Procédé de fabrication d'un tissu par mise en place d'une trame dans une nappe de chaîne,
appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé et tissu résultant de celui-ci
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tissu par mise en place dans une nappe d'éléments de chaîne d'une trame mono- ou multifiliaire dont les duites sont introduites de façon espacée afin de pouvoir conférer à la nappe une certaine cohésion.
Ceci peut être utile lorsque cette nappe doit être soumise à un traitement subséquent, par exemple un traitement thermique.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention est caractérisé par le fait que l'on utilise au moins un élément denté pour élever et abaisser périodiquement des éléments de chaîne prédéterminés selon une séquence permettant le passage des duites sur au moins une partie de la largeur de la nappe.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en ceuvre de ce procédé. Cet appareil est caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif d'entraînement capable de mouvoir longitudinalement une nappe d'éléments de chaîne, au moins un élément denté capable périodiquement d'élever et d'abaisser des éléments de chaîne prédéterminés de la nappe, et des moyens pour actionner ledit élément denté de façon que les éléments de chaîne prédéterminés soient élevés et abaissés selon une séquence qui permette le passage des duites espacées sur au moins une partie de la largeur de la nappe.
L'invention a d'autre part pour objet un tissu résultant dudit procédé.
Les duites formant la trame de ce tissu peuvent être mises en place de manière à être soit seules soit plusieurs au sein d'une même foule et les foules qui sont formées pour la mise en place de cette trame sont formées d'une façon générale aléatoire de place en place le long de la nappe que forment les éléments de chaîne.
Par élément de chaîne , il faut entendre non seulement un élément filiforme, tel qu'un filé, mais aussi n'importe quel élément allongé, filamenteux ou fibreux, ou n'importe quel assemblage de tels éléments, notamment une mèche. Dans un cas, ces éléments de chaîne sont constitués par une mèche, étalée en largeur, faite de filaments continus artificiels ou synthétiques, notamment faite de filaments de polyacrylonitrile. Pour certaines applications dont il sera fait état plus en détail ci-après, il faut réduire la trame au minimum nécessaire pour maintenir ensemble les éléments de chaîne: dans ce cas, les duites sont situées à des intervalles d'environ 5 cm dans une mèche d'environ 10000 derniers au total.
Un procédé utilisé pour la fabrication d'un tel tissu peut comprendre les phases suivantes: - déplacement successif de sections d'une mèche éta
lée, ces sections étant espacées les unes des autres
dans le sens de la largeur de cette mèche, de manière
à former progressivement dans cette dernière une
foule transversale; - insertion à travers cette foule, au fur et à mesure
qu'elle se forme et à l'aide d'un organe d'insertion
capable de maintenir celle-ci ouverte, d'une duite; - retrait de cet organe, de manière à refermer la foule
sur cette duite. On peut, à choix, couper la trame
après que la duite ait été insérée ou non: si on ne
coupe pas la trame, I'organe d'insertion dépose, dans
la même foule, lorsqu'il se retire, une seconde duite.
Un appareil mettant en oeuvre ce procédé peut comprendre une roue présentant des dents délimitées par une série de fentes ménagées sur son pourtour, parallèlement à son axe, cette roue servant, lorsqu'elle est amenée à rouler transversalement sur la mèche, à former une foule d'une manière qui est en général aléatoire, et une aiguille (ou un organe similaire) agencée de manière à accompagner ladite roue dans son déplacement transversal tout en lui restant adjacente, et de manière à être alimentée en trame, de sorte qu'en même temps que la roue forme la foule, I'aiguille (ou cet organe similaire) y pénètre en la maintenant ouverte, y dépose une duite et, lorsqu'elle se retire, laisse la foule se refermer sur la duite.
La description qui va suivre se rapporte à deux formes de réalisation particulières, données à titre d'exemple, de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention, l'une de ces formes de réalisation étant illustrée par le dessin annexé dans lequel:
la fig. 1 est une vue d'ensemble schématique en perspective; et
la fig. 2 montre de façon plus détaillée, également en perspective une partie de la fig. 1.
La forme de réalisation représentée au dessin comprend une cantre 1 portant plusieurs bobines 2 dont chacune est chargée d'une masse croisée 3 constituée d'une mèche de filaments continus en polyacrylonitrile ou en une autre matière carbonée. Cette mèche peut être, par exemple, en Courtelle (marque déposée) de 15 000 deniers, à haute résistance. Chacune des mèches 4 issues des masses croisées 3 passe sur un rouleau commun horizontal 5, sous un rouleau commun horizontal 6, puis autour d'un rouleau individuel vertical 7. En quittant les rouleaux 7, les mèches 4 forment en quelque sorte une nappe 10. Les mèches individuelles ne sont pas aussi distantes, en réalité, que cela apparaît sur le dessin: les intervalles qui sont représentés entre les mèches ne sont là que pour rendre plus aisément compréhensible le fonctionnement de l'appareil.
En fait, les mèches individuelles sont alignées côte à côte en contact les unes avec les autres et constituent des éléments de chaîne dans cette nappe.
Ces mèches franchissent un rouleau horizontal 11, passent sous un rouleau horizontal 12, franchissent à nouveau un rouleau horizontal 13, puis passent vers un mécanisme de tissage 14 qu'elles traversent dans le sens de leur longueur sous l'effet de moyens d'entraînement non représentés. Le dispositif de tissage 14 a pour rôle d'introduire dans la nappe 10 les duites d'une trame 15 (mono- ou multifilaire) de manière à conférer à la nappe 10 une cohésion permettant de lui faire subir plus facilement un traitement ultérieur, par exemple un traitement thermique.
Le mécanisme de tissage 14 comprend un peigne crénelé 16 (fig. 2) porté par un support 17 qui est agencé de manière à décrire, sous l'effet de moyens non représentés, un mouvement vertical de va-et-vient; ce mouvement vertical de va-et-vient provoque une élévation et un abaissement périodiques de certaines des mèches 4, celles qui sont astreintes à décrire ce mouvement périodique étant prédéterminées; ainsi dans l'exemple représenté, une mèche sur deux est mue de la sorte.
Le mécanisme de tissage 14 comprend en outre une aiguille creuse 20 portée par un chariot 21 monté sur des rails horizontaux 22 sur lesquels ce dernier est appelé à décrire un mouvement de va-et-vient. Le chariot 21 porte une bobine 23 chargée d'une masse 24 de fil continu en polyacrylonitrile ou en une autre matière carbonée; ce fil est destiné à constituer les duites de la trame 15. Comme cela ressort du dessin, ce fil de trame est enfilé longitudinalement à travers l'aiguille 20.
De plus, le mécanisme de tissage 14 comprend un dispositif à électro-aimant 25 qui est placé à proximité de l'une des lisières, la lisière 26, de la nappe 10 et qui est pourvu d'une armature 27 agencée de manière à pouvoir pincer la partie du fil de trame qui vient se placer à pro.
ximité de celle-ci et qui sort par l'extrémité de l'aiguille.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant. L'extrémité antérieure du fil de trame commence par être enfilée à travers l'aiguille 20 jusqu'à faire saillie hors de l'extrémité opposée au chariot 21. Puis le peigne crénelé 16 est élevé de manière à soulever, à raison d'une sur deux, les mèches 4, lesquelles, pendant ce temps, se meuvent longitudinalement; l'aiguille 20 est alors déplacée horizontalement en direction du dispositif à électroaimant 25, ce qui a pour effet de placer une duite 28 de la trame 15 au-dessus et au-dessous, respectivement, de certains des éléments de chaîne, et cela dans un ordre prédéterminé, pendant que ces derniers progressent longitudinalement. Lorsque ladite extrémité antérieure du fil de trame a atteint le dispositif 25, la duite 28 s'étend de la lisière 30 de la nappe 10 jusqu'à la lisière 26.
L'armature 27 descend alors, de manière à venir pincer cette extrémité antérieure, et le peigne crénelé 16 est abaissé. Puis l'aiguille 20 est retirée, c'est-à-dire déplacée dans la direction de la lisière 30 de la nappe 10. Une fois que l'aiguille 20 a parcouru une certaine distance en direction de la lisière 30, la tension des mèches 4 fait que celles qui sont proches de la lisière 26 s'appuyent sur le fil de trame et le retiennent en l'empêchant de se déplacer pendant que l'aiguille achève sa course de retrait.
L'armature 27 est alors remontée.
Lorsque l'aiguille 20 a été complètement retirée hors des mèches 4, le peigne crénelé 16 s'élève et l'aiguille 20 est déplacée à nouveau en direction du dispositif 25; l'armature 27 de ce dernier alors descend pour venir pincer la partie du fil de trame qui se présente devant elle au moment où l'aiguille 20 atteint le dispositif 25.
Comme on s'en rend compte, l'aiguille 20 transporte des duites successives 28 de la trame 15 et son mouvement de va-et-vient transversal a pour effet d'insérer ces duites 28, qui s'étendent d'une lisière à l'autre de la nappe 10, au-dessus ou au-dessous d'éléments de chaîne prédéterminés pendant que ces derniers se meuvent longitudinalement. L'élévation initiale du peigne crénelé 16 permet à l'aiguille 20 de se déplacer vers le dispositif 26; mais l'aiguille 20 est à même de revenir vers la lisière 30 lorsque le peigne crénelé 16 est abaissé.
L'entrée en action périodique du dispositif 25 empêche toute duite 28 qui est mise en place dans le sens aller de l'aiguille 20 d'être déplacée d'une quantité appréciable au cours de la formation de la duite suivante. Comme on s'en rendra compte, chacune des duites 28 est incline par rapport à la duite qui lui est adjacente.
Le tissage lâche que l'on obtient ainsi est suffisant pour maintenir, durant le traitement subséquent, thermique ou autre, les mèches 4 assemblées en une nappe.
On va décrire maintenant, toujours à titre d'exemple, une autre forme de réalisation particulière. Celle-ci ne s'applique pas à la fabrication de tissus fantaisie, mais à celle d'un stratifié composé de fibres de carbone. Comme on le sait, il est possible de réaliser des fibres de carbone ayant une grande résistance à la traction et d'utiliser ces fibres pour armer des matériaux en métal ou en plastique. Les fibres de carbone peuvent être obtenues à partir de fibres de polyacrylonitrile par une série de traitements discontinus; mais une fois produites ces fibres sont extrêmement difficiles à mettre en oeuvre ultérieurement, en particulier lorsqu'il s'agit d'en faire un stratifié fibreux doué de cohésion, forme sous laquelle il est souhaitable de les disposer pour certaines applications où elles servent d'armature de renforcement.
L'attention s'est donc portée sur les moyens permettant de produire, à partir de filaments de polyacrylonitrile, des masses fibreuses en forme de stratifiés. Selon cette autre forme de réalisation, on étale une mèche ayant
environ 10 000 deniers au total et 1,5 denier par filament jusqu'à ce qu'elle atteigne une largeur d'environ
10 cm; de cette mèche étalée, une longueur adéquate pour les traitements discontinus ultérieurs auxquels il a été fait allusion ci-dessus est fixée sur un cadre capable de coulisser dans des guides de manière telle que la mèche étalée puisse être déplacée longitudinalement sous une structure en pont qui, par ses extrémités, repose ellemême sur ces guides et qui tend ce cadre transversalement.
La structure en pont consiste essentiellement en une monture destinée à recevoir une réserve de trame, un guide tubulaire, deux guides plats et un mécanisme de mise en place de la trame. Ce mécanisme de mise en place de la trame est constitué principalement d'un corps principal, d'une roue et d'une aiguille. Le corps principal est supporté par le guide tubulaire et la plus grande partie de la roue se trouve au-dessus des deux guides plats et le reste entre eux. Ces derniers sont disposés de manière à délimiter une fente étroite qui s'étend transversalement par rappport à la pièce en pont. L'aiguille est creuse et l'une de ses extrémités et adjacente à la partie inférieure du pourtour de la roue tandis que son autre extrémité est agencée de manière à être alimentée en fil de trame. La longueur de l'aiguille est un peu supérieure à 10 cm.
La roue est formée spécialement pour lui permettre de remplir, d'une façon générale aléatoire, un rôle de formateur de foule en la faisant rouler transversalement sur la mèche étalée. Elle a un diamètre de l'ordre de 7,5 cm et elle présente, sur son pourtour, quarante fentes parallèles à son axe. La périphérie de cette roue est donc crénelée et, comparativement aux merlons, les créneaux sont relativement étroits. Chaque merlon a un profil tel qu'il déborde légèrement de la circonférence en dessinant une faible convexité. Il a été constaté que si l'on profile les merlons selon ce principe, la foule est formée entre des nombres à peu près égaux d'éléments de chaîne.
Le mécanisme de mise en place de la trame peut comprendre plusieurs raffinements, tels que des moyens de guidage agencés de manière à parcourir la face supérieure des guides plats, des montages à ressort pour la roue et des moyens de rétraction pour celle-ci. L'alimentation en fil de trame est assurée ordinairement à partir d'une bobine supportée à une des extrémités de la structure en pont et le fil passe dans un tube flexible ayant la longueur nécessaire pour atteindre l'extrémité d'entrée de l'aiguille. Lors de l'utilisation de l'appareil, le fil de trame est introduit dans l'aiguille et il en sort par l'extrémité qui est adjacente à la roue.
Le mécanisme de mise en place de la trame est alors déplacé transversalement à la mèche étalée, la roue roulant sur celle-ci. Ce faisant, la roue produit une foule progressive dans laquelle pénètre l'aiguille porte-trame.
Lorsque la roue quitte la lisière éloignée de la mèche étalée, I'aiguille aura complètement traversé la foule et servira à la maintenir ouverte. Lors du retour du mécanisme de mise en place de la trame, l'aiguille se retire de la foule, laquelle se referme en exerçant un effet de friction suffisant pour maintenir en place une double duite de la trame. La roue peut être rappelée en arrière aussi bien pendant la rétraction de l'aiguille qu'indépendamment. Si le rappel est indépendant, il donnera naissance à une autre foule, mais cela n'a aucun effet. Puis la mèche étalée avance de 5 cm environ et l'opération de mise en place du fil de trame recommence. Et ainsi de suite. Ce qui vient d'être décrit constitue les éléments de base d'une forme de réalisation de l'appareil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé qui fait l'objet de l'invention.
Ces éléments de base peuvent être incorpo-
rés aussi bien au sein d'un appareil à commande manuelle quelque peu primitif qu'au sein d'une installation plus évoluée susceptible de fonctionner automatiquement
soit en partie soit en totalité. Cette installation peut notamment comprendre des moyens provoquant automatiquement l'avance intermittente de la mèche et des moyens assurant au mécanisme de mise en place de la trame son mouvement de va-et-vient transversal par rapport à la mèche.
Il convient de noter que la valeur maximale qui peut être admise pour la largeur de la mèche dépend de la longueur de l'aiguille; pour une mèche qui dépasse sensiblement la largeur de celle qui vient d'être décrite, il
est nécessaire de prévoir des moyens spéciaux pour supporter l'aiguille. On peut, par exemple, la supporter élastiquement par son extrémité postérieure, de manière qu'elle s'aligne d'elle-même avec la foule; il est souhaitable, également, que les portions abaissées de la mèche soient supportées par une plaque d'appui adéquate.
S'i l'on veut obtenir une étoffe plus compacte ou serrée, celle-ci peut être rétrécie après fabrication.
Comme cela a déjà été indiqué, des longueurs entières d'étoffe fabriquée de la manière décrite peuvent être soumises aux traitements discontinus connus permettant de transformer les filaments acryliques en filaments de carbone et le produit final obtenu de la sorte se prête bien aux applications concernant des objets de formes variées dans lesquels il est appelé à constituer un matériau de renforcement.
Comme on l'a signalé plus haut, I'invention peut être utilisée simplement pour la fabrication de nouveaux tissus de fantaisie à usages divers.