CH616967A5 - - Google Patents

Description

Le but de cette invention est donc de fournir une machine intégrante en un seul ensemble peu encombrant tous les dispositifs particuliers nécessaires et permettant d'obtenir des vitesses linéaires de formation beaucoup plus élevées.

L'objet de la présente invention, qui tend à atteindre le but ci-dessus, consiste en une machine, qui se caractérise par le fait qu'elle comporte des moyens d'amenée d'une première matière formatrice de filé sous forme de fibres individuelles, un cylindre rotatif à aspiration présentant une surface collectrice recevant la première matière formatrice de filé, des moyens d'amenée d'un matériau de liaison sous la forme d'un filament d'un liant pour fibres ou d'un cordon-support recouvert d'un liant pour fibres, des moyens d'amenée d'une seconde matière formatrice de filé sous forme de fibres individuelles, et un dispositif de transformation de l'assemblage des deux matières formatrices de filé et du matériau de liaison en un filé composite, le tout agencé de telle sorte que le matériau de liaison soit amené sur les fibres de la première matière formatrice de filé en aval dans la direction de déplacement de la surface collectrice par rapport à l'endroit où cette première matière formatrice de filé est mise en contact avec cette surface et que ladite seconde matière formatrice de filé soit amenée sur les fibres de la première matière formatrice de filé et sur le matériau de liaison en aval dans la direction de déplacement de la surface collectrice par rapport à l'endroit où ce matériau de liaison est mis en contact avec cette première matière formatrice de filé.

Cette machine améliore, élargit et amplifie notablement les possibilités antérieures dans ce domaine, en ce qui concerne la formation linéaire de filé, la consolidation, la fabrication et le domaine d'application, dans des conditions permettant de mieux diriger la fabrication de types possibles de filés, ainsi que l'aptitude au filage d'une large gamme de fibres discontinues. En outre, elle permet de diminuer fortement les limitations techniques inhérentes de la vitesse dans le filage à bout libre aux anneaux et à la turbine. Les vitesses linéaires initiales de fabrication actuellement réalisables varient de 305 à 610 m/ mn et aucune limitation mécanique inhérente n'empêche d'atteindre des vitesses linéaires plusieurs fois supérieures, atteignant même environ 3050 m/mn.

Un mode d'exécution de la machine comprend des moyens permettant d'amener une première matière formatrice de filés, des moyens collecteurs conçus pour recevoir cette première matière, des moyens permettant d'amener une deuxième matière formatrice de filés et de juxtaposer celle-ci à la première sur les moyens collecteurs. Les premiers et/ou les deu5

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xièmes moyens d'amenée amenant des fibres en particules, et des moyens permettant de transformer la matière composite obtenue en un filé solidaire.

Une forme préférée est celle où les moyens servant à amener la première matière formatrice de filés amènent celle-ci sous forme de particules, la matière étant formée d'une couche de ces particules sur les moyens collecteurs. Ces moyens d'amenée peuvent être constitués par des moyens permettant de transformer en fibres discontinues une source de fibres de grandes longueurs, par exemple un briseur, et des moyens servant à faire avancer les fibres discontinues jusque sur les moyens collecteurs.

Dans un autre développement encore, dans un dispositif de torsion servant à tordre des fils composites qui comportent au moins une couche intérieure de matière formatrice de fil et une couche extérieure de matière fibreuse, on prévoit le perfectionnement selon lequel le dispositif de torsion comprend des moyens servant à dilater la couche fibreuse extérieure. De façon correspondante, on prévoit aussi dans un procédé de torsion qui rentre dans la fabrication d'un fil composite présentant une couche intérieure et une couche extérieure, le perfectionnement qui consiste à soumettre la couche extérieure à une dilatation pendant une opération de torsion.

Dans le premier mode d'exécution ci-dessus, au lieu que les premiers moyens formateurs de fil n'amènent de la matière formatrice de fils sous forme de particules, on prévoit de l'amener aux moyens collecteurs sous la forme d'un filament ou support continu.

Quand la machine comprend des moyens permettant de constituer une première couche d'une matière formatrice de fils en particules, ils comprennent de préférence des moyens permettant d'amener des fibres discontinues venant d'une source et de les juxtaposer sur les moyens collecteurs. Ainsi, on peut prévoir une source de matière fibreuse à transformer en fibres discontinues, des moyens permettant de convertir cette source en fibres discontinues et qui comprennent des moyens permettant de mettre la source de matière fibreuse en coopération avec les derniers moyens cités et des moyens permettant d'amener aux moyens collecteurs les fibres discontinues formées. Un briseur, ou moyen similaire conçu pour convertir en fibres discontinues une source de matière fibreuse autre qu'en particules et les amener sur les moyens collecteurs, est préféré. Les briseurs sont bien connus de l'homme de l'art, voir le brevet canadien no. 833 444. En bref, ces dispositifs sont conçus pour utiliser une longueur de matière fibreuse et pour diviser la matière en longueurs de fibres discontinues par peignage. Le briseur peut comporter à sa surface des dents formées par des enroulements de fil métallique et/ou des saillies similaires, par exemple des couteaux ou lames, destinés à toucher la source de matière fibreuse et à diviser les fibres pour former des fibres discontinues. Ces briseurs tournent à une vitesse relativement grande et peuvent être entraînés par des moyens appropriés, de préférence par un entraînement à vitesse variable.

Avec le briseur peuvent coopérer des moyens permettant de faire avancer jusqu'à celui-ci une matière première d'alimentation, par exemple un tambour d'avancement, une roue tournante, etc.. Le briseur est utile aussi comme moyen de faire avancer les fibres ainsi tirées de la source et les dirige vers les moyens collecteurs, car la grande vitesse de rotation du briseur permet normalement de peigner des fibres et de les projeter sur une trajectoire menant aux moyens collecteurs.

Quand on utilise le briseur pour former des fibres discontinues, il devient possible que la source de matière fibreuse soit sous la forme de panneaux fibreux, de câbles fibreux, etc.. Ainsi, la machine permet d'utiliser des longueurs continues de la matière première fibreuse ce qui évite la nécessité d'utiliser des fibres discontinues en particules comme matière première.

Grâce à cela, on réalise une grande économie en utilisant une matière première moins coûteuse.

Des moyens collecteurs préférés sont constitués par des moyens destinés à recevoir les fibres discontinues et à en former une couche, lorsqu'on utilise de telles fibres (ou à recevoir les longueurs de support ou filament) et à les faire avancer. Les moyens collecteurs comprennent de préférence une seule surface collectrice pouvant se mouvoir entre un point initial et un point final de sorte que les fibres discontinues ou le filament venant des premiers moyens d'amenée sont rassemblés sur les moyens collecteurs (de manière à former une couche, dans le cas des fibres) et avancent en partant du point initial où ils sont déposés sur ceux-ci pour arriver aux opérations suivantes et subir celles-ci.

Un mode d'exécution préféré des moyens collecteurs comprend un organe qui peut tourner autour d'un axe fixe et qui porte une surface collectrice, des moyens permettant de faire tourner l'organe tournant, les moyens collecteurs étant montés en position de coopération avec les divers moyens qui servent à fournir les divers constituants des matières formatrices de fils composites. Toutefois, il est entendu que l'on peut aussi utiliser d'autres dispositions similaires si on le désire.

Les moyens collecteurs agissent de préférence conjointement avec d'autres moyens servant à faciliter le dépôt et la retenue de la matière sur la surface collectrice. Ces moyens peuvent être constitués par des moyens permettant de créer une pression différentielle au point où la première matière formatrice de fils est placée sur la surface des moyens collecteurs et du côté opposé de la surface où sont rassemblées les fibres discontinues. Ainsi, les moyens collecteurs peuvent comprendre un tambour perforé, des moyens prévus à l'intérieur du tambour pour en éliminer l'air de manière à créer un écoulement d'air de la surface extérieure du tambour vers l'intérieur de celui-ci, les perforations étant de préférence situées au voisinage de la surface collectrice de matière. Les moyens servant à créer une pression différentielle peuvent être n'importe quelle source appropriée de vide partiel, reliée à l'intérieur du tambour ou de la surface collectrice par des conduits appropriés ou moyens similaires. Les moyens servant à créer une pression différentielle agissent conjointement avec les divers moyens qui servent à fournir les différentes matières formatrices de fil et conjointement avec les moyens de consolidation ; toutefois, les moyens de création de pression différentielle, s'ils sont utilisés, peuvent s'appliquer seulement à certaines opérations, ou en tant que moyens individuels servant à faciliter des opérations individuelles. La machine peut en outre comporter facultativement des moyens permettant d'utiliser, en juxtaposition avec la première matière formatrice de fil (filament porteur ou couche de fibres discontinues), une matière jouant le rôle de liant entre fibres de manière à assurer un effet de liaison entre la première matière formatrice de fils et la deuxième matière formatrice de fils en particules.

Dans les aspects où la première matière formatrice de fils est amenée sous forme de particules ou de fibres discontinues, on prévoit à cet effet des moyens permettant d'extruder un filament de liant entre fibres sur les moyens collecteurs en position juxtaposée aux premières fibres formatrices de fils pour assurer un effet de liaison entre les première et deuxième couches de fibres discontinues. Le liant entre fibres peut être n'importe quelle résine polymère extrudable appropriée ou un mélange de ces résines, par exemple des résines thermoplastiques telles que des polyamides, polyesters, des polyoléfines telles que le polyéthylène, le polypropylène, etc., des acryloni-triles, etc. Le choix particulier du liant entre fibres dépend des propriétés que l'on désire donner à la structure de fil composite, de l'économie de ces matières, etc. On effectue l'extru-sion du liant de façon telle que le filament de matière polymère, lorsqu'on le juxtapose à la première couche de matière s

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formatrice de fil, soit au moins à l'état collant de manière à jouer le rôle d'un liant entre fibres. Ainsi, selon le type de matière utilisé, les diverses températures d'extrusion et d'autres facteurs varient dans une mesure bien connue. Quand on utilise comme liants entre fibres des résines thermoplastiques, on effectue l'extrusion du filament à une température telle que lorsqu'on juxtapose le filament de liant à la première couche de fibres, il soit au moins à l'état collant et reste ainsi jusqu'à ce que la deuxième couche de fibres discontinues ait été formée et appliquée à la structure composite.

Dans le mode d'exécution où l'on utilise le cordon ou filament support, on peut faire passer le support à travers l'extru-deuse pour le revêtir du liant entre fibres. Ensuite, on place le support ainsi revêtu sur les moyens collecteurs en les juxtaposant à des fibres discontinues pour former le fil composite.

Dans un autre mode d'exécution, on peut faire fonctionner la machine avec une extrudeuse susceptible d'être mise en action et hors d'action, le support passant au travers. Ainsi, quand on le désire, on peut former un fil à deux constituants dans lequel le cordon support est revêtu du liant entre fibres et juxatposé à une source de fibres discontinues. En variante, on peut faire fonctionner l'extrudeuse «à sec» de sorte que le filament support peut continuer de passer à travers l'extrudeuse sans que du liant lui soit appliqué. Dans ce mode d'exécution, on peut fabriquer un fil à deux constituants comprenant un filament support intérieur et des fibres discontinues entrelacées à celui-ci.

On peut aussi amener le support aux moyens collecteurs autrement qu'à travers l'extrudeuse. Ainsi, par exemple, des moyens peuvent être prévus pour amener le fil aux moyens collecteurs et en même temps traiter le support par des agents désirés comme on l'expliquera plus en détail ci-après.

Le support, si et quand on l'introduit, peut comprendre n'importe quel type de cordons multifilaments, rubans fibrillés, un tube thermoplastique continu, ou même les filés fibreux discontinus à bas prix de revient comme le jute, le sisal, le lin, le verre, l'amiante, les fibres de déchet ou le papier kraft, de manière à former un volume intérieur peu coûteux et une meilleure apparence extérieure, plus similaire aux textiles.

La machine peut comporter aussi des moyens permettant d'amener une deuxième couche de fibres discontinues, moyens qui peuvent être similaires aux premiers moyens d'amenée lorsqu'ils amènent des fibres en particules. Ainsi, on peut utiliser un ensemble de briseur, une source de gaz sous pression facilitant le dépôt des fibres discontinues et une source d'air ou agent similaire sous pression dirigée sur la surface collectrice, en avance dans le sens de mouvement des moyens collecteurs et jouant un rôle similaire à la source d'air comprimé située en avance sur les moyens de pulvérisation.

Un fil à deux constituants veut dire un fil qui comprend un support portant au moins une autre couche de matière formatrice de fils en particules. Un fil à trois constituants comprend un support intérieur, un liant entre fibres et au moins une couche de fibres discontinues.

En outre, dans le mode d'exécution où l'on utilise un support, on peut utiliser une seule source de matière formatrice de fils en particules. Lorsque la machine comprend deux sources de matière formatrice de fils en particules, on peut utiliser l'une ou l'autre de ces sources ou encore, on peut utiliser les deux sources.

Les divers moyens permettant d'appliquer une source d'air comprimé à la surface collectrice ou aux moyens permettant d'amener une deuxième couche de fibres discontinues peuvent être actionnés sous la forme d'un seul circuit continu, des valves appropriées étant interposées entre les étapes ou les composants respectifs et ils peuvent être commandés manuellement ou automatiquement de manière à assurer la pression et le volume désirés de gaz.

La machine peut aussi comprendre des moyens permettant de consolider la structure de fil composite. Us peuvent prendre la forme d'un rouleau de pression agissant conjointement avec les moyens collecteurs de manière à comprimer le fil composite pour former un produit solidaire, par exemple un ruban ou un cordon.

Des moyens peuvent aussi être prévus pour appliquer par pulvérisation ou par un autre moyen divers types d'additifs aux matières formatrices de fils, par exemple à l'endroit des moyens collecteurs ou en d'autres endroits. Ces moyens peuvent être reliés à une ou plusieurs sources d'additifs, par exemple amenés sous pression. On peut ainsi modifier comme on le désire les propriétés du fil composite, selon le type d'additif, pendant la fabrication et la formation du fil. Les moyens de pulvérisation peuvent pulvériser divers types d'additifs connus: ils comprennent par exemple des lubrifiants, du latex et des agents de peignage, des agents d'encollage, des liants, des treillis, des plastisols, etc.

Après la fabrication du fil composite solidaire, on peut alors le soumettre à tout traitement classique, par exemple à une torsion, etc., au moyen d'appareils classiques, quand on désire former des fils. Ou encore, on peut enrouler le fil en rouleaux et ensuite le traiter si on le désire.

Dans l'utilisation, on peut prévoir toute source appropriée de fibres discontinues; le type perticulier de fibres discontinues sera choisi selon les propriétés que l'on désire donner au fil composite solidaire. D'autre part, on peut régler la longueur des fibres comme on le désire quand on utilise une source de matière première pour les fibres discontinues.

On peut monter plusieurs briseurs dans une même machine, chacun alimentant une surface collectrice séparée. On peut prévoir, si on le désire, plus de deux sources séparées de fibres discontinues, selon le type de produit désiré et les propriétés désirées pour ces produits.

Des formes d'exécution selon l'invention seront maintenant décrites, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé, dans lequel:

- la fig. 1 est une vue en coupe d'une machine de fabrication de fils composites;

- la fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la fig. 1, la machine étant pratiquement celle de la fig. 1, si ce n'est qu'elle comprend un élément supplémentaire décrit ci-après;

- la fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la fig- 1,

- la fig. 4 montre un dispositif de fausse torsion, partiellement en coupe;

- la fig. 5 est une vue en coupe d'une broche tubulaire pouvant être utilisé en variante comme composant dans la machine;

- les fig. 6 à 11 représentent schématiquement les diverses sources de matières premières;

- la fig. 12 est une vue en coupe d'un autre mode d'exécution;

- la fig. 13 est une vue en coupe suivant la ligne 13-13 de la fig- 12;

- la fig. 14 est une vue en coupe suivant la ligne 14-14 de la fig. 12;

- la fig. 15 est une vue de dessus d'un autre mode d'exécution;

- la fig. 16 est une vue aggrandie du fil composite après dépôt de la deuxième matière formatrice de fil;

- la fig. 17 est une vue aggrandie du fil après un nouveau traitement.

Sur la fig. 1, les divers supports ou éléments de bâti sont appelés F. La machine comporte une entrée 16 destinée à

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l'introduction des divers types de second matériau fibreux. Elle comprend deux rouleaux d'introduction à pression 18 et 20, à deux positions, montés sur des arbres respectifs 22 et 24 qui sont mis en rotation en sens opposé par des moyens appropriés. Dans un mode d'exécution préféré, le rouleau 18 s'adapte à l'intérieur des bords circonférentiels du rouleau 20 de manière à empêcher la sortie de matière entre les bords latéraux des rouleaux.

Les rouleaux 18 et 20 sont situés à l'intérieur d'une cavité 26 qui comprend une chambre allongée munie d'une partie inférieure de forme circulaire. A l'intérieur de la partie inférieur se trouvent deux rouleaux à aiguilles 30 et 32 montés sur un arbre commun 34, des moyens d'entraînement appropriés (non représentés) étant prévus pour faire tourner les rouleaux. Les rouleaux à aiguilles 30 et 32 peuvent être entraînés à une vitesse superficielle un peu plus grande que les rouleaux de pression 18 et 20, de manière à assurer une légère action de peignage des fibres. Les rouleaux 30 et 32 peuvent être de construction classique. Quand les rouleaux 30 et 32 sont entraînés à une plus grande vitesse que les rouleaux 18 et 20,

outre une action de peignage, il se produit aussi une paralléli-sation des fibres, le degré de celle-ci dépendant de la différence de vitesse de rotation.

Les rouleaux 30 et 32 (fig. 3) sont montés avec un espacement 38 entre eux; de préférence, les rouleaux présentent la structure indiquée par la fig. 1 et comprennent des moyens permettant d'engendrer une aspiration ou une pression négative au point où les fibres sont amenées aux rouleaux 30 et 32 ou au voisinage de ce point. Les moyens d'aspiration comprennent un conduit 40 relié à une source (non représentée) d'aspiration d'air. Le conduit 40 se trouve dans une chambre 42 à l'intérieur de la surface du rouleau et la chambre 42 communique avec la surface des rouleaux 30 et 32 par de multiples ouvertures 44 (fig. 3). La chambre 42 s'étend seulement sur une partie de la circonférence des rouleaux 30 et 32 et la création d'un vide partiel facilite le dépôt des fibres sur les rouleaux à aiguilles. Ainsi, dans ce mode d'exécution, la surface extérieure des rouleaux 30 et 32 est libre de tourner relativement à la chambre 42.

Les rouleaux à aiguilles 30 et 32 peuvent facultativement comporter une ou plusieurs lames 48 ou moyens de coupe similaires montés avec une certaine inclinaison relativement à leur axe transversal et entre les rangées adjacentes d'aiguilles 50. On peut aussi utiliser divers équivalents de ces aiguilles sur les rouleaux 30 et 32.

Des moyens d'application de pression peuvent aussi être prévus à l'intérieur des rouleaux 30 et 32 pour transférer les fibres, portées par ces rouleaux, à l'étape suivante et au composant suivant de l'appareil. Ainsi, on peut utiliser une source de gaz sous pression, par exemple d'air, transporté par un conduit 52 à l'intérieur des rouleaux 30 et 32, de sorte que l'air arrive à l'extérieur des rouleaux 30 et 32 à travers les ouvertures 44 au point de sortie des fibres, comme l'indique la référence 60. A cet effet, l'appareil comprend aussi un orifice de sortie 62 où les fibres sont transférées sur deux briseurs opposés 70 et 72, situés respectivement en face des rouleaux 30 et 32.

La structure des briseurs est bien connue. En bref, les briseurs comprennent une surface extérieure tournante sur laquelle sont montées de multiples aiguilles ou dents 74; les briseurs sont espacés l'un de l'autre sur un arbre commun 76, avec un espacement ou ouverture 79.

Des moyens d'entraînement appropriés 85 entraînent les briseurs 70 et 72. Les briseurs sont montés dans une cavité 78 de l'appareil. A l'endroit où les fibres sont transférées des rouleaux 30 et 32 sur les rouleaux 70 et 72, la cavité 78 comprend une autre partie évidée 80, dont la fonction est décrite ci-après.

Lorsque les dents 74 des briseurs 70 et 72 s'appliquent aux fibres, étant donné les forces de frottement à la surface à grande vitesse des rouleaux de briseur, il se produit un peignage et un étirage supplémentaires des fibres, que l'on peut régler à volonté en faisant varier la vitesse de rotation du briseur. Les briseurs 70 et 72 peuvent être mis en rotation à des vitesses différentes de manière à communiquer aux fibres des degrés différents de peignage et d'étirage.

La structure de briseur de la fig. 1 comprend des moyens de déviation servant à retirer les fibres des dents 74 du briseur 70 en un point espacé du point où les fibres subissent leur action. Un moyen préféré est constitué par une source d'air comprimé (non représentée) portée par le conduit 84, à l'intérieur du briseur 70 et dirigeant de l'air à travers des ouvertures 86 de la surface du briseur. Les ouvertures 86 communiquent avec l'extérieur du briseur de manière à libérer les fibres des dents 74. Ces moyens préférés agissent conjointement avec les forces centrifuges du briseur 70 de sorte que les fibres sont libérées des aiguilles et projetées dans la cavité 80 qui guide les fibres «libres» vers la partie centrale de la cavité 80.

Entre les briseurs 70 et 72 sont prévus des moyens collecteurs constitués par une structure de gorges destinée à recevoir les fibres du briseur 70 et à former une couche de celles-ci. Les moyens collecteurs comprennent un rouleau central muni de deux parois latérales obliques opposées 90 qui rencontrent deux autres parois obliques 92 qui, dans la zone centrale, forment la surface collectrice. Le rouleau intérieur collecteur de fibres peut tourner sur le même arbre que les rouleaux de briseur 70 et 72. Les régions extérieures des parois 92 comprennent de préférence de multiples ouvertures 96 communiquant avec l'intérieur de la zone centrale de la structure et munies de moyens d'aspiration facilitant le dépôt des fibres dans l'auge collectrice. La partie centrale de la structure (voir par exemple la fig. 2) comprend une cavité 83 contenant le conduit 81, reliée à une source d'aspiration qui sert à créer un vide partiel dans la chambre 83. Cela permet à l'air extérieur d'être aspiré dans la cavité 83 par les ouvertures 96.

Le briseur 72 est également de préférence construit de façon similaire au briseur 70. Ainsi, les fibres transportées jusque sur les aiguilles 74 du briseur 72 sont déposées sur la surface collectrice ou l'auge au moyen d'une cavité 97 (similaire à la cavité 80). L'extrémité de la cavité 97 est en avance, dans le sens de mouvement des fibres, sur le point où les fibres venant de la cavité 80 sont déposées sur la surface collectrice. Si on le désire, on peut utiliser une disposition similaire, décrite plus haut à propos du briseur 70, sous la forme d'un jet ou source d'air comprimé, pour retirer les fibres des aiguilles 74.

On utilise un rouleau de pression 100 (fig. 1) en un point situé après celui où les fibres venant du briseur 70 sont déposées sur la surface collectrice. De préférence, le rouleau 100 est situé en avance sur le point où les fibres venant du briseur 72 sont déposées de sorte qu'il se trouve entre les deux points d'où les fibres venant des premier et deuxième briseurs sont déposées.

La source de matière fibreuse destinée à l'alimentation peut prendre la forme de n'importe quel dispositif classique représenté par les fig. 6 à 11. Ainsi, sur la fig. 6, on peut utiliser n'importe quelles fibres discontinues sous forme de ruban de carde ou de mèche pour la convertir en filé ou produit de fil par l'appareil et le procédé de l'invention. Sur la fig. 7, on peut utiliser les multifilaments ou monofilaments pour alimenter le système de fil, soit par l'intermédiaire de l'extrudeuse 120 de manière à former un revêtement de résine polymère utile à la fabrication de fils composites à plusieurs constituants, soit directement sans revêtement de polymère en les amenant directement au rouleau de consolidation de cordon de fibres. Comme le montre la fig. 8, un ruban orienté de polypropylène ou tout autre film de polymère approprié peut être amené

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directement dans l'ensemble où l'on peut le fibriller en fibres individuelles et convertir celles-ci en filé ou en produit de fil, ce qui donne des améliorations économiques évidentes. Sur la fig. 9, un film est un câble classique, fabriqué pour l'obtention de fibres discontinues qui peuvent être converties en filés soit en support continu soit en fibres discontinues qui sont coupées par les lames 48 montées dans les rouleaux d'introduction (fig. 3). Sur la fig. 3, l'un des rouleaux 30 est muni de lames 48; tous deux peuvent comprendre des lames si on le désire.

Sur la fig. 10, on peut amener à la machine de la fig. 4 tout vole de fibres discontinues disposées au hasard et les convertir directement en filés ou en produits de fil. Sur la fig. 11, on peut amener dans l'appareil des rouleaux de carde de longues fibres discontinues de liber, par exemple de jute, de ramie, de lin, etc., les diviser en fibres plus courtes au moyen des rouleaux 30 et 32 et ensuite les convertir en filés ou produits de fil.

Si on le désire (fig. 1), on peut introduire un liant entre fibres entre les points où les premières fibres sont déposées dans la gorge collectrice et le point où les deuxièmes fibres sont également déposées. A cet effet, on peut utiliser tout moyen approprié tel qu'une extrudeuse 120 pour extruder un liant entre fibres, fondu ou au moins semi-fondu, 122, par exemple une matière polymère, sur la couche de la première matière fibreuse.

Comme le montre la fig. 1, la machine peut comprendre des moyens permettant d'appliquer une pression différentielle à proximité du point où les deux couches partiellement consolidées de matière formatrice de fils quittent la surface collectrice ou auge. Ces moyens de pression différentielle peuvent être similaires à ceux qui sont décrits plus haut; ainsi, la fig. 1 indique un conduit 77 qui mène à une source de dépression (non représentée). La source de dépression peut fonctionner conjointement avec des moyens similaires utilisés dans l'invention. Dans ce mode d'exécution particulier, les moyens de dépression agissent de manière à éliminer la poussière ou le duvet du fil formé et de l'auge où l'on a retiré le fil. La surface tournante est ainsi nettoyée et prête à recevoir une nouvelle couche de fil sans souiller celle-ci.

Après la formation de la matière composite, on peut traiter le produit obtenu, si on le désire, par exemple le soumettre à un couple de torsion en le faisant passer à travers un dispositif de torsion approprié (fig. 4). Le dispositif de la fig. 4 est en partie une broche classique de fausse torsion à grande vitesse et certains de ces dispositifs sont capables de fonctionner à des vitesses de 1 000 000 de tours/mn. La partie 300 qui n'est pas classique comprend un corps 302 placé autour d'une broche et présentant une chambre intérieure 304 et un conduit de sortie d'air 306. L'entrée où entre le fil composite est entourée d'une ouverture 308 qui communique avec la chambre 304 et lorsqu'on applique une dépression, les fibres du fil composite sont amenées à se dresser vers l'extérieur, donnant un fil «poilu». Le reste du dispositif de torsion est classique et bien connu.

Par suite de la torsion appliquée à la matière qui traverse le dispositif de torsion, le premier cordon de fibres, qui est retenu par le point de serrage créé par la pression du rouleau de pression en rotation, est soumis à une torsion consolidée plus forte tandis que la deuxième couche de fibres, venant du deuxième briseur 72, se trouve en contact avec le premier cordon de fibres préalablement tordu, ce qui applique à la deuxième couche de fibres une torsion relativement lâche dans le même sens autour du premier cordon de sorte qu'il se forme un plus grand ballon de bouts de fibres à l'entrée de la broche de fausse torsion; de préférence, on facilite cela en montant par dessus l'entrée de la broche un élément pouvant assurer une aspiration ou un champ électrostatique de manière à rendre optimale la torsion de ces fibres peu serrées, légèrement retenues sous tension, ce qui est encore favorisé par le fait que le tube de broche de fausse torsion présente une entrée de préférence dentelée. Les moyens d'aspiration ou moyens de création d'un champ électrostatique peuvent être constitués par tout composant approprié, capable de jouer le rôle désiré.

Les composants ci-dessus et le procédé pratiqué au moyen de ceux-ci entraînent, avec le tube de broche de fausse torsion intérieurement étroit, grâce aux forces de frottement et de retenue de fibres indiquées plus haut, une torsion des bouts libres en sens opposé à la torsion du cordon intérieur de fibres, quand la broche tourne dans le sens de la torsion du cordon intérieur de fibres, mais pour obtenir la torsion opposée désirée, il faut que la broche tourne à une vitesse notablement supérieure à celle de la couche intérieure du cordon, de manière à former le filé désiré à double torsion en sens opposé.

On a aussi représenté (fig. 2) une version modifiée qui comprend un disque de frottement et facultativement, un type de broche différent. Pour le reste, la disposition de la fig. 2 est pratiquement identique à celle de la fig. 1.

Dans cette variante, on a prévu un disque de frottement 130 monté sur un arbre approprié et entraîné par des moyens appropriés (non représentés). Un élément inférieur de bâti 132 contient un évidement 134 dans lequel le disque 130 est conçu pour tourner. Le disque 130 s'applique effectivement à la surface de l'évidement 134. Comme on l'a représenté (fig. 2), une fois que la structure de fil composite obtenue a été retirée de la surface collectrice, elle peut facultativement passer à travers une broche tubulaire 140 puis entre la surface de l'évidement 134 et le disque 130. En faisant seulement passer la matière entre le disque 130 et la surface de l'évidement 134, on peut la soumettre à une torsion à sens unique qui donne un fil tordu à sens unique qui, tout en étant utile à de nombreux usages, n'a pas tous les avantages du fil décrit plus haut.

Le disque 130 peut fonctionner sur le même arbre que l'ensemble d'amenée de fibres et de consolidation de fil, si on le désire, et on peut utiliser en variante, à cet effet, des moyens d'entraînement séparés. De préférence, le disque 130 présente une surface conique (fig. 2) et la surface de l'évidement 130 est aussi conique.

Pour réaliser dans un mode d'exécution préféré la même double torsion que ci-dessus, avec une broche du type à fausse torsion, on peut prévoir un dispositif à broche tubulaire à entraînement aérodynamique 140 (fig. 5) situé entre le disque de frottement 130 et la gorge de consolidation du cordon de fibres 92. La broche comprend une entrée 200-destinée à recevoir le fil et qui s'ouvre vers une chambre conique 202 qui mène à une chambre à air munie d'un disque tubulaire 204 qui présente une surface dentelée. Le disque 204 est monté librement et une source d'air comprimé venant des conduits 206 et menant à la chambre par des passages communiquants fait tourner le disque à une grande vitesse qui dépasse notablement la vitesse du cordon intérieur de fibres servant de support et entraîné par le disque. Le disque 204 sert d'appui au cordon de fibres, qui est sous tension, pendant qu'il passe à travers le disque 204. Il joue le rôle d'un palier sur lequel est entraînée la broche tubulaire. De préférence, dans ce dispositif, l'air comprimé est introduit dans la chambre où le disque 204 est monté, en divers points entourant le disque. Des orifices de sortie d'air comprimé sont indiqués par la référence générale 208; on peut prévoir des conduits 210 communiquant avec les conduits 208 de sorte que le fluide sous pression qui s'échappe diminue la pression de la chambre 202. On peut aussi prévoir des conduits 214 communiquant avec l'entrée 206 et avec les conduits 208 de manière à créer une aspiration à l'entrée, là où le fil entre dans le dispositif et avant son entrée dans le dispositif à disque flottant. Ainsi, on peut utiliser toute disposition similaire pour communiquer la fausse torsion fondamentale grâce à tous moyens de torsion par frottement et y ajouter un couple de torsion tubulaire séparé, tous deux agissant dans le

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même sens de torsion à condition que le tube fonctionne à des vitesses de torsion notablement supérieures à celle du fil qui traverse un dispositif de torsion par frottement et que le tube soit conçu pour répondre aux conditions fondamentales ci-dessus.

Ce dernier mode d'exécution présente des particularités plus avantageuses que le dispositif de fausse torsion de la fig. 4, en ce sens qu'on peut actionner le disque de torsion et le tube de torsion séparé à des vitesses superficielles de torsion aussi différentes qu'on le désire, et même en sens opposés. Cela permet de fabriquer un type nouveau de fil dans lequel le cordon de fibres subit d'abord une prétorsion dans un sens et ensuite en sens opposé dans la broche tubulaire, ce qui force la deuxième couche de fibres pratiquement lâche à se tordre dans le même sens, augmentant ainsi notablement la torsion du fil tordu dans un seul sens. La torsion communiquée à la couche intérieure de fibres par le dispositif de fausse torsion a tendance à se défaire, ce qui amplifie le caractère poilu désirable de la surface extérieure et toute perte de torsion est immédiatement compensée par la possibilité de faire tourner la broche tubulaire, qui peut être montée de la façon décrite plus haut ou encore après le disque de frottement tournant qui applique la torsion, à la plus grande vitesse que l'on désire qui force les bouts libres à se tordre autour du cordon intérieur par une torsion véritablement à bout libre, dans des conditions variables que l'on peut régler de façon poussée de manière à donner à très grande vitesse des filés tordus de façon linéaire à bout libre, pratiquement dans un seul sens, à partir de tout type de fibres discontinues pouvant être traité par les moyens d'introduction de fibres indiqués par les fig. 3 et 6 à 11. On peut rassembler le fil composite obtenu par le procédé ci-dessus selon des techniques classiques et l'enrouler sur des rouleaux comme indiqué en 146.

D'autres modes d'exécution de l'invention sont représentés sur les fig. 12 et 14 auxquelles on se référera maintenant.

Le bâti ou les supports de l'appareil de fabrication de fils composites de la fig. 12 sont désignés par la référence F' et comprennent deux rouleaux de pression d'introduction 402 et 404 montés sur des arbres respectifs 406 et 408. Comme on l'a représenté, des embouchures 410 et 412 sont prévues pour permettre de faire arriver diverses matières de formation de fils aux rouleaux de pression respectifs 402 et 404.

Une première source de matière formatrice de fils 414 est amenée par le rouleau de guidage 416 à travers l'embouchure 410 au rouleau de pression 402 et sort par la partie de sortie 418 pour arriver à un rouleau à aiguilles désigné par la référence générale 420. De même, une matière de formation de fil 418 est amenée autour d'éléments de guidage appropriés 419 à l'embouchure 412 du rouleau de pression 404 puis déposée sur le rouleau de briseur 452. On comprend que des moyens appropriés sont prévus pour faire tourner les rouleaux 402, 404, 420 et 452. La structure de ces rouleaux est similaire à celle que décrite en regard de la fig. 1 et on ne la décrira pas en détail.

Comme on l'a représenté, le briseur 420 est monté sur l'arbre 422; le briseur 420 comprend des aiguilles 428 et des lames ou coiiteaux 430, l'effet étant une action de peignage et de parallélisation des fibres. Comme on l'a indiqué, une chambre 424 est prévue à l'intérieur du briseur 420 sur au moins une partie de la circonférence de celui-ci; la chambre 424 communique avec la partie extérieure par des ouvertures prévues dans la surface du briseur 420. De façon similaire à ce que l'on a décrit en regard de la fig. 1, des conduits 426 sont prévus à l'intérieur de la chambre 424 et sont reliés à des moyens (non représentés) servant à retirer de l'air par le conduit ce qui crée une aspiration dans la chambre 424, facilitant ainsi le dépôt et la retenue des fibres sur la surface du briseur 420.

Si on le désire, dans l'appareil de la fig. 12, on peut prévoir une autre chambre 432 qui communique avec un conduit 434 relié à une source de gaz sous pression, par exemple d'air; le gaz sous pression facilite ainsi le transfert des fibres discontinues peignées et étirées sur un rouleau collecteur désigné par la référence générale 436.

Le rouleau collecteur 436 est monté sur l'arbre 437 et joue un rôle similaire au rouleau collecteur décrit en regard de la fig. 1. Ainsi, le rouleau collecteur 436 comprend deux parois latérales obliques 438 et une auge collectrice centrale 440 munie d'ouvertures (non représentées). Ces ouvertures communiquent avec une cavité 444 située à l'intérieur du rouleau collecteur 436 sur une partie de sa circonférence. Des conduits 432 communiquent aussi avec la cavité 444 et sont reliés à des moyens (non représentés) servant à retirer de l'air à travers le conduit; cette création d'un vide partiel facilite le dépôt et la retenue des fibres discontinues sur l'auge collectrice 440.

Dans le mode d'exécution représenté, on a prévu un rouleau de pression 446 qui peut tourner autour de l'arbre 448 et qui est relié par le bras 450 au bâti F. Le rouleau de pression 446 joue un rôle similaire à celui que l'on a décrit pour le rouleau de pression 100 dans le mode d'exécution de la fig. 1.

Comme on l'a dit plus haut, la deuxième matière formatrice de filés 418' est amenée à l'appareil, en particulier par l'embouchure 412 et elle est amenée du rouleau 404 au briseur

452 qui est monté sur l'arbre 453'. Le briseur 452 tourne dans le sens indiqué par la flèche et il est de structure similaire à celle que l'on a décrite pour le briseur 420. Ainsi, un conduit

453 situé à l'intérieur de la cavité 454 est relié à un moyen d'application d'aspiration de sorte que les fibres sont retenues sur la surface du briseur 452.

D'autre part, une autre cavité 456 est reliée par le conduit 457 à une source de gaz sous pression de manière à transférer les fibres discontinues du briseur au rouleau collecteur 436.

La première matière formatrice de fils 414 passe par le briseur 420 et une couche de fibres discontinues est déposée sur l'auge collectrice 440 du rouleau collecteur 436. La couche de fil obtenue, après avoir passé sous le rouleau de pression 446, est retenu; le rouleau de pression 446 a aussi pour rôle d'appliquer une tension au cordon et de renforcer la consolidation et la formation du fil solidaire comme on l'expliquera plus loin. Sur le cordon ou filament 470 est alors déposée une deuxième couche de fibres venant du rouleau de briseur 452. La matière composite obtenue est alors transformée en un fil solidaire par d'autres étapes que l'on décrira plus en détail.

Dans une variante, on peut former un produit de fil composite en utilisant un liant entre fibres. A cet effet, on peut prévoir une extrudeuse 460 qui comprend une entrée 462 servant à amener le liant à l'extrudeuse et une filière 464 servant à extruder un filament ou cordon 468 du liant. L'extrudeuse 460 extrade un liant entre fibres, fondu ou au moins semi-fondu, tel qu'une matière polymère, sur la matière formatrice de fils 470, après quoi on peut y déposer une nouvelle couche de fibres venant du rouleau à aiguilles 452.

Dans un autre mode d'exécution encore, on peut prévoir un cordon ou filament d'une matière support qui passe à travers la filière 464, de sorte que le cordon est revêtu du liant entre fibres ou que celui-ci lui est appliqué autrement. Ainsi, comme le montre la fig. 12, le support 510 ou 512 passe sur un rouleau de guidage 514 puis à travers l'extrudeuse 464 pour arriver au rouleau collecteur 436. Dans ce mode d'exécution, on peut utiliser si on le désire une seule source de matière fibreuse. On obtiendrait ainsi un fil à trois constituants comprenant un support intérieur, un liant entre fibres et une couche extérieure de matière fibreuse.

Dans une variante des modes d'exécution ci-dessus, on peut utiliser un cordon de support 512 sans le revêtir d'un liant entre fibres. Pour y parvenir, on peut amener le support 512 à

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la filière 464 de l'extrudeuse pendant qu'elle est «sèche» ou hors d'action. Ainsi, on peut obtenir un fil comprenant un support intérieur et une couche extérieure de fibres de mèche entrelacées à celui-ci.

En outre, on peut soumettre le support 512 à d'autres étapes si on le désire. Ainsi, comme le montre la fig. 12, on a prévu un dispositif d'aspiration 518; le dispositif d'aspiration 518 est placé à l'intérieur de la cavité 520 du bâti F et présente un corps 519 et une cavité intérieure 522. La cavité 520 est reliée à des moyens d'aspiration (non représentés) et par des ouvertures 524 de l'intérieur du corps 519, l'aspiration est communiquée à l'intérieur 522, à travers lequel passe le support 512. La dépression tend ainsi à «dilater» le support 512. Dans le cas où le support 512 est une matière fibreuse, la dépression donne ainsi à sa surface extérieure un caractère plus «poilu» qui renforce les propriétés d'entrelacement de la matière de support aux fibres discontinues quand on les soumet à une opération de torsion.

Le support 512 peut alors passer par un conduit intérieur 530 du bâti F pour arriver au rouleau collecteur 436. Si on le désire et comme le montre la fig. 12, un rouleau applicateur 534 peut être monté à l'intérieur de la cavité 536. La cavité 536 peut contenir un agent 538 servant à traiter le support 512; des agents de ce genre peuvent comprendre par exemple des colles, des lubrifiants et d'autres agents de ce genre connus de l'homme de l'art. Après les étapes ci-dessus, le support 512 est juxtaposé à l'auge 440 du rouleau collecteur 436 de la façon décrite plus haut.

Facultativement, un autre rouleau de pression 472 peut être prévu pour soumettre la matière composite à une opération de consolidation partielle. Dans ce mode d'exécution, le rouleau de pression 472 faciliterait la création d'un point de serrage pour une opération de torsion. Il est entendu que le rouleau de pression 472 peut être monté de toute manière connue de l'homme de l'art.

Comme on l'a dit, on peut utiliser de nombreux types différents de matières aussi bien pour la formation d'un cordon support que pour la formation de fibres discontinues. Dans un mode d'exécution, on peut utiliser une matière thermoplastique à bas point de fusion et dans un autre mode d'exécution, de ce genre, la matière peut encore être soumise à une autre opération. A cet effet, des moyens de chauffage 486 peuvent être incorporés au dispositif pour traiter encore le fil 474 préalablement revêtu d'une matière thermoplastique. Les moyens de chauffage 486 peuvent comprendre une zone de chauffage à travers laquelle passe le cordon 474 de sorte qu'il est rendu collant. Après le passage par les moyens de chauffage 486, on peut y juxtaposer une nouvelle source 488 de matières fibreuses. A cet effet, on peut utiliser tous moyens appropriés, y compris des moyens pneumatiques, pour déposer ces fibres sur le cordon 474.

Après la formation du filé composite selon l'un des modes d'exécution ci-dessus, on peut utiliser des moyens de transformation pour transformer le filé composite obtenu en un fil consolidé (c'est-à-dire solidaire). Ces moyens de transformation, comme on l'a indiqué à propos des fig. 1,4 et 5, peuvent prendre plusieurs configurations différentes et on parlera ici de quelques-unes de ces configurations.

Sous un aspect, le filé composite rétiré du rouleau collecteur 436 peut passer sur le rouleau 476 monté sur l'arbre 478 pour arriver à un dispositif de torsion désigné par la référence générale 480. Le dispositif 480 est d'un type classique bien connu et il n'est pas nécessaire de le décrire ici.

En variante, dans un mode d'exécution de l'invention, on prévoit à l'intérieur du bâti F un conduit 490 qui est relié à une source de gaz sous pression tel que l'air. A l'intérieur du conduit 490 est monté un corps 492 de configuration conique inversée, des ouvertures 496 des parois du corps 492 assurant la communication entre le conduit 490 et l'intérieur 494 du corps 492. Comme l'indique schématiquement la fig. 12, le gaz sous pression qui entre dans les ouvertures 496 prend une configuration en tourbillon dans l'intérieur 494 de sorte que la couche extérieure de matière fibreuse est élargie. Un conduit de sortie 498 est prévu pour la sortie du gaz sous pression.

On peut alors faire passer le filé composite à travers le dispositif de torsion 480 dans lequel, par suite de la torsion appliquée à la matière qui traverse le dispositif de torsion 480, le cordon intérieur de fibres qui est retenu par le point de serrage créé par la pression du rouleau de pression en rotation est soumis à une torsion plus ferme de consolidation de fibres. Par suite des forces de frottement et de retenue déjà mentionnées, la broche du dispositif de torsion tournant dans le sens de la torsion du cordon intérieur de fibres, la couche extérieure de fibres est tordue en sens opposé autour du cordon intérieur. Le cordon intérieur tend à se détordre mais cela a pour effet que les fibres extérieures se tordent de façon beaucoup plus serrée, de sorte qu'une torsion est fixée dans le fil.

Comme on l'a indiqué, au lieu de faire passer le fil à travers le dispositif de torsion 480, on peut le faire passer sur un rouleau de consolidation entraîné indiqué par la référence générale 508. Comme on l'a indiqué, le fil qui sort du dispositif de torsion 480 peut passer sur un rouleau de guidage 482 pour arriver au rouleau de bobinage 484 ou bien être directement enroulé sur ce dernier, selon la configuration géométrique de l'appareil.

Dans un autre mode d'exécution encore, le filé composite peut passer à travers un dispositif de torsion indiqué par la référence générale 500. Le dispositif 500 comprend un corps 502 muni d'une cavité intérieure 503 dans laquelle est montée une broche tubulaire 504 munie de fentes ou d'ouvertures 506 qui communiquent avec la cavité 503. La broche tubulaire 504 peut tourner à l'intérieur du corps 502 et une aspiration est appliquée à l'intérieur de la chambre 503 de sorte que les couches extérieures de fibres sont soumises à une pression négative. A son passage à travers le dispositif de torsion 500, le fil est tordu et grâce à l'aspiration appliquée, la couche extérieure de fibres s'enroule autour du cœur intérieur et, comme on l'a indiqué plus haut, bloque la torsion.

La fig. 15 montre un autre mode d'exécution, similaire à celui de la fig. 1 et que l'on va décrire maintenant.

Une première source de matière formatrice de fils 604 est amenée autour des guides 610 à un ensemble de formation de fibres désigné par la référence générale 606. L'ensemble 606 peut être alimentée en n'importe quelle matière appropriée de formation de fibres 604 comme celles dont on a parlé en regard des fig. 1 et 12.

Les fibres ainsi formées dans l'ensemble de formation de fibres 606 sont alors transférées à un ensemble de briseur comprenant un rouleau de briseur 612 qui tourne dans le sens indiqué par les flèches. De façon similaire, une deuxième source de matière de formation de fils 602 passe sur les guides 614 pour arriver à un deuxième ensemble de formation de fibres 608. Les fibres venant de l'ensemble 608 sont alors transférées sur un deuxième rouleau briseur 618. Il est entendu que les ensembles de formation de fibres et les ensembles briseurs peuvent être pratiquement identiques à ceux qui sont décrits plus haut.

Comme on l'a représenté, un collecteur formé d'un tambour ou rouleau tournant 620 est prévu, axialement, auprès des rouleaux de briseur 612 et 618; le tambour collecteur 620 comprend une auge collectrice centrale 622. De préférence, l'auge 622 présente des ouvertures à travers lesquelles une force d'aspiration est appliquée à sa surface.

En service les fibres discontinues placées sur le rouleau de briseur 612 sont déviées ou transférées à l'auge collectrice 622 par des moyens de déviation désignés par la référence générale s

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624. Comme dans le cas de la fig. 1, les moyens de déviation peuvent être des moyens pneumatiques ou d'autres moyens propres à effectuer le transfert des fibres discontinues à l'auge collectrice.

Après le transfert et le dépôt des fibres venant du rouleau de briseur 612 dans l'auge collectrice 622, un rouleau de pression 626 monté sur un bras 628 peut servir à consolider partiellement ces fibres et à en former une couche. Le rouleau de pression 626 peut être sollicité élastiquement vers l'auge 622 si on le désire.

Ensuite, les fibres discontinues venant du rouleau de briseur 618 sont déviées par les moyens de déviation 630 vers l'auge collectrice 622 en un point situé en aval de celui où la couche initiale de fibres est déposée. Ici encore, le transfert des fibres venant du rouleau 618 et leur dépôt peuvent être effectués par des moyens décrits plus haut ou par des moyens connus de l'homme de l'art.

Après le transfert des deux matières formatrices de fils aux moyens collecteurs 620, la matière composite peut passer par un dispositif d'élargissement désigné par la référence générale 632. Le dispositif 632 a pour rôle d'attirer la couche fibreuse extérieure comprenant les fibres de la deuxième matière formatrice de fils et à cet effet, il peut comprendre des moyens d'aspiration comme ceux qui sont désignés par la référence générale 518 sur la fig. 12.

Ensuite, les fils composites 634 peuvent passer par un composant approprié en caoutchouc ou en céramique 636 pour arriver à un dispositif de transformation ultérieure de fil 638. Le dispositif 638 applique au fil un gaz sous pression qui prend une configuration de tourbillon, comme on l'a décrit en regard de la fig. 12. Ensuite, le fil composite 634 est entraîné autour d'un rouleau de guidage 640, puis arrive au rouleau d'enroulement 642.

Dans une variante, on peut utiliser la source de matière de support pour fabriquer un fil composite. Une telle source est indiquée par la référence 644 et, comme l'indique la référence 646, le support peut être un multifilament. Un tel support multifilament peut alors passer par un dispositif d'élargissement 648 où il est soumis à une dépression ou aspiration, les filaments sont «élargis» ou «écartés» comme l'indique la référence générale 650.

Une fois que le support 644 a été soumis à la dépression, le support est ensuite juxtaposé à l'auge collectrice 622 et la matière fibreuse est déposée dessus.

Les divers rouleaux d'amenée, les rouleaux de briseur et le rouleau collecteur peuvent être entraînés individuellement ou par un moyen d'entraînement commun. Ainsi, comme on l'a dit plus haut, les vitesses de rotation des divers rouleaux peuvent être liées ou bien on peut faire varier la vitesse de rotation d'un rouleau par rapport à un autre. Des courroies d'entraînement reliées à un moyen d'entraînement approprié sont indiquées et désignées par la référence générale 652.

La fig. 16 est une vue agrandie du fil immédiatement après assortie de l'auge collectrice 622 du rouleau collecteur 620. Comme on peut le voir, les différentes fibres extérieures 660 sont enroulées en hélice dans un seul sens autour d'un cœur intérieur qui est formé de la première matière formatrice de fils.

La fig. 17 est un agrandissement du fil composite après son passage par le dispositif 632. Pendant qu'elles sont soumises à une force de torsion, les couches fibreuses extérieures sont soumises, comme on l'a dit, à une dépression ou à un autre moyen d'attraction similaire de sorte que les fibres extérieures s'entrelacent entre elles et au cœur intérieur. Lors du bobinage, l'entrelacement de la couche fibreuse extérieure permet la persistance d'une torsion positive dans le produit de fil composite.

Les rouleaux d'amenée 30 et 32 permettent l'introduction des fibres de façon plus réglée en ce qui concerne l'ouverture des fibres, la séparation, le nettoyage ainsi que la parallélisa-tion et selon le diamètre de ces rouleaux, on peut utiliser dans le procédé et l'appareil de l'invention des fibres discontinues notablement plus longues qu'il n'est nécessaire pour les cordons de fibres lorsque ceux-ci sont amenés directement au rouleau de briseur. Lorsqu'on applique une aspiration de l'intérieur et de l'extérieur de ces rouleaux, les inconvénients habituels, associés au filage et qui sont causés par le duvet et l'entortillement des fibres sont diminués dans une large mesure.

On voit que l'invention fournit une machine très peu encombrante pour la fabrication d'une fibre discontinue mélangée à 100% de n'importe quelle longueur et de filés composites de n'importe quelle composition quant au type de fibres discontinues, au teneurs en filaments et en résine polymère, et aussi des filés qui sont supérieurs par leur apparence, leur toucher, leur solidité et leur uniformité, à des vitesses linéaires de fabrication atteignant 610 m/mn et éventuellement beaucoup plus, avec des améliorations mécaniques supplémentaire si on le désire. Les fils à 100% de fibres discontinue de ce type peuvent avoir un titre de 100 tex ou encore plus fin tandis que le titre des fils composites contenant du polymère peut être d'environ 30 tex ou encore plus grossiers. Toutefois, aucune limitation technique de base ne semble empêcher d'étendre considérablement la gamme de titres dans les deux cas. En ce qui concerne la solidité, l'uniformité et l'apparence, ces fils contenant une torsion de sens opposé ou une torsion à sens unique spéciale dépassent les filés classiques obtenus par filage aux anneaux ou à bout libre, sans parler de la vitesse de fabrication énorme et du rendement énorme par broches qui sont possibles.

La machine selon l'invention permettra aussi de fabriquer de nombreux types de filés ayant des propriétés spéciales en ce qui concerne l'apparence, les qualités et la structure.

Exemples

Les tableaux I, II et III ci-après illustrent les résultats obtenus avec différentes réalisations de la machine selon l'invention. Dans les exemples 1 à 5 du tableau I, on utilise les deux ensembles d'introduction de fibres sans support ni filament, pour former un fil à un seul constituant à 100% de fibres discontinues qui a les propriétés indiquées.

Le tableau II illustre les résultats des exemples 6 à 10, utilisant différentes matières, dans la formation d'un fil composite à deux constituants. Dans le cas présent, on utilise les première et deuxième sources pour fournir comme matières en particules des fibres discontinues, en introduisant un support ou cœur de filament entre les deux amenées de fibres. Si on le désire, au lieu de ce qui précède, on peut utiliser l'une ou l'autre seulement des amenées de fibres discontinues au lieu de les utiliser toutes les deux.

Le tableau III illustre les exemples 11 à 16 où l'on forme des fils à trois constituants. Dans ce cas, on utilise les deux amenées de fibres en même temps qu'une amenée de support ou de filament à travers l'extrudeuse pendant qu'elle est en fonctionnement. Dans ce cas aussi, on pourrait utiliser l'une ou l'autre des amenées de fibres discontinues seulement.

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Tableau I un seul constituant 100% de fibres discontinues

N°

Vitesse m/mn

Dispositif de torsion tours/mn

Titre tex

Fibre type

%

Résistance à la traction, g.

Allongement

%

1

99,1

225 000

79

Polyester

100

1200

20

2

97,5

225 000

70

Polyester

75

900

16,6

Coton

25

3

274,3

700 000

60

Polyester

100

1000

15,4

4

182,9

400 000

65

Polyester

70

1125

16,2

Viscose

30

5

152,4

400 000

60

Coton

100

950

14,2

Tableau II Deux constituants Fibres enroulées autour d'un cœur central

N°

Vitesse m/mn

Dispositif de torsion tours/mn

Titre tex

Fibre type

%

type de cœur

%

Résistance

à la traction, g-

Allongement

%

6

91,4

225 000

60

Coton

33

fil ICS

66

450

35

7

457,2

50 000*

80

Polyester

20

fines

80

875

14,8

8

304,8

40 000*

100

Viscose

20

fines

80

750

15,2

9

304,8

700 000

40

Polyester

50

fil vis.

50

800

14,0

10

152,4

300 000

70

Polyester

51

ruban PP

49

1450

20,8

* Disposition de torsion d'un type différent Fil. Vis. Filament viscose PP Polypropylène

Tableau III Trois constituants Fibres discontinues - support—polymère

N°

Vitesse m/mn

Dispositif de torsion tours/mn

Titre tex

Fibre

Support

Polymère

Résistance

Allongement

%

type

%

type

%

type

%

à la traction g

11

304,8

20 000

330

Jute

32

ruban PP

34

PE

34

1850

19,8

12

609,6

20 000

100

déc. cot.

40

nylon

16

polyester

44

800

16,5

rebroyé

13

1310,6

40 000

40

polyester

38

nylon

24

nylon

38

600

16,4

14

609,6

18 000

25

Viscose

33

nylon

33

nylon

33

450

15,2

15

609,6

16 000

100

Viscose

33

verre

33

PP

33

1850

4,1

16

609,6

18 000

59

Acrylique

37

polyester

26

PP

37

835

21,9

PP — Polypropylène

PE — Polyéthylène déc. cot. — déchets de coton.

4 feuilles dessins

Claims (14)

616 967

1. Machine pour la fabrication d'un filé composite, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens d'amenée d'une première matière formatrice de filé sous forme de fibres individuelles, un cylindre rotatif à aspiration présentant une surface collectrice recevant la première matière formatrice de filé, des moyens d'amenée d'un matériau de liaison sous la forme d'un filament d'un liant pour fibres ou d'un cordon-support recouvert d'un liant pour fibres, des moyens d'amenée d'une seconde matière formatrice de filé sous forme de fibres individuelles, et un dispositif de transformation de l'assemblage des deux matières formatrices de filé et du matériau de liaison en un filé composite, le tout agencé de telle sorte que le matériau de liaison soit amené sur les fibres de la première matière formatrice de filé en aval dans la direction de déplacement de la surface collectrice par rapport à l'endroit où cette première matière formatrice de filé est mise en contact avec cette surface et que la seconde matière formatrice de filé soit amenée sur les fibres de la première matière formatrice de filé et sur le matériau de liaison en aval dans la direction de déplacement de la surface collectrice par rapport à l'endroit où ce matériau de liaison est mis en contact avec cette première matière formatrice de filé.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens d'amenée des première et seconde matières formatrices de filé sont conçus pour fournir des filaments coupés.

2

REVENDICATIONS

3. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens d'amenée du matériau de liaison comportent un dispositif d'extrusion (120) d'un filament (122) en un matériau thermoplastique collant.

4. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens d'amenée de la première et/ou de la seconde matière formatrice de filé comportent un dispositif de chauffage des fibres destiné à les amener à un état collant.

5. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le cylindre rotatif (30, 32) présente une gorge (38) s'éten-dant sur la circonférence de ce cylindre.

6. Machine selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le cylindre présente dans la gorge, un dispositif d'aspiration (40) destiné à maintenir les fibres sur le cylindre.

7. Machine selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les moyens d'amenée des première et seconde matières formatrices de filé comportent des premier et second briseurs (420, 452) présentant des moyens de transfert des fibres sur la gorge (38) du cylindre rotatif à aspiration (30, 32).

8. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens d'amenée d'un matériau de liaison comportent un dispositif (534, 536) de revêtement d'un cordon-support (512) avec un liant (538) pour fibres à l'état fondu.

9. Machine selon la revendication 1 ou la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte une chambre (536) destinée à contenir un apprêt (538), un rouleau-toucheur (534) et des moyens pour faire passer le cordon-support (512) à travers cette chambre de façon qu'il soit en contact avec le rouleau-toucheur.

10. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de transformation de l'assemblage des matières formatrices obtenu en un filé composite est constitué par une source de gaz sous pression (490) présentant une configuration de tourbillon.

11. Machine selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le dispositif de transformation (490) comprend une chambre tronconique percée d'ouvertures destinées à diriger un gaz sous pression à partir de l'extrémité la plus étroite de la chambre jusqu'à l'extrémité la plus large de celle-ci, cette chambre présentant des orifices de sortie à proximité de l'extrémité la plus large.

12. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de transformation de l'assemblage des matières formatrices obtenu en un filé composite comprend des moyens de fausse-torsion (140, 300).

13. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de transformation (300) de l'assemblage des matières formatrices obtenu en un filé renforcé comprend un dispositif de torsion présentant des moyens destinés à attirer vers l'extérieur au moins une partie des fibres formant la couche fibreuse externe dudit assemblage.

14. Machine selon la revendication 13, caractérisée par le fait que le dispositif de torsion présente une ouverture et des moyens d'aspiration reliés à cette ouverture.

Les machines de fabrication de filés composites connues consistent généralement en une simple juxtaposition de dispositifs particuliers formant ainsi une machine encombrante et dont les performances sont limitées quant à la vitesse de formation linéaire.