<B>Procédé pour la</B> fabrication simultanée <B>de plusieurs fils,</B> et appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention comprend un pro cédé pour la fabrication simultanée de plu sieurs fils. En particulier, ce procédé permet de fabriquer un groupe d'au moins deux fils, tout d'abord formés séparément, mais amenés ensuite sous forme d'un faisceau constituant un tout, sur un dispositif d'accumulation et d'avance du fil ou sur plusieurs dispositifs de ce genre, sous la forme d'une hélice soumise à un ou à plusieurs traitements, puis séparés et recueillis sous forme de fils distincts.
D'une manière générale, dans la fabrica tion de la rayonne de viscose par le procédé en continu, il est d'usage de former et de traiter un seul fil composé de plusieurs fila ments. Au cours du traitement, on fait avan cer un tel fil sur plusieurs bobines d'accumu lation du fil et d'avance du fil, sous la forme d'une hélice. Pendant qu'il est sous la forme d'une hélice, on applique au fil divers traite ments de façon à obtenir finalement un pro duit ayant les caractéristiques désirées. Ainsi, le fil est filé, traité et recueilli sous forme d'un fil unique. Bien entendu, il serait avan tageux et économique de filer et de traiter plusieurs fils distincts sous forme d'un seul toron sur les mêmes bobines d'accumulation du fil et d'avance du fil.
Un autre avantage, lors du traitement de plusieurs fils sous la forme d'un faisceau ou toron constituant un tout sur une bobine, est la faculté de ce toron de débarrasser la bobine des filaments brisés, c'est-à-dire des filaments isolés ou détachés, et de réduire ainsi la rup ture du fil. Si, dans des conditions normales, on traitait un seul fil et que les filaments viennent à se rompre au cours de son trajet en hélice sur une bobine, les filaments brisés s'amasseraient rapidement pour former un revêtement enroulé qui briserait éventuelle ment le fil.
Lorsque l'on fait avancer plusieurs fils sur une bobine, chacun d'eux facilite alors l'entraînement ou l'enlèvement des filaments détachés ou brisés avant qu'ils aient provoqué des ruptures complètes.
On a proposé divers procédés pour la manutention de plusieurs fils sur les mêmes bobines formant l'hélice et la faisant avancer. D'une manière générale, on retient de toutes ces propositions que les fils distincts sont maintenus à distance les uns des autres et hors de contact les uns des autres et qu'aucun re couvrement des spires ne doit se produire au cours de leur avance sur une bobine. Ces propositions font appel à l'utilisation de dispo- sitifs supplémentaires et particuliers de guidage et de manutention du fil, habituellement avant et après une bobine, et elles prévoient que la bobine ait elle-même une construction bien déterminée de manière à empêcher le recou vrement des fils distincts au cours de leur avance.
Ces propositions évitent une mise en faisceau des fils (causée par un surenroule- ment ou sous-enroulement des spires du fil) et la rupture qui en résulterait.
Le procédé que comprend l'invention, pour la fabrication simultanée de plusieurs fils, est caractérisé en ce qu'on extrait simultanément d'une source plusieurs extrémités de fils dis tincts, on réunit ces extrémités de fils pour former un faisceau après traitement d'au moins une de ces extrémités, de manière à faciliter la séparation finale des extrémités, on fait avancer ce faisceau suivant un trajet en hélice, on soumet, dans l'intervalle, le faisceau de fils à au moins un traitement,
puis on divise ce faisceau en ses fils constitutifs initiaux et on recueille les fils distincts.
Le traitement appliqué à une ou à plu sieurs des extrémités de fils avant de former le faisceau de fils peut être un traitement qui donne une caractéristique physique distinctive, de façon à faciliter la séparation finale des fils. Dans une mise en #uvre particulière du pro cédé, ce traitement consiste à donner une tor sion distincte à chacune des extrémités de fils avant de les réunir en un faisceau. Dans une autre mise en #uvre du procédé, on modifie les caractéristiques de surface de l'un ou de plusieurs des fils avant la formation du fais ceau.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exem ple, des mises en #uvre du procédé que com prend l'invention et représente deux formes d'exécution de l'appareil que comprend aussi l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 1 représente un appareil de filage en continu de rayonne de viscose permettant la fabrication de plusieurs fils suivant une pre mière mise en #uvre du procédé que com prend l'invention. La fig. 2 représente un appareil sensible ment similaire à celui de la fig. 1, mais mo difié en vue de son- utilisation dans une autre mise en #uvre du procédé.
La fig. 3 est une vue suivant 4-4 de la fig. 2.
La fig. 4 représente une première forme d'exécution de l'appareil que comprend l'in vention, pour la mise en #uvre du procédé.
La fig. 5 représente une seconde forme d'exécution de cet appareil.
La fig. 1 représente un appareil servant au filage en continu de rayonne de viscose. Plu sieurs filières rotatives 10, 11 et 12 sont dis posées dans un bain de coagulation acide con tenu dans un auget 13 ; on extrude à partir de chacune des filières une solution de viscose qui est régénérée par le bain pour former des fils 15, 16 et 17. Les filières sont disposées dans des tubes rotatifs 18, 19 et 20 qui sont respectivement entraînés par l'intermédiaire de pignons 21, 22 et 23, par un arbre d7entrai- nement commun 24.
Les fils formés 15, 16 et 17 sont soumis à une torsion relativement faible au moment de l'extrusion (un tour peut être donné environ tous les 5,080 ou 15,240 mètres). Les trois fils tordus distincts passent ensuite sur un rouleau rotatif 25 supporté dans l'auget 13 tournant à une vitesse mise en cor rélation avec la vitesse d'extrusion de la solu tion de viscose et avec la vitesse de renvidage des fils par une bobine 26, située au-dessus de l'auget 13.
Les trois fils tors 15, 16 et 17 partent du bain pour parvenir à la bobine de renvidage 26, chacun d'eux étant déposé sensiblement au même point sur la surface de la bobine pour former un seul toron plus important continuant d'avancer sous la forme d'une hélice. De la bobine 26, le toron parvient à des bobines suivantes 29... 30 sur lesquelles il avance en vue d'un autre traitement, et il est divisé en suite en fils distincts 15, 16 et 17.
Lorsqu'il quitte la bobine sécheuse 30, le toron 28 passe à travers un guide 32, puis se trouve séparé en ses fils distincts originaux qui passent cha- cun à travers des guides 33, 34 et 35 et par viennent à des dispositifs de renvidage 37, 38 et 39 où chacun d'eux est enroulé sous forme d'un garnissage ou enroulement.
Le toron 28, formé des trois fils 15, 16 et 17, pendant qu'il se trouve sur les bobines 26, 29... 30 et pendant qu'il affecte la forme d'une hélice, peut être soumis à un ou plu sieurs traitements liquides que l'on applique d'ordinaire aux fils, tels que des traitements de désulfuration, etc... Ces traitements sont, en général, appliqués par des tubes 40, 41 et 42, les liquides se répandant sur l'hélice du toron et la recouvrant, chaque fil étant soumis de façon égale au traitement, ce qui fait que lors de la séparation ultérieure, chacun pré sente des caractéristiques finales uniformes et similaires. Après le traitement liquide, le trai tement final appliqué au toron est celui du séchage.
Ainsi qu'on l'a représenté, le séchage du toron 28 est effectué sur la dernière bobine 30 à travers laquelle on fait circuler de la vapeur. Le toron 28 passe, ensuite, à travers le guide 32 au-delà duquel il est divisé en fils distincts 15, 16 et 17, chaque fil étant amené jusqu'à son dispositif de renvidage respectif 37, 38 et 39, après avoir d'abord passé à tra vers son guide respectif 33, 34 et 35.
La raison pour laquelle on donne une tor sion aux fils 15, 16 et 17 est de permettre leur séparation après que le toron 28 quitte la bobine sécheuse 30. L'un des procédés uti lisés avec succès pour séparer les fils consiste à introduire un instrument à pointe acérée, tel qu'une épingle, dans le toron 28 en cours de déplacement, pour effectuer ainsi un maintien de la torsion, ou bien former un n#ud, au point particulier du toron, ou bien dans le fil particulier de ce toron à l'endroit où l'on a introduit la pointe précitée.
Cette torsion maintenue retient presque immédiatement la torsion et groupe ainsi les filaments du fil particulier comme s'ils étaient liés ensemble au moyen d'un noeud. Un autre procédé, que l'on va décrire plus en détail à propos de l'exposé qui va suivre des appareils représentés sur les fig. 4 et 5, est celui dans lequel le toron com- posite est aplati pendant qu'il circule sur une surface arquée ou convexe, sous une légère tension, les filaments étalés sont rassemblés ou triés par la torsion sous forme des fils consti tutifs et l'introduction d'un instrument pointu ou en dents de scie sépare facilement le fil particulier.
Le fil individuel obtenu est ensuite amené momentanément à un dispositif collec teur à tubes aspirateur d'air (non représenté) laissant l'ouvrier libre d'effectuer la division ultérieure des deux fils restants. Une fois que la séparation des trois fils est effectuée, on les fait alors passer sur leurs dispositifs d'en roulement ou de renvidage.
On a constaté que, en ce qui concerne la séparation, il existe une relation mutuelle entre la vitesse de déplacement du faisceau-toron et le nombre de tours de torsion. En général on utilise les plus faibles torsions par unité de longueur aux vitesses du toron les plus élevées. Ainsi, par exemple, pour des vitesses du. toron d'environ 60 à 100 mètres par minute (vitesses habituellement utilisées dans les procédés en continu de filage et de traitement), il est avan tageux d'utiliser une torsion sur des longueurs comprises entre environ 5,080 mètres et 15,240 mètres.
Pour des vitesses inférieures à 60 mètres par minute ou pour des vitesses d'environ 20 à 50 mètres, on peut utiliser une torsion pour une longueur plus courte du toron, en cours de déplacement, comprise, par exemple, entre environ 1,525 et 4,572 mètres. De même, une faible torsion permet avanta geusement le commettage des fils, pendant qu'ils se trouvent dans le toron, d'une façon sensiblement parallèle, en vue d'un traitement plus efficace. En outre, une torsion du fil tend également à limiter les filaments brisés à la partie principale du fil initial à mesure que le toron passe sur la bobine. Les fils restants dans le toron aident également à maintenir la bobine exempte de filaments éventuellement détachés.
La fig. 2 représente un appareil utilisé dans une autre mise en oeuvre du procédé et dans lequel la séparation finale des fils se trouvant dans le faisceau de fil est, facilitée grâce au fait que l'on modifie les caractéris tiques de surface de l'un ou de plusieurs des fils.
En se reportant à la fi-. 2, on voit que dans un auget 60, contenant un bain de coagu lation acide, sont disposées des filières 61 et 62 qui extrudent une solution de viscose pour former des fils 63 et 64. Les filières sont re présentées comme étant très écartées l'une de l'autre seulement à titre d'illustration et, si on les utilisait telles qu'elles sont représentées, il faudrait prévoir un guide collecteur, sauf si chacune était en arrière de l'autre. Un dispo sitif 68 applique une solution de sulfate de zinc au fil 63.
Tout excès est recueilli par une goulotte 69 disposée obliquement, d'où il s'écoule goutte à goutte dans un autre auget distinct 70 en vue de sa ,réutilisation ultérieure. Le fil traité 63 et le fil non traité 64 sont alors réunis comme représenté et amenés sous forme d'un seul toron à filaments sensiblement parallèles sur une bobine de renvidage 65 accumulant le fil et le faisant avancer. Le toron formé des fils réunis 63 et 64 est ensuite amené aux dispositifs suivants 71 à 74 faisant avancer le fil, sur lesquels peuvent être exé cutés d'autres traitements qui permettront d'obtenir le type de fil désiré lors de l'analyse finale.
Le traitement final donné au toron 63, 64 est, en général, celui du séchage. On chauffe la bobine 74 faisant avancer le fil et l'accu mulant en y faisant circuler de la vapeur à l'intérieur, arrivant par une canalisation 75 d'amenée de vapeur, et s'échappant par un conduit annulaire 76 de sortie de la vapeur. Après avoir été séché, le toron 63, 64 passe à travers un guide central 78 et, de là, le toron est séparé en ses fils constitutifs 63 et 64 qui passent à travers des guides 79 et 82 pour parvenir à des dispositifs collecteurs 80 et 84.
L'application de la solution de sulfate de zinc au fil 63 avant son renvidage par la bobine 65 ne se poursuit que pendant des périodes telles qu'elles permettent le garnissage de la machine ou la mise en place du fil sur les bobines et d'effectuer une séparation des fils 63, 64 à l'endroit du guide 78. Une fois que la machine est garnie, on arrête l'applica tion de la solution de sulfate de zinc et les fils 63 et 64 ayant été extrudés séparément et coagulés séparément continuent à conserver leurs caractéristiques individuelles au cours du filage normal.
On a mentionné le sulfate de zinc en tant que solution modifiant les caractéristiques du fil en apportant par exemple au fil un chan gement de diamètre. Une solution d'acide sul furique altérera également de façon similaire le diamètre d'un fil. On préfère utiliser la solu tion de sulfate de zinc ou la solution d'acide sulfurique en raison du fait que s'il en tombe éventuellement dans le bain, ce dernier ne s'en trouve pas nuisiblement altéré ; on peut éga lement utiliser d'autres composés pour modi fier les caractéristiques physiques d'un fil, mais de tels composés altèrent le bain coagulant s'il vient à en tomber dans ce dernier.
On peut utiliser ces autres composés, en protégeant le bain coagulant contre toute altération, au moyen d'un matériel supplémentaire.
<I>Exemple</I> En pratique, les fils 63, 64, formés d'une solution de viscose et ayant chacun un denier final déterminé de 75, sont enroulés autour de la bobine de renvidage 65, sans égard à la séparation. Le faisceau ou toron de fils 63 et 64, sensiblement parallèles, avance sur la bobine suivant une hélice. Une fois que les fils ont été fixés sur la bobine, on applique une solution de sulfate de zinc concentré au fil 63 avant son renvidage par la bobine 65. Par suite de cette application, il se produit un changement de la surface du fil 63, en raison du pouvoir déshydratant ou d'une autre action de la solution. Les deux fils non séparés, bien que différents, continuent d'avancer sur les bobines suivantes 71... 74 et passent à travers le guide 78, où leur séparation a lieu.
On uti lise momentanément un tube d'aspiration d'air (non représenté) pour faire continuer l'avance ou le renvidage des fils réunis jusqu'à ce que l'ouvrier les sépare. La séparation est facile ment effectuée par suite de la différence exis tant entre les fils. Chaque fil, lors de la sépa ration, est recueilli momentanément par des tubes d'aspiration d'air et on arrête l'applica tion de la solution de sulfate de zinc. Les fils séparés 63 et 64 passent alors respectivement à travers leurs guides de torsion 79 et 82 et sont recueillis par des dispositifs retordeurs à coiffe 80 et 84.
Une fois que le garnissage de l'appareil de filage est effectué, les fils, sous forme de fils identiques, mais distincts, sont filés et traités sous forme d'un fil unique de plus grande dimension jusqu'après le traite ment de séchage, à la suite duquel ils sont séparés. Pendant le court intervalle de temps nécessité par la période de garnissage, les fils sont soumis aux traitements habituels auxquels les fils de viscose sont soumis. Ainsi qu'on l'a exposé dans la présente description, on peut, si on le désire, remplacer par une solution d'acide sulfurique la solution de sulfate de zinc.
Les fig. 4 et 5 représentent deux formes d'exécution de l'appareil que comprend aussi l'invention.
L'appareil représenté en fig. 4 est formé d'un support 90 sensiblement en forme d'U, comportant une partie évidée 91. Cette partie 91 présente une surface initiale 92 qui est lisse et arrondie dans le sens transversal. La surface devient ensuite faiblement striée ou ondulée, comme indiqué en 93. Dans les côtés 94 et 95 du support 90 en U est disposée une vis 96. La surface du filetage en hélice de la vis 96 constitue d'autres stries ou inden tations bien définies qui sont utilisées pour la séparation finale des fils.
L'appareil de la fig. 4 est mis en contact par friction avec le faisceau ou le toron de fils après que le toron quitte la bobine du dernier traitement, le toron portant par frot tement d'abord contre la surface 92 du guide, puis contre les ondulations 93 et, enfin, contre les indentations de la vis 96. Lorsque le toron est tout d'abord amené sur la surface lisse 92, il est aplati et les filaments des fils respectifs tendent presque immédiatement à se regrou- per. La légère pression s'exerçant sur le toron effectue ainsi une séparation initiale grossière des fils par suite d'un maintien de la torsion dans chacun des fils composant le toron, la torsion .entrelaçant et groupant les filaments de chaque fil.
Les fils aplatis et les filaments séparés sont ensuite séparés à un degré plus poussé par les ondulations 93 au-delà de la surface de contact initiale lisse 92. Les ondu lations tendent à maintenir de façon plus nette la torsion en s'engageant dans les fils étalés de manière à diviser les filaments constitutifs appartenant aux fils respectifs. Une fois que la séparation est sensiblement effectuée par les ondulations 93, les fils passent ensuite sur la vis 96 sur laquelle ils tendent à trouver un évidement et à s'y introduire.
Si un filament ou plusieurs filaments provenant de fils adja cents viennent à s'associer momentanément avec un autre fil, alors la torsion du fil auquel le filament appartient véritablement le tirera pour le ramener dans le fil à mesure qu'il est maintenu par l'engagement de la partie sur élevée de la surface indentée dans les fils étalés. En effet, la torsion de maintien est analogue à un noeud autour des filaments.
La fig. 5 représente une seconde forme d'exécution de l'appareil. La surface de con tact initiale 101 ménagée dans la base de l'organe 100 en forme d'U est arrondie dans le sens transversal et arquée dans le sens longitudinal. La surface arquée 101, lorsqu'elle est en contact mécanique avec le toron, pro voque la séparation des filaments en les éta lant et en maintenant simultanément la torsion existant dans les fils en cours de déplacement au moyen d'un contact par frottement. Le maintien de la torsion dans les fils effectue une séparation préliminaire, mais appréciable, des fils en les groupant.
Immédiatement après, les fils préliminaires groupés sont mis en con tact avec un peigne 102, chaque fil en se dé plaçant y trouvant un évidement. Si des fila ments viennent à se détacher, alors une dent effectue un maintien de la torsion dans le fil particulier, ce qui groupera ses filaments res pectifs. Le peigne 102 est muni d'un léger ressort hélicoïdal 103, à l'une de ses extré- mités, pour résister au fil tors maintenu, une tension suffisante ne servant qu'à maintenir le peigne dans sa position verticale mais cédant lorsqu'un fil tors maintenu passe sur l'une de ses dents.
Le peigne 102 est également pourvu d'un levier 104 pour s'opposer au fonctionne ment du ressort hélicoïdal 103.
Les appareils des fig. 4 et 5 permettent avantageusement le traitement de plusieurs fils de denier fin sur la ou les mêmes bobines. Les inconvénients rencontrés jusqu'à ce jour, lors du traitement de plusieurs fils sur les mêmes dispositifs d'avance du fil dans le cas où les fils doivent être maintenus écartés au cours de leur déplacement sur les bobines, sont éliminés grâce à l'utilisation des appareils représentés sur les fig. 4 et 5.
On peut utiliser le procédé que comprend l'invention pour la fabrication de fils artificiels de tous types, par exemple de la rayonne de viscose, de l'acétate de cellulose ou d'autres fibres en cellulose régénérée ; et, également, des fibres synthétiques, par exemple celles obtenues à partir de polyesters linéaires, de polyamides ou de polyacryliques telles que des polymères ou des copolymères de vinyle, y compris ceux obtenus à partir d'acrylonitrile. Ce procédé convient particulièrement au filage en continu lorsque l'extrusion et les traite ments des fibres sont effectués suivant un ordre continu d'opérations,
par exemple lors de la production de la rayonne de viscose et cuproammoniacal.
En combinant plusieurs fils en un toron et en les traitant pendant qu'ils sont sous la forme d'un toron, on peut fabriquer avanta geusement des fils de faible denier, de façon plus économique sur un appareil en continu. On peut ainsi traiter plus efficacement plu sieurs fils de faible denier sur une bobine d'avance du fil avec moins d'arrêts dus aux ruptures qu'il n'était possible de le faire jus qu'à ce jour. En outre, on peut faire avancer un toron de fils de faible denier sur des dis positifs d'avance du fil sans apporter à la con ception des bobines des soins autres que ceux qui sont d'ordinaire exigés par le traitement des fils.