d'ali- mentation entraîné contre le rouleau d'alimentation entraîneur
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après'un'saut peut être obtenu par des 'ressorts, des 'bandes de caoutchouc ou d'autres dispositifs servant à maintenir le rou-' leau d'alimentation entraîné en contact élastique tangentiel aved le rouleau d'alimentation entraîneur.
Naturellement, le poids du rouleau d'alimentation entraîné, la vitesse de rotation du rou- leau d'alimentation entraîneur, le nombre et la dimension des sailliies, etc., détermineront en combinaison l'amplitude des sauts (distance de laquelle le rouleau d'alimentation entraîne s'écarte du rouleau d'alimentation entraîneur), et la longueur des bras de levier maintenant le rouleau d'alimentation entraîne et les positions relatives des deux rouleaux, doivent être choisis en fonction de ces éléments.
Lorsqu'on alimente l'a.ppareil de la. présente invention en fil au moyen de rouleaux d'alimentation à vitesse variable et quelconque décrits plus haut, les sauts du rouleau d'alimenta- tion entravé dus au passage des saillies sur le rouleau d'ali- mentation entraîneur rotatif amènent des changements de tension et de longueur unitaire du fil en amont de l'appareil.
Des aug- mentation de tension (en amont de l'appareil) ralentissent la rotation du rouleau d'alimentation.entraîné lorsque ce dernier est hors de contact du rouleau d'alimentation entraîneur et abais sent temporairement la vitesse d'amenée du fil à l'appareil. En. même temps, un patinage se produit entre le rouleau d'alimenta- tion entraîné et le fil, et les sauts du rouleau d'alimentation entraîné ont pour effet final d'amener du fil à l'appareil à tu- yère à fluide à une vitesse intermittente anarchique,, ce qui pro- @ duit un fil à texture anarchique intermittente.