BE668864A - - Google Patents

Description

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  "   Procéda   de formation et d'apprêtage d'un fil en fibres de verre " 
La présente invention ooncerne un procédé de formation et d'apprêtage de mèches en fibres de verre et de transformation de   oes   mèches en fils par retordage et doublage. 



   Il est de pratique courante dans les opérations d'étirage du verre fondu en filaments continua de ras- sembler une centaine ou davantage de ces filaments à la sortie d'orifices très rapprochés d'un boisseau en ma- tière céramique de la partie inférieure d'un four de verrerie sous forme de mèche qu'on enroule ensuite sur un tube collecteur. 

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   On applique   une   Pulsion aqueuse   d'appât   sur l as filaments pendant qu'ils mont   rassemblée,     Divers     appareils   applicasteurs peuvent servir à cet effet et consistent on foutras imprègnes de   l'apprêt   ou en cour- roies ou rouleaux sur la surface   desquels   est   déposée   une pellicule de l'apprit provenant d'un réservoir d'alimen- tation. L'apprêt peut oontenir une proportion de   90 à   90 parties en poids d'eau et de 3 à 5 parties de chacun   des   divers éléments solides, tels qu'un agent émulsion- nant, une huile animale ou végétale et la gélatine. 



   L'apprêt exerce deux fonctions principales, en premier lieu une action de lubrification compensant l'action abrasive qui s'exerce entre les filaments de verre et en second lieu :l'action d'un liant après que la majeure partie au moins de   l'eau   s'est évaporée. 



   D'autres' compositions d'apprêt   pouvent   contenir des amidons, paraffines et diverses autres substances, mais sont en général semblables   à   celles qui sont   décri-   tes et consistent en émulsions diluées par l'eau, qui   représente   au moins 75 % de la totalité de la oomposi- tion. 



   On règle la quantité d'apprêt appliquée sur les filaments on réglant la vitesse des dispositifs d'appli- cation à rouleau ou courroie et en   choisissant   le point   d'application.   Une certaine quantité de l'excès d'ap- prêt paraît aussi s'éliminer par la force centrifuge sur ,le tube collecteur rotatif. 



   Ces apprêts ont exercé leur fonction d'une manière satisfaisante en ce qui concerne la lubrifica- tion au moment de la formation et du bobinage initial 

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 des mèches en filaments multiples, mais en partie ment au cours das opérations ultérieures de retordage et de doublage. 



   La proportion du composant de l'apprêt 'est généralement comprise entre 9 et 12 % en poids de la mè- che bobinée et celle de l'eau entre 7,5 et   0,5 %   du poids total de la bobine. 



   Le pouvoir lubrifiant de l'apprêt est   avanta-   geux au cours du traitement ultérieur de la mèche par retordage ou doublage, ainsi que de la formation et du rassemblement. De même, il est tres fâcheux que l'ap-   prêt   durcisse au cours de cette opération de fabrication, car son action de liaison ne s'exerce pas sur la totalité du fil du produit. 



   Si l'apprêt durcit prématurément, il n'exerce qu'une action de liaison temporaire sur la mèche, car la frottement et la flexion que   subissent   les mèches en passant dans las guides et le   dispositif ?   va-et-vient du traitement de retordage détruisent la liaison entre les filaments de la mèche. L'apprêt une fois sec n'e-   %orne   plus aucune action de liaison, par suite la tor- sion du fil n'est plus fixée et on obtient un fil sans   cohésion.   Il résulte aussi de la faible cohésion de la mèche qu'elle   s'emmêle.   Le fil sec et mou risque encore de ramollir la bobine de fil. 



   Une tire difficulté qui résulte du durcisse- ment   prématuré     partial   de l'apprêt ut qui a été consta- tée par expérience très souvent et a été   considérée   comme absolument   inévitable   consiste dans la migration des éléments solides de   l'apprêt   dans la couche axté- 

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 rieure de la bobine en formation.   Oette     concentration   fait apparattre des traindes dans les tissus, fait varier la tension dans le montage des canettes, l'entoilage et le tissage, et le pouvoir de mouillage des matières plastiques renforcées de tissu.

   Le durcissement   préma-   turé et la migration de l'apprêt rendent absolument inu-   tilisable   la portion extérieure de la bobine de la mè- che Il en résulte qu'il est devenu de pratique cou- rante de supprimer une longueur atteignant 2 mètres de la bobine avant de continuer à traiter la mèche. 



   Il est nécessaire pour obtenir un fil rigide ou dur de qualité satisfaisante, que l'apprêt durcisse lors de l'opération de retordage ou autre traitement primaire de la mèche. Pendant que la   mèche   avance et est gudiée à partir de la bobine pondant ce traitement, elle reste exposée   linéairement   à   l'action   de l'air et reçoit un mouvement de flottement qui fait échapper la majeure partie do   l'eau   d'un apprêt de composition sa-   tisfaisante.   S'il reste un excès d'humidité, elle est retenue dans le fil produit et a pour effet de retarder   fâcheusement   le durcissement de l'apprêt et la cohésion du fil. 



   L'invention se propose en conséquence de fournir :   - un   dispositif   d'application   d'un apprêt sur une mèche et un procédé de   traitement   ultérieur de la bobine de la   mèche   qui   empêcha   l'apprêt d'y cheminer dans une mesure appréciable,   - un   procédé   empêchant   l'apprêt de durcir prématurément,     Un   moyen de conserver en bon état la totalité d'une 

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 bobine de la mèche en vue du traitement ultérieur,

   - un moyen de faire subir à une bobine de mèche une opé- ration de retordage ou autre traitement lorsqu'elle contient une quantité d'humidité suffisante pour re- tarder le durcissement de l'apprêt   jusqu'à   ce que cette opération soit complètement terminée. 



   Ces caractéristiques et avantages de l'inven- tion ainsi que d'autres sont obtenus en réglant la quantité et la nature de l'apprêt appliqué sur la mèche et en retardant le durcissement de l'apprêt   jusqu'à   ce que le fil soit formé. 



   L'invention est décrite ci-après en détail avec les dessins ci-joints à l'appui sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective, sen- siblement schématique, d'une installation courante de formation de filaments continus de verre, y appliquant un apprêt, les rassemblant sous forme de mèches et for- mant avec la mèche une bobine et l'enroulant sur un tube collecteur ; la figure 2 est une vue en perspective de deux chambres d'humidification dans lesquelles on fait passer des tubes sortant de la chambre de bobinage ; la figure 3 est une vue en plan   schématique   réduite des chambres de la figure 2 ;

   la figure 4 est une vue en perspective d'un récipient de stockage et de transport des diverses bo- bines tubulaires de mèches, et la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif courent de retordage de la mèche sous forme de fil. 

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   L'installation de formation due filaments et de groupement des mèches comporte (fig. 1) un boisseau 12 de fusion du verre ohauffé électriquement, percé dans sa partie supérieure de trous 14 recevant la charge de verre sous forme de billes. Des pattes 16 et 17 consti- tuent des bornes électriques d'amenée du courant de chauffage. Le verre fondu sort par des orifices de rac- cords 20 de la partie inférieure du boisseau 12 et est   aminoi   sous forme de fibres et filaments continus 22, généralement au nombre de 204. 



   Les filaments 22 sont rassemblés sous forme   @   d'éventail et au voisinage du sommet de l'éventail,   où.   sa largeur est oomprise entre 12,7 et 50 mm, ils vien- nent en contact avec un dispositif d'application d'un apprêt. Celui-ci consiste (fig. 1) en une courroie ou tablier sans fin 24 passant dans un bain d'apprêt oon- tenu dans un réservoir   26..La   vitesse de la courroie e comprise entre 6 et 12 m/min. et elle applique de préférence sur la   mche   une couche d'un apprêt qui con- tient environ 9,5 % d'eau et environ   2 %   d'élément so- lide en poids basé sur le poids total de la mèche. 



   La mèche 32 de 204 filaments 22 est rassemblée sous l'action d'une roue en graphite 30 et passe par un orifice du plancher 34 dans une chambre de bobinage 35. 



   Un dispositif de bobinage 36 sous tension exercée par la mèche 32 passant dans la zone de forma- des filaments rassemble la mèche sur un tube 37 monté sur une douille rotative 38. Un mécanisme de va- ot-vient ordinaire   39 à   fil en spirale fait aller et venir la mèche sur le tube 37. 

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   Après avoir enroulé sur la tube 37 la longueur de mèche qu'on désire, qui peut être par exemple de 20. 000 mètres, on en retire la bobine de la mèche ainsi formée. Suivant la forme de réalisation de la figure 2, on fait sortir la bobine 40 de la mèche de la chambre de bobinage en la suspendant sur une tige de support 42 d'un transporteur 43. 



   On détermine la quantité d'pprêt apportée par la courroie 24 en réglant la vitesse de la courroie, le niveau de l'apprêt dans le réservoir 26 et sa composi- tion. On maintient la qualité de l'apprêt ot son ni- veau dans le réservoir en le faisant arriver avec un   dé-.   bit constant par une tubulure d'admission 27 et le fai- sant sortir par une tubulure d'échappement 28. 



   On peut encore   déte@@miner   la quantité d'apprêt   entraînée   par les filaments 22   n   choisissant la portion de l'éventail de filaments avec laquelle la courroie d'application 24 vient en contact. plus le dispositif d'application est rapproché du sommet do   1'éventail,   plus la quantité   d'apprêt   est   faibla.   En général, la courroie d'application 24 est à une distance d'environ 175 mm au-dessus de la roue collectrice 30. 



   Une plate-forme 34 sert à supporter un ouvrier pour lui permettre: de surveiller l'opération de forma- %ion et de remidier facilement aux défauts du fonction- nement. 



   Suivit l'invention, la   mche   32 de la bobine 40 sortant de la   chambra   de   bobs,nain     35   est reoouverte d'une proportion d'apprêt   d'environ  11,5  %   en poids de la mèche do la bobine et   l'apprit:     contient   environ 83 % 

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 d'eau. On détermine cette proportion de   l'apprêt   en ré-   liant   sa composition et la courroie d'application, ainsi qu'il a déjà été dit, et en retardant l'évaporation da l'eau de l'apprêt par humidification dans la chambre de bobinage. 



   La teneur en eau de l'apprêt est encore influ- encée par des jets d'eau de refroidissement souvent dis- posés dans la zone du boisseau de formation 12 et du   mé.-   oanisme à fil en spirale 39. On détermine la quantité d'eau ainsi ajoutée et on la fait correspondre à d'au- tres facteurs pour donner à l'apprêt la composition fi- nale qu'on désire. 



   Les bobinas   40   arrivent d'abord   (fig.2)   dans une chambre d'équilibre   45.   En réglant le fonctionne- mont d'ajutages d'arrivée d'eau   47   et d'un dispositif régulateur de température combiné directement avec la chambre 45 ou avec la région qui l'entouru, on maintient l'humidité et la température   de   la chambre   à   une cer- taine valeur choisie de façon à retarder l'évaporation de l'eau de l'apprêt pendant qua les bobines séjournent dans la chambre. La température est maintenue avanta- geusement   à   une valeur voisine de 21 C et l'humidité relative à 95   %   ou davantage.

   On ne peut   évidemment   re- tenir la totalité de l'humidité dans les bobines que dans une atmosphère à   100   d'humidité, mais une légère porto   à   une humidité relative plus faible n'est pas nuisible. 



   La chambre d'équilibre 45   constitue   plutôt un poste de réception que de   stockage   at est construite de façon à   recevoir   de la ohambre de bobinage un nombre 

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 variable de bobines 40 et à les faire sortir suivant un programme permettant de les examiner et de les faire passer d'un mouveraent continu dans une chambre de sto- ckage suivante. 



   Les bobines ayant été espacées dans la chambre d'équilibre 45 en sortent sur un transporteur 43 par une ouverture de sortie 49. Les bobines du transporteur passent ensuite dans une chambre de vérification 50 dans laquelle on peut éliminer celles dont le poids ne con- vient pas ou qui comportent d'autres défauts. 



   La majorité des bobines passe ensuite par une ouverture d'entrée 51 dans une chambre de stockage 52. 



  L'humidité est réglée dans cotte chambre en réglant le fonctionnement de   Jota   d'eau 53 et en y maintenant une température déterminée. On obtient ainsi à peu près la même atmosphère que celle qui existe dans la chambra d'équilibre. On règle le passage des bobines dans la chambre 52 pour les faire sortir par une ouverture 55 ot les faire arriver immédiatement ot les utiliser dans une machine textile telle qu'un banc de retordage, au moyen alun transporteur 57.. 



   L'établissement du probramme et le stockage dans la chambre d'équilibre 45 et la chambre de   stockage   52 peuvent être combinés en ne formant qu'un seul élé- ment. 



   S'il se produit un retard quelconque entre la chambre 52 et l'opération de retordage ultérieure (ou autre traitement) pour une raison quelconque, on pré- voit suivant l'invention des récipients tels que le récipient 60 de la figure 4. Ce récipient peut consister 

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 en un element séparé ou un des divers compartiments d'un chariot dans lesquels on peut loger une ou plusieurs bobines, 
Une faible quantité d'eau évaporée dans un espace aussi restreint et limité y sature rapidement l'air et empêche l'évaporation de continuer. On peut ainsi ne perdre que 0,25 g d'eau, Cette quantité est trop faible pour   empêcher   l'apprêt d'exercer sa fonction.

   Ces réci- pients ou chariots à compartiments peuvent évidemment ser- vir sans les chambres d'humidification 45 et 52 pour faire passer les bobines de mèches directement de la chambre de bobinage dans les dispositifs des opérations textiles sui- vantes. 



   La mèche subit généralement ensuite une.opération de retordage exécute dans le dispositif de retordage de la fi- gure 5. Les bobines tubulaires sont montées dans un élément de   support   vertical 64, et les mèches y arrivent en passant sur 3 rouleaux de tension 65 et dans des guides 67 de , façon à s'enrouler sur des dispositifs tubulaires de re- tordage 68, Dos éléments de va-et-vient   70   passant autour des tubes 68 contribuent à retorire la mèche.

   Les   tube's   68 sont montes sur des 'arbres 72 que font tourner des courroies 74 passant sur des poulies 76 d'un arbre de commande   77'   
Suivant l'invention, la teneur en humidité de la bobine 40 de la mèche montée sur le dispositif de retorda- ge 62 est d'environ 9   %.   On empêche l'atmosphère de la chambre de retordage de se désessécher rapidement en y maintenant une humidité relative de 50 à   60 %   et une tem-   pérature   réglée.

   On fait correspondre ces conditions, au- 
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 e5 la tant que possible,avec la vitesse de retordage uat4r de 

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   l'apprit   de la   bobinot   de façon à retenir dans une be- bine de fil disposée sur un tube de retordage 68 la to- talité de l'eau à part 1 % environ évapore de la mèche. 



   Une certaine   quantité   d'eua s'évapore de la mèche pendant son mouvement de haut en bas sur les rou-   leaux   de tension 65 et dans les guides 67. Mais on oon- sidère que la majeure partie d'eau est perdue pendant que la mèche flotte aux   points   71 et   oscille   autour du tube de retordage 68 en suivant le mouvement du   dispo-   sitif de   va-et-viant   70. 



   La proportion restante de 1      d'eau ou infé- rieure est suffisante pour faire durcir d'une manière appropriée et on temps utile l'apprêt et former   ensuite   une mèche ou fil parfaitement cohérent, dur et retordu qui contient une proportion d'environ 2 % de l'élément solide de   l'apprit.   Le fil est également fortement sue- pendu sur la bobine retordue et l'évaporation restreinte de l'eau entre la chambre Je   bobinaga   et le dispositif de retordage empêche l'apprêt de cheminer en formant dos traînées dans les tissus tissés avec ces fils. 



     D'autreo   soyons d'appliquer le principe de base de l'invention consistent à entourer ou envelopper les bobines de mèches avec des   feuilles   da métal, de pa- pier, pellicules plastiques, couchas liquidas ne   s'éva-     porant   pas ou s'autres substances imperméables au moment où les bobines   '.orient   de la chambre de bobinage dont l'atmosphère etfortement   humidifiée   et à n'enlever oea enveloppes que lorsque les bobines sont arrivôes dans le dispositif de retordage. Les   enveloppes   hermétiques de cette nature maintiennent la teneur en   humidité   à pou 

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 près de la   marne   manière que les récipients séparés et compartiments des chariots précités.

   Les couches   liqui     @   des peuvent être formées par des substances oonnues, qui peuvent être détachées ou par des pellicules minces de glycols s'évaporant lentement. 



   Une autre variante du procédé consiste à pul-   vérisor   une quantité d'eau limitée sur la   surface   de   la   bobine de la mèche aprèe une période d'exposition d'une durée quelconque qui peut s'intercaler antre les   prooé-   dès de   protection   suivant l'invention. L'eau évaporée peut ainsi âtre remplacée et la composition normale de l'apprêt peut être rétablie. 



   Bien entendu. l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation re- présentées et décrites, qui n'ont été   d.nnées   qu'à titre d'exemple.

Claims (1)

1. RESUME A - Procédé de formation d'un fil en fibres de vorre qui consiste à rassembler sous forme de mèche des filaments de verre continus venant d'être étirés, à ap- pliquer sur les filaments, pendant qu'ils sont rassem- blés sous forme de mèches, un apprêt de lubrification . et de liaison dont l'élément principal consiste en eau et qui duroit sous forme de liant par évaporation de l'eau, à enrouler la mèche sur une bobine tubulaire, puis à retirer la mèche du tube, à la transformer en fil et à former une bobine de fil et qui est caractérisé par les points suivants, séparément ou en -combinaisons :

   1) On établit une atmosphère environnante de forte humidité pendant que l'apprêt est appliqué sur <Desc/Clms Page number 13> les fil aments de verre, on rassemble les filaments sous forme de mèche et on enroule la mécha sur une bobine tubulaire, on retarde l'évaporation de l'eau de l'apprit jusque ce que la mèche soit retirée de la bobine tubu- laire et on facilite finalement cette évaporation pen- dant que la méche est transformée en fil en entourant la mèche par une atmosphère sous-saturée, de sorte que l'apprêt durcit en liant ainsi les filaments entre eux pendant qu'ils sont disposés sous forme de fil.

   2) On retarde l'évaporation de l'eau de l'ap- prêt en enfermant la bobine tubulaire de mècje dans un espace à forte teneur en humidité.

   3) Cot espace comporte une chambre dans la- quelle un transporteur fait passer la bobine tubulaire.

   4) Il consiste en un compartiment de petit volume, étanche, transportable, dans loquel on établit une atmosphère à forte teneur en humidité par une légère évaporation de l'eau de l'apprêta 5) L'espace précité est délimité par une en. veloppe de pellicule.

   6) On le délimite an enroulant une pellicule autour de la bobina tubulaire.

   7) La teneur en eau de l'apprêt est d'au moins 75 % 8) On ralentit l'évaporation de l'eau de l'apprêt en recouvrant la bobine tubulairo par un agent d'étanchéité.

   9) L'agent d'étanohéité est une pellicule de matière plastique.

   10) On l'applique sous forme liquide. <Desc/Clms Page number 14>

   11) On conserve la bobine tubulaire de mèche en atmosphère dont l'humidité et la température sont rigides jusqu'à ce qu'on retira la mèche du tube.

   12) L'humidité relative de cette atmosphère est supérieure à 85 %.

   13) On règle l'humidité et la température de l'atmosphère entourant la bobine tubulaire jusqu'à ce que la bobine en soit enlevée de façon que la teneur en eau de l'apprêt n'ait pas diminué à une valeur infé- rieure à une limite déterminée au moment où l'on retire la mèche du tube.

   14) On facilite finalement l'évaporation de l'eau pendant que la mèche est transformée en fil en entourant la mèche d'une atmosphère sous-saturée de facon à faire on aorte que la teneur en eau du fil ne dépasse pas environ 1 %, en poids du fil et quo l'apprêt soit en état de durcir convenablement et de lier les filaments re eux lorsqu'ils sont formée en tilt 15) On applique l'apprêt dans un véhicule liquide volatil, on combine la mèche avec d'autres et on forme une bobina avec les mâches combinées, on fait éva- porer la portion déterminée du véhicule en le rendant ainsi susceptible de lier les filaments pendant que la mache se combina avec d'autres, B - A titre de produits industriels nouveaux,

   les mèches et fils en filaments de verre continus liés par un apprêt de lubrification et de liaison, fabriqués par le procédé précité ou un procédé équivalent.

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