Procédé pour transformer des filaments continus directement en un fil contenant des fibres en mèche, appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé, et fil obtenu au moyen de ce procédé. L'invention comprend un procédé pour transformer des filaments continus directe ment en un fil contenant des fibres en mèche, un appareil pour la mise en oeuvre de ce pro cédé, ainsi qu'un fil contenant des fibres en mèche obtenu au moyen dudit procédé.
Le procédé que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'on fait passer un fais ceau composé de filaments continus à travers un dispositif de coupe à l'aide de moyens distincts dudit dispositif, ce dernier compor tant au moins deux surfaces, dont l'une est une surface coupante se mouvant dans la même direction générale que le faisceau, mais à une vitesse différente de celle du faisceau, de manière que ladite surface ait un mouve ment relatif par rapport au faisceau dans la direction longitudinale de celui-ci, tandis qu'entre la seconde surface et le faisceau, il y a aussi un mouvement relatif dans la di- rection longitudinale du faisceau,
les deux surfaces exerçant concurramment une pression sur le faisceau en un point de sa longueur, cette pression et ledit mouvement relatif entre les filaments du faisceau et les surfaces effectuant un sectionnement de filaments dans le faisceau en transformant ainsi le faisceau en un fil consistant entièrement en fibres en mèche.
En raison du mouvement relatif entre les filaments et le dispositif de coupe, il est pos sible de couper les filaments en n'exerçant sur eux qu'une légère pression à la surface de coupe. Le faisceau peut, par conséquent, n'être soumis qu'à une légère action de ser rage, et il en résulte que les filaments dont il est composé ne sont soumis qu'à une ten sion relativement faible.
On voit donc que le procédé que comprend l'invention ne repose ni sur l'étirage de fibres se présentant naturellement ou de fibres pré parées par découpage ou une opération ana logue, ni, d'autre part, sur le fait de soumettre des filaments "continus" à une opération d'étirage dans le but de les étirer jusqu'au point de rupture.
Dans une forme d'exécution préférée du procédé, après la coupe d'un filament parti culier, une longueur de ce filament passe à l'état non coupé en regard de la surface de coupe pendant que s'effectue la coupe d'autres filaments, la coupe étant ainsi transférée de l'un à l'autre des filaments du faisceau jus qu'à ce que le filament particulier envisagé soit de nouveau coupé, et ainsi de suite. Comme les points de coupe sont distribués parmi les filaments, les filaments coupés sont transformés en fibres possédant une longueur moyenne qui dépend de la fréquence avec la quelle s'effectue la coupe des filaments.
On peut régler cette fréquence, et par conséquent la longueur moyenne des fibres, en réglant divers facteurs, par exemple en faisant en sorte que le faisceau possède un degré prédé terminé de torsion, comme il ressortira de ce qui suit.
Le mouvement de la surface coupante dans le même sens que les filaments favorise l'entraînement des filaments coupés du fais ceau jusque et au delà du point où le faisceau se trouve serré entre les deux surfaces, de sorte que la continuité de la matière se trouve maintenue en dépit de la conversion en fibres des filaments du faisceau. Le pressage des filaments contre la surface exerçant l'action de coupe peut avantageusement être effectué à l'aide d'un rouleau constituant la seconde surface du dispositif de coupe, ce-rouleau se mouvant aussi dans la même direction que les filaments de façon à faciliter l'avancement continu des filaments.
La surface coupante et la surface de pres sion du dispositif de coupe peuvent être l'une et l'autre avantageusement constituées par un rouleau et, dans un but de commodité, on appellera ci-après ces surfaces "rouleau cou pant" ou "rouleau presseur", suivant le cas, étant bien entendu toutefois que l'invention n'est pas limitée à l'application d'un rouleau pour l'une ou l'autre de ces surfaces.
De préférence, le rouleau presseur se meut au moins approximativement à la même vi- tesse et dans la même direction que le rou leau coupant. Par exemple, ces rouleaux peu vent être tous deux actionnés positivement à toute vitesse désirée qui, par rapport à la vitesse à laquelle les filaments passent entre ces rouleaux, assure le glissement nécessaire pour favoriser la coupe des filaments.
Il est toutefois commode d'actionner le rouleau pres seur par son contact avec le rouleau coupant rotatif, auquel cas sa vitesse est influencée par celle du rouleau commandé et, dans cer tains cas, jusqu'à un certain point, par la vitesse de passage des filaments.
On peut aussi effectuer la coupe des fila ments par l'inverse de la position qui vient d'être décrite, c'est-à-dire en se servant d'un rouleau coupant actionné par son contact avec un rouleau commandé positivement qui n'a pas nécessairement une action de coupe. Dans ce cas, le rouleau coupant presse lui-même sur les filaments. On peut aussi faire en sorte que les deux rouleaux aient chacun une action de coupe, des formes d'exécution de l'appareil que comprend l'invention, et pré sentant une disposition de ce genre, étant décrites plus loin.
De plus, on peut prévoir plusieurs points de pressage au lieu d'un seul à chaque dispositif de coupe, par exemple en disposant deux rouleaux presseurs en con tact avec un seul rouleau coupant, les fila ments parcourant l'arc du rouleau coupant qui s'étend de l'un à l'autre des deux points de pressage. De même, deux rouleaux cou pants peuvent travailler au contact d'un rou leau unique qui peut ou non être disposé de façon à exercer une action de coupe.
Pour faire subsister la continuité de la matière considérée dans son ensemble, pen dant la coupe des filaments, il faut éviter, de préférence, que le ou les rouleaux ayant l'ac tion de coupe effectuent, sous la pression ap pliquée, le sectionnement de plus d'un fila ment ou d'un nombre relativement petit de filaments du faisceau en un point quelcon que de sa longueur.
Par conséquent, l'action de coupe du ou des rouleaux est limitée, de préférence, dans les conditions de pression qui interviennent. Dans ce but, on emploiera une forme d'exécution de l'appareil que comprend l'in vention, cette forme d'exécution présentant un dispositif de coupe comprenant un rouleau fait d'acier ou d'une autre matière dure con venable et muni de cannelures qui sont géné ralement transversales à la direction du mou vement des filaments, ces cannelures étant munies de bords vifs sur lesquels les fila ments sont tirés pendant qu'ils glissent entre les rouleaux.
Par exemple, le rouleau peut présenter des rainures de forme semi-circu laire, rectangulaire, triangulaire ou d'une autre forme appropriée en section transversale et constituant avec la surface du rouleau un bord vif contre lequel les filaments sont pres sés. Bien que les cannelures puissent être dis posées parallèlement à l'axe du rouleau, il est avantageux qu'elles soient disposées hélicoïda- lement. De préférence, les rainures sont pré vues à de faibles intervalles autour de la périphérie du rouleau.
On peut faire tra vailler conjointement deux rouleaux ayant chacun une -action de coupe, par exemple un rouleau muni de cannelures parallèles à son axe et travaillant avec un rouleau cannelé hélicoïdalement, ou deux rouleaux à canne lures hélicoïdales dont les cannelures se croi sent ou font un angle à leurs point de contact.
Dans une autre forme d'exécution de l'ap pareil, le rouleau de coupe est un rouleau ayant le caractère d'un abrasif, par exemple d'un rouleau ou douille fait ou garni d'émeri, de carbure de silicium ou d'un abrasif ana logue dont la structure peut varier d'un grain fin à un grain assez gros. Les bords des grains de l'abrasif du rouleau entrent en prise avec les filaments sous la pression appliquée, ce qui coupe les filaments du faisceau en suc cession. On peut se servir de rouleaux de ce genre à la façon d'organes commandés con jointement avec un organe presseur non cou pant ou à la façon d'organes non commandés ou faire travailler conjointement deux rou leaux en abrasif. De même, on peut faire travailler un rouleau en abrasif avec un rou leau cannelé comme on l'a dit précédemment.
La surface coupante mobile peut aussi être établie sous forme d'une bande usante sans fin convenablement supportée pour permettre au faisceau d'être pressé contre elle.
Lorsqu'on effectue la coupe à l'aide d'un rouleau presseur non coupant travaillant con jointement avec une surface coupante telle que les rouleaux cannelés<B>OU</B> abrasifs ou la bande en abrasif précédemment mentionnés, le rouleau presseur peut être fait d'une ma tière non élastique et être d'une nature rigide, ou bien il peut être en une matière élastique, quoique de préférence munie d'un revêtement superficiel de quelque matière plus dure. Ainsi, le rouleau presseur peut comprendre un noyau en caoutchouc spongieux ou autre caoutchouc mou supportant une douille mé tallique, le caoutchouc constituant un mon tage élastique pour cette douille.
Dans ce cas, il est toutefois préférable que la douille soit suffisamment mince, par exemple de 0,5 mm, 0,25 mm ou même moins, pour être par elle-même flexible. Une telle douille as sure une longue durée du rouleau presseur. Un tube d'acier poli de l'épaisseur mention née convient particulièrement en vue de son emploi avec le noyau élastique.
On peut faire en sorte qu'un des rouleaux exerce la pression désirée sur l'autre rouleau en chargeant ce rouleau positivement, par exemple par un ressort, un poids ou un levier, mais il est commode de se servir d'un rouleau à chargement automatique de poids approprié. étant donné qu'une faible pression suffit pour réaliser l'action de coupe sur les filaments. On peut avantageusement monter un tel rou- leaû de façon qu'il repose par son poids pro pre sur l'autre rouleau et qu'il tourne libre ment par son contact avec cet autré rouleau.
Des rouleaux rigides peuvent être évidés et ainsi allégés de façon qu'ils .exercent automa tiquement la faible pression désirée.
Au lieu que la pression soit appliquée à l'aide d'une surface mobile comme celle qu'on obtient à l'aide d'un rouleau presseur rotatif, on peut se servir à cet effet d'une surface fixe, par exemple d'une pièce fixe reposant contre la surface coupante et convenablement chargée par son propre poids ou de quelque autre manière.
Les moyens pour faire passer le faisceau de filaments à travers le dispositif de coupe sont constitués, de préférence, par un autre dispositif à rouleaux, par exemple par une paire de rouleaux agencés pour serrer ferme ment les filaments et pouvant tourner à une vitesse qui excède la vitesse périphérique du ou des rouleaux coupants d'une valeur telle qu'on obtient le glissement désiré à la sortie du ou des rouleaux coupants. De préférence, on prévoit un serrage sensiblement dépourvu de glissement entre les rouleaux de serrage, afin que ces rouleaux déterminent la vitesse d'avancement des filaments à travers le dis positif de coupe.
Le faisceau de filaments peut ainsi passer entre les éléments d'une paire de rouleaux constituant le dispositif de coupe à une vi tesse qui, en dépit de la vitesse différente à laquelle on fait marcher le dispositif de coupe est sensiblement égale à la vitesse péri phérique d'une paire de rouleaux de serrage entre lesquels le faisceau passe ensuite après que les filaments du faisceau ont été section nés par le dispositif de coupe.
Les rouleaux de serrage peuvent être faits de toute matière convenable; par exemple, ils peuvent être faits ou garnis d'une matière élastique telle que le caoutchouc, le cuir ou le liège; ou bien on peut faire travailler un ou plusieurs rouleaux de ce genre contre un rouleau lisse ou muni de cannelures héli coïdales ou autres, par exemple un rouleau fait de métal, de résines synthétiques, d'acé tate de cellulose ou d'une matière dure ana logue. Ire même, on peut se servir de rou leaux présentant des rainures engrenantes, comme décrit dans le brevet français no 763514.
Dans tous les cas, il ne faut pas que la nature du serrage exercé par ces rou leaux soit telle qu'elle risque de détériorer les filaments. Comme il est suffisant qu'une pression relativement légère soit exercée sur le faisceau par le dispositif de coupe, la tension qui s'exerce dans le faisceau est fai ble par rapport à la grosseur du faisceau et surtout en comparaison avec la tension qui est nécessaire pour soumettre un faisceau de même grosseur à une charge de rupture. De plus, la faible tension qu'il suffit d'exercer dans le faisceau permet de communiquer un serrage adéquat à l'endroit des rouleaux de serrage sans charger exagérément les rou leaux.
I1 est préférable d'éviter toute action de coupe sur les filaments par des rouleaux de serrage.
Dans une forme d'exécution préférée de l'appareil selon l'invention, les moyens pour faire passer le faisceau à travers le dispositif de coupe comprennent un rouleau présentant des cannelures parallèles à son axe et dont les bords ne sont pas assez vifs pour couper les filaments et un autre rouleau fait d'une matière relativement molle, telle qu'un caout chouc de dureté moyenne, qui presse ferme ment les filaments contre le rouleau cannelé.
Quoique de tels rouleaux de serrage puis sent être tous deux actionnés positivement, il est commode de n'en actionner qu'un, par exemple le rouleau cannelé, et de presser l'autre contre-le premier avec le degré de pression désiré pour exercer une action de serrage ferme sur les filaments. Cette pres sion peut être exercée soit par le poids du rouleau presseur, soit à l'aide d'organes tels que des ressorts, poids ou leviers. Si ou le désire, on peut, pour serrer les filaments, se servir de plus de deux rouleaux, par exem ple de deux rouleaux presseurs conjointement avec un seul rouleau cannelé.
Il est préférable que la distance qui sé pare le dispositif de coupe des moyens pour faire passer le faisceau à travers ce dispositif soit telle que le produit contenant les fila ments sectionnés soit reçu et commandé par les rouleaux de serrage constituant lesdits moyens aussitôt après le sectionnement, les rouleaux de serrage agissant alors de façon à entraîner le faisceau vers et jusqu'à un dispositif collecteur. Les rouleaux de serrage pourraient toutefois précéder les rouleaux du dispositif de coupe, auquel cas leur vitesse serait inférieure à celle des rouleaux du dis positif de coupe, afin d'assurer la différence de vitesse nécessaire entre le faisceau de fila ments et les rouleaux du dispositif de coupe.
Le produit peut être recueilli de toute manière convenable. Ainsi, on peut le trans férer à un dispositif de moulinage qui lui communique une certaine torsion en même temps qu'il l'enroule sous forme d'une bobine ou autre masse désirée. Il est bien entendu toutefois que la torsion que le faisceau de filaments était susceptible de posséder primi tivement n'est pas sensiblement supprimée par l'opération de coupe des filaments, de sorte qu'elle subsiste dans le produit amené au dispositif collecteur. La torsion supplé mentaire susceptible d'être communiquée au produit lorsqu'on le recueille, par exemple en le bobinant à l'aide d'un dispositif à filer à cloche ou à anneau, s'ajoute au reste de cette torsion initiale.
Les filaments sont entrainés par les moyens faisant passer lesdits filaments à travers le dispositif de coupe à une vitesse suffisante pour assurer l'action de glissement désirée dans le dispositif de coupe. Cette vi tesse peut varier considérablement, par exem ple de 11/2 fois celle du rouleau coupant, à 2, 3, 4, 5, 6 fois celle dudit rouleau ou da vantage, le rapport de vitesse réel dépendant toutefois, jusqu'à un certain point, d'autres facteurs qui interviennent dans l'opération.
Les dispositifs de coupe et de serrage peu vent être placés de façon que le fil décrive un chemin horizontal ou légèrement incliné de l'un à l'autre ou qu'il décrive un chemin fortement incliné ou vertical, cette dernière disposition présentant des avantages en ce qui concerne la commodité du travail.
On peut faire passer les filaments en suc cession à travers deux ou plus de deux dispo sitifs de coupe. Ces dispositifs peuvent être tous de même construction, quoiqu'il puisse être nécessaire de régler la pression et le glissement dans une certaine mesure. C'est ainsi que le second dispositif aura de préfé rence une vitesse supérieure à celle du pre mier, et ainsi de suite.
Comme le dispositif de serrage constituant les moyens faisant passer le faisceau à ira- vers le dispositif de coupe travaille d'une manière sensiblement exempte de glissement, le faisceau de filaments peut être converti en un produit fibreux à une vitesse sensiblement égale à la vitesse périphérique des rouleaux de ce dispositif de serrage. En même temps, bien qu'une pression soit exercée sur les fila ments au dispositif de coupe, les filaments peuvent glisser sur la surface coupante à une vitesse qui peut être sensiblement la même que celle à laquelle le produit est fourni par le dispositif de serrage.
En d'autres termes, il n'est pas nécessaire qu'il se produise pen dant l'opération plus qu'un très faible allon gement du faisceau, à supposer même que le faisceau s'allonge puisque la conversion des filaments en fibres s'effectue en grande partie par une coupe et n'est pas subordonnée à un allongement des filaments jusqu'au point de rupture. Toutefois, pourvu que les pro priétés physiques des filaments soient sensi blement conservées dans les fibres produites, il est sans importance qu'un certain degré de réduction s'effectue ou non dans la grosseur du faisceau pendant son passage du dispo sitif de coupe au dispositif de serrage.
La conversion peut avoir lieu entre les limites d'une grande échelle de vitesse, le produit fibreux pouvant, par exemple, être constitué à une vitesse variant de l'ordre d'un ou quelques mètres par minute à 50, 75, 100, 150 mètres par minute ou davantage.
Dans les différentes formes d'exécution de l'appareil que comprend l'invention, les filaments fournis au dispositif de coupe pro viennent d'une ou plusieurs bobines ou autres dispositifs d'alimentation, le denier total des filaments conduits ensemble sous forme d'un faisceau à travers l'appareil pour y être trai tés simultanément correspondant au denier ou numéro du produit fibreux qu'on désire ob tenir. C'est ainsi que le denier peut être infé rieur à 100 pour la fabrication de fils de fibres en mèche très fins, ou qu'il peut être du denier<B>1</B>00, 150, 200, 300, 1000, 2000 ou davantage pour la fabrication de fils plus gros. Si on le désire, on peut réunir pour les traiter simultanément deux ou plus de deux faisceaux de filaments constituant 1e denier total désiré.
Ainsi qu'on l'a dit précédemment, la gros seur du faisceau peut rester sensiblement in variable pendant le passage dans l'appareil. De même, le. denier des filaments individuels peut varier selon les caractéristiques désirées pour le produit fibreux. On peut traiter si multanément des filaments de différents de niers de façon que le produit contienne des fibres de différents deniers.
Les filaments peuvent être sous forme d'un faisceau ne possédânt qu'une faible ou aucune torsion ou possédant un faible degré de torsion (par exemple jusqu'à 0,8, 1,2 ou 1,6 tour par centimètre). Si on le désire, les filaments peuvent provenir d'un dispositif de torsion qui élève leur degré de torsion à celui désiré pour l'opération.
Des dispositifs peuvent être prévus-pour amener les filaments au dispositif de coupe et, si on le désire, on peut se servir de ces dispositifs ou de .dispositifs distincts pour les déplacer dans la direction longitudinale des dispositifs de coupe et (ou) des dispositifs de serrage de façon à distribuer l'usure sus ceptible de se produire. Lorsque les filaments sont amenés au-dessous d'un rouleau chargé par son propre poids, il importe qu'ils soient guidés de telle manière que la tension qu'ils possèdent n'ait pas tendance à soulever le rouleau.
Le fil contenant des sections de fibres peut être recueilli sous forme d'une bobine ou masse de fil de tout type désiré, par exemple sous forme d'une bobine ou canette permettant au fil d'être employé immédiate ment pour le tissage, le tricotage ou d'autres opérations de fabrication de tissus. Par exem ple, le fil peut être conduit directement à une broche à filer à anneau ou à une broche à filer à cloche, selon le degré de torsion et la forme de bobine désirée, telle qu'une ca nette ou masse de .fil analogue, lorsqu'on se sert d'une broche à filer à anneau, ou une bobine d'ourdissage ou de tricotage, à l'aide d'un dispositif à filer à cloche.
I1 est préférable que l'enroulement du fil soit effectué de telle sorte qu'il facilite le déroulement subséquent, surtout dans le cas de bobines destinées à être déroulées axia- lement par la pointe et lorsque le fil est fin.
Ainsi, si le fil est enroulé sur une bobine à rebord à l'aide d'un dispositif à filer à cloche, il convient que le rebord supérieur de la bo bine se raccorde par une courbe graduelle au corps de la bobine. De plus, un mouvement tranversal assez rapide diminue la tendance au coincement qui résulte quelquefois d'un déplacement très lent produisant un enroule ment sensiblement parallèle.
Le procédé que comprend l'invention peut être appliqué à la transformation en un fil contenant des fibres en mèche, de différentes sortes de filaments continus, par exemple des filaments d'acétate de cellulose ou d'autres dérivés cellulosiques, des filaments de soie naturelle et des filaments de cellulose re constituée, par exemple de viscose, de cu- prammonium et de nitrocellulose. Ces fila ments peuvent être de deniers divers, par exemple du denier 4,5 ou au-dessus, ce de nier pouvant descendre à un denier ou au- dessous, surtout dans le cas de filaments ayant subi un étirage élevé. Des filaments creux peuvent aussi être transformés par le procédé suivant l'invention.
Le faisceau qui doit être converti en fils peut d'ailleurs con tenir des filaments de différents deniers et (ou) de différentes caractéristiques de couleur ou autres (par exemple des filaments creux avec des filaments pleins).
Quoique le fil fibreux puisse être fabri qué à l'aide d'un seul faisceau ou fil de fila ments continus de denier approprié, on peut transformer simultanément deux ou plus de deux faisceaux ou fils de filaments sembla bles ou dissemblables au moyen du procédé que comprend l'invention et les assembler, au fur et à mesure de la coupe, en un fil unique. De même, deux ou plus de deux fils fibreux obtenus par le procédé suivant l'in vention, qu'ils soient faits de matières sem blables ou de matières dissemblables, peu- vent être assemblés par une opération ulté rieure.
Le procédé selon l'invention peut s'appli quer à la transformation de filaments arti ficiels normaux ou de filaments délustrés ou de lustre atténué. Ainsi, par exemple, on peut transformer des filaments d'acétate de cellulose ou d'autres dérivés cellulosiques ayant subi préalablement un traitement de délustrage, par exemple à l'aide de liqueurs aqueuses chaudes ou bouillantes ou de li queurs contenant des thiocyanures ou des solvants réels ou latents, ce traitement préa lable ne faisant, bien entendu, pas partie du procédé: ou bien, on peut transformer des filaments d'acétate de cellulose, viscose ou autres matières artificielles contenant divers pourcentages de pigments et appliquées seu les ou mélangées avec des filaments normaux.
De même, on peut convertir simultanément en un fil fibreux différentes sortes de fila ments, par exemple des filaments de soie na turelle avec des filaments d'acétate de cellu lose ou de viscose, ou des filaments d'acétate de cellulose avec des filaments de viscose ou d'autres filaments cellulosiques, ce qui permet d'obtenir dans le produit final des effets dif férentiels ou des effets de coloration en double teinte ainsi que d'autres effets résultant de la différence des matières. On pourra aussi doubler des fils fibreux obtenus par le pro cédé suivant l'invention, contenant un type de fibres ou un mélange de fibres, avec d'au tres fils fibreux, y compris des fils faits de fibres naturelles telles que le coton ou la laine.
Les fils obtenus au moyen du procédé selon l'invention peuvent servir à doubler un fil supplémentaire. Ainsi, un fil de filaments continus dont le denier est faible en compa raison avec celui d'un fil obtenu par le pro cédé selon l'invention, peut être amené à se rendre à un dispositif de torsion conjointe ment avec ledit fil obtenu par le procédé selon l'invention. Un fil de ce genre se trouve ainsi doublé et si ce fil contraste avec les fibres en mèche du fil obtenu par le procédé selon l'invention, par exemple en ce qui con- cerne la matière, la couleur ou le lustre, il peut donner naissance à des effets supplé mentaires dans et par le fil fibreux.
De même, les fils fibreux obtenus par le procédé suivant l'invention peuvent être employés à l'état de mélange avec d'autres types de fils naturels ou artificiels, ce qui s'obtient par exemple en les vanisant avec des fils de filaments continus ou des fils de coton ou de laine dans la fabrication des articles tricotés. En outre, on peut employer conjointement des fils fibreux fabriqués au moyen du procédé suivant l'invention mais possédant des caractéristiques différentes. Par exemple, on peut vaniser un fil fabriqué à l'aide de filaments brillants avec un fil fabriqué à l'aide de filaments brillants ou délustrés.
On pourra également combiner dans un même fil les caractéristiques de deux ou plus de deux matières. C'est ainsi que, avec des filaments d'acétate de cellulose employés comme matière première, on peut fabriquer un fil ayant l'aspect, par exemple, de la laine ou de la. soie filée, mais possédant à d'autres points de vue les propriétés caractéristiques de la soie artificielle d'acétate de cellulose.
Dans les formes d'exécution du procédé selon l'invention, les conditions de l'opération de coupe peuvent être réglées selon la na ture, l'état et le denier des filaments. Par exemple, des filaments d'acétate de cellulose qui viennent d'être filés par le procédé à sec peuvent exiger un réglage de la pression qui s'exerce au dispositif de coupe en comparaison avec des filaments ayant subi un certain de gré de vieillissage, ceci étant peut-être dû à la présence, dans les filaments frais, d'une trace de solvant résiduel qui influence l'action du dispositif de coupe sur ces filaments.
Pour la même raison, un réglage peut être désirable avant l'application du procédé selon l'invention, par exemple un réglage du sé chage des filaments d'acétate de cellulose ou autres dérivés cellulosiques dans le procédé de filage à sec ou autre procédé par lequel ces filaments sont fabriqués, de façon à amener les filaments à l'état qui convient pour leur conversion en fibres. Les filaments peuvent aussi être conditionnés spécialement avant l'application du procédé selon l'invention.
La longueur moyenne des sections de filament a une grande influence sur l'aspect et d'autres qualités du produit. On peut par exemple régler cette longueur en réglant con venablement l'appareil pour la mise en couvre du procédé et ses conditions de travail, ainsi que par le choix des filaments à traiter. Ainsi, en général, on obtient une longueur moyenne de fibre plus grande en faisant tra vailler l'appareil à une vitesse plus grande. Une torsion plus grande du faisceau de fila ments tend à diminuer la longueur moyenne des sections.
De même, l'application d'une pression plus grande au dispositif de coupe (cette pression dépend aussi de la grosseur du faisceau de filaments à traiter) diminue la longueur moyenne des sections, et il en est de même d'un accroissement du rapport entre la vitesse des dispositifs de serrage et de coupe. Les filaments relativement fins sont usuellement plus faciles à couper et l'accrois sement de la fréquence de coupe a pour effet de diminuer la longueur moyenne des sections.
Il est donc avantageux d'appliquer au dispositif de coupe une pression d'autant plus grande que la grosseur du faisceau est plus grande. Les filaments relativement fins exi gent toutefois moins de pression que les gros filaments. De même, il est préférable d'exer- cer une pression plus grande lorsqu'on di minue le rapport entre les vitesses des dis positifs de serrage et de coupe:
En ce qui concerne l'effet de la distance entre les dispositifs de coupe et de serrage sur la longueur des sections, il y a lieu de noter qu'il n'existe tout au plus qu'un faible pourcentage des fibres du fil fibreux dont la longueur est inférieure à cette distance.
Un faisceau pourrait être soumis à l'ac tion de plusieurs dispositifs de coupe au lieu d'un seul, ce qui diminuerait la longueur moyenne des sections. Ainsi, un fil fibreux résultant d'un seul passage à travers une forme d'exécution dé l'appareil que com- prend l'invention peut de nouveau être con duit à travers le même ou un autre appareil,
la torsion de la matière étant convenablement réglée pour lui permettre de résister à un nouveau traitement de coupe. Il est par con séquent bien entendu que l'expression "fil contenant des fibres en mèche" employée dans la présente description pour désigner le produit en lequel les filaments continus sont convertis ne veut pas dire nécessairement que le produit est immédiatement à l'état qui convient pour l'usage auquel il est finalement destiné; il est clair que le produit peut être soumis à n'importe quel traitement supplé mentaire avant son utilisation finale, par exemple à un nouveau traitemeut de coupe comme il vient d'être mentionné.
De même, on peut appliquer une torsion supplémentaire par une opération distincte. î outefois, pour un grand nombre d'usages, une torsion adéquate peut être incorporée au produit à la fin de l'opération par laquelle les filaments sont convertis en un produit fibreux. On peut par exemple ajouter une torsion de 1,2 tour par centimètre, à l'aide d'un -dispo sitif à filer à cloche, pour obtenir un fil con venant particulièrement en vue de son em ploi -dans des métiers à tricoter.
En fait, quoiqu'une torsion de ce genre soit très faible dans le cas d'une matière composée de fibres en mèches, la résistance du fil est considéra ble, ceci étant probablement dû au mélange de fibres relativement longues avec des fibres relativement courtes.
Comme le fil fibreux est obtenu par une opération de coupe sur des filaments continus dont la caractéristique physique reste autre ment en substance inchangée, le fil possède sur toute sa longueur sensiblement le même poids par unité de longueur que celui que possédait la mèche de filaments non coupés, abstraction faite, bien entendu, de l'étirage qui pourrait être mis à, même de se produire dans le faisceau pendant l'opération de coupe.
Le produit peut, par conséquent, posséder une régularité qui n'avait jamais pu être ob tenue jusqu'à ce jour, surtout lorsqu'il pro vient d'un faisceau de filaments artificiels dont le denier -est maintenu très régulier sous l'influence de la pompe de filage employée pour sa fabrication.
Par conséquent, le fil obtenu au moyen du procédé selon l'invention présente un avan tage considérable sur le fil fabriqué par les opérations usuelles de la filature (telles due le cardage et l'étirage) sur des fibres préala blement formées. Les fils ordinaires de ce genre varient d'épaisseur en divers points de leur longueur, certaines parties contenant moins de fibres dans leur section transver sale que d'autres et des boutons ou fortes surépaisseurs se présentant à des intervalles de 0,5, 1 ou 3 mètres. De même, des parties minces apparaissent par intervalles, la fré quence desdites surépaisseurs et des parties minces variant avec différentes classes de fil.
Le fait que les procédés ordinaires de fabrica tion de fils fibreux par la filature de fibres préalablement formées sont impropres à dis poser les fibres en quantité constante sur toute la longueur du fil final est particuliè rement mis en évidence par l'examen attentif de tissus tissés ou tricotés à l'aide de fils fibreux fins fabriqués par ces procédés. D'autre part, on peut, à l'aide de fils obtenus au moyen du procédé suivant l'invention, fabriquer des tissus dont le caractère est re marquablement régulier et l'aspect particu lièrement satisfaisant en raison de l'absence de boutons ou raies préjudiciables.
A titre d'indication du progrès réalisé dans la fabrication des fils fibreux par le procédé selon l'invention, on mentionnera que, dans le cas de fils fibreux ordinaires, les bou tons ont un diamètre qui excède de 50 %, <B>100%</B> ou même davantage le diamètre que possède le fil près des boutons, et que ce changement de diamètre est très visible dans les tissus dans lesquels ces fils sont employés, surtout lorsque lesdits tissus sont d'un carac tère fin et lisse. De même, les fils fibreux ordinaires peuvent présenter des parties amin cies dont le diamètre peut s'abaisser à 70 ou même 50910' de celui des parties adjacentes du fil.
Le procédé et l'appareil suivant l'inven tion permettent au contraire de fabriquer un fil dont la variation de diamètre est peu visi ble par le fait qu'il contient, dans toutes ses sections transversales, au moins approxima tivement un nombre égal de filaments. Les endroits légèrement amincis et légèrement épaissis qui peuvent se présenter dans cer taines formes d'exécution ne s'écartent en diamètre que de 20 % au plus du diamètre des parties normales adjacentes et ne se pré sentent que rarement sur la longueur du fil.
En fait, il est facile de produire des formes d'exécution du fil dont l'écart avec le dia mètre normal est encore plus petit, soit moin dre que<B>15%</B> et même<B>10%,</B> c'est-à-dire des fils dont les variations de grosseur sont si faibles qu'ils peuvent être considérés comme absolument réguliers pour la plupart des ap plications de la pratique.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples et schématiquement, plusieurs for mes d'exécution de l'appareil pour la mise en aeuvre du procédé selon l'invention.
Fig. 1 se rapporte à une première forme d'exécution et montre une paire de rouleaux de coupe et une paire de rouleaux de serrage, disposées sensiblement horizontalement l'une par rapport à l'autre; Fig. 2 se rapporte à une seconde forme d'exécution et montre une paire de rouleaux de coupe et une paire de rouleaux de serrage, disposées sensiblement verticalement l'une au- dessus de l'autre; Fig. 3 représente une troisième forme d'exécution également basée sur l'application d'une disposition verticale des paires de rou leaux;
Fig. 4 est une vue de détail de la paire de rouleaux de coupe; Fig. 5 représente une quatrième forme d'exécution de l'appareil; Fig. 6, 7 et 8 montrent trois autres formes d'exécution dans lesquelles une partie du dis positif de coupe est constituée par une bande mobile.
Dans l'appareil de la fig. 1, un faisceau de filaments 10 de denier convenable est cou.- duit entre les éléments d'une paire de rou leaux 11, 12, constituant un dispositif de coupe, puis entre les éléments d'une autre paire de rouleaux 13, 14 constituant des moyens pour faire passer le faisceau dans le dispositif de coupe. Le rouleau 14 est muni de cannelures lisses et le rouleau 13 est garni de caoutchouc ou d'une matière analogue et convenablement chargé de façon que les deux rouleaux serrent fermement le faisceau.
Le rouleau 12 est muni d'une surface coupante, par exemple en raison du fait qu'il est muni de cannelures à bords vifs ou qu'il est fait ou garni d'un abrasif tel que l'émeri ou le carbure de silicium. Le rouleau 11 presse lé gèrement le faisceau 10 contre la périphérie du rouleau 12.
Le rouleau 14 est actionné à une vitesse supérieure à celle du rouleau 12, de sorte que, en raison du serrage ferme créé entre les rou leaux 13, 14, le faisceau 10 est contraint à glisser sur la périphérie du rouleau coupant 12. En raison de la pression exercée entre les rouleaux 11 et 12 et du glissement permis par ces rouleaux, les filaments du faisceau tiré entre les rouleaux se trouvent sectionnés à des intervalles fréquents, de sorte que, après leur sortie des rouleaux 11, 12, le produit contient des sections discontinues de fibres.
Les rouleaux 11, 13 peuvent tourner unique ment en raison de leur contact avec les rou leaux commandés 12, 14, mais il est bien en tendu qu'une inversion de la disposition des rouleaux est possible. Par exemple, le rouleau coupant 12 peut reposer sur le rouleau non coupant 11 et être entraîné par son contact avec ce dernier. De même, les rouleaux 11, 12 peuvent l'un et l'autre effectuer une action de coupe.
Dans l'appareil de la fig. 2, le faisceau de filaments 10 déroulé d'une bobine d'ali mentation 15 est conduit à une paire de rou leaux 11, 12 constituant un dispositif de coupe. Des rouleaux de serrage 13, 14 sont disposés au-dessous du rouleau 12 de façon que le faisceau 10 passe sur une partie de la périphérie du rouleau 12 et descende vertica lement jusqu'à la gorge ou entrée des rouleaux 13, 14. Le rouleau 13 est porté par un bras 18 pivotant en 19 et poussé contre le rouleau 14 par une corde 20 qui est assujettie au bras 18 et porte un contrepoids 21 suffisant pour assurer l'action de serrage, de préférence dépourvue de glissement, des rouleaux 13, 14.
L'appareil de la fig. 2 assure ainsi l'appli cation de tout degré de pression désiré entre les deux rouleaux de serrage tout en permet tant l'application d'un degré de pression indé pendant entre les rouleaux 11, 12. Ainsi, le rouleau 11 peut être du type à chargement automatique, comme représenté dans la fig. 4, ce rouleau étant muni d'un axe 22 monté pour coulisser dans un coussinet à fente 23 de façon que le rouleau 11 repose par son poids propre sur le rouleau 12.
Le rouleau 11 peut être rigide et formé de façon à posséder le poids désiré pour as surer la charge voulue, ou bien il peut con sister en un noyau élastique 24, par exemple fait de caoutchouc spongieux ou d'un. autre caoutchouc mou, disposé dans une douille flexible 25, telle qu'un tronçon de tube métal lique mince, qui assure une surface dure quoi que flexible par laquelle les filaments sont pressés contre la périphérie coupante du rou leau 12.
. Dans l'appareil de la fig. 3, le faisceau 10 est fourni par une bobine rotative 16 de façon qu'il reçoive une torsion supplémentaire avant d'être soumis à l'action du dispositif de coupe. Chacun des rouleaux 11, 13 est disposé de façon à faire pression contre les rouleaux correspondants 12, 14 sous l'action d'un dispositif à corde et contrepoids 20, 21.
A cet .effet, les rouleaux 11, 13 sont montés sur une barre 26 pivotant en 27 sur un bras 18, le point 28 auquel la corde 20 est assu jettie à la barre 26 étant de préférence régla ble pour permettre aux rouleaux 11, 13 d'exer cer les pressions voulues et d'assurer l'action de coupe d'une des paires de rouleaux et l'ac tion de serrage de l'autre - paire, respective ment.
Dans l'appareil de la fig. 2, le fil conte nant des fibres en mèche est recueilli, comme représenté, par un dispositif à filer à cloche 29 qui travaille de façon à lui communiquer tout degré désiré de torsion. Dans l'appareil de la fig. 3, le fil est recueilli par un dispo sitif à filer à anneau 30.
La distance entre les rouleaux 11, 12 et les rouleaux de serrage 13, 14 est telle que ces derniers reçoivent le produit fibreux peu de temps après la coupe pour l'entraîner d'une façon continue vers le dispositif collecteur.
Dans l'appareil de la fig. 5, le faisceau 10 est entraîné de façon à entrer en contact à glissement avec un rouleau de coupe 12 par des rouleaux de serrage 13, 14, et les fila ments sont pressés contre le rouleau 12 par la surface d'une pièce fixe 32 qui est chargée d'un poids convenable et montée dans un cous sinet à fente 33 de façon à reposer sur le rou leau 12. En raison de la pression exercée et du glissement du faisceau entre le rouleau 12 et la pièce 32, le rouleau 12 coupe les fila ments du faisceau à des intervalles fréquents.
Dans l'appareil de la fig. 6, la coupe des filaments est effectuée par une bande usante sans fin 34 qui est guidée par des rouleaux 35 et conduite sur un rouleau 36, l'un quelconque des rouleaux ou tous agissant de façon à en traîner la bande. A l'endroit du rouleau 36, le faisceau 10 est pressé contre la bande usante 34 par un rouleau presseur 11, ce rou leau presseur et cette bande usante constituant un dispositif de coupe. La bande 34 est ac tionnée à une vitesse différente de celle à laquelle le faisceau 10 est entraîné par les rouleaux 13, 14, de sorte que le faisceau glisse sur la surface de la bande. Les filaments pressés contre la bande par le rouleau 11 sont sectionnés à des intervalles fréquents.
Dans l'appareil de la fig. 7, une bande usante 37 est supportée et entraînée par des rouleaux 38 de façon à constituer un parcours horizontal. Entre les rouleaux 38, le faisceau 10 est pressé de façon à entrer en contact avec la surface usante de la bande 37 par un rou leau 11, pendant que des rouleaux 13, 14 pro voquent le glissement desdits filaments sur la bande et, par conséquent, le sectionnement de ces filaments à des intervalles fréquents. Dans l'appareil de la fig. 8, une bande usante 39 est conduite au-dessus d'un support fixe 40 et entraînée par des rouleaux 41 à une vitesse différente de celle à laquelle le faisceau 10 est entraîné au-dessus de la bande et du support 40 par des rouleaux 13, 14.
Un rouleau 11 presse le faisceau contre la bande 39 et le support 40 de façon que les filaments du faisceau soient coupés à des in tervalles fréquents.
Process for converting continuous filaments directly into a yarn containing roving fibers, apparatus for carrying out this process, and yarn obtained by means of this process. The invention comprises a method for converting continuous filaments directly into a yarn containing roving fibers, an apparatus for carrying out this process, as well as a yarn containing roving fibers obtained by means of said method.
The method which the invention comprises is characterized in that a bundle composed of continuous filaments is passed through a cutting device using means distinct from said device, the latter comprising at least two surfaces, of which the 'a is a cutting surface moving in the same general direction as the beam, but at a speed different from that of the beam, so that said surface has a relative movement with respect to the beam in the longitudinal direction thereof, while between the second surface and the beam there is also a relative movement in the longitudinal direction of the beam,
the two surfaces simultaneously exerting pressure on the bundle at a point along its length, this pressure and said relative movement between the filaments of the bundle and the surfaces effecting severing of filaments in the bundle thereby transforming the bundle into a wire consisting entirely of wick fibers.
Due to the relative movement between the filaments and the cutting device, it is possible to cut the filaments by exerting only slight pressure on them at the cutting surface. The bundle may therefore only be subjected to a slight clamping action, and as a result the filaments of which it is composed are subjected only to a relatively low tension.
It can therefore be seen that the process which the invention comprises is based neither on the drawing of fibers occurring naturally or of fibers prepared by cutting or a similar operation, nor, on the other hand, on the fact of subjecting the filaments. "continuous" to a stretching operation for the purpose of stretching them to the point of failure.
In a preferred embodiment of the method, after cutting a particular filament, a length of this filament passes to the uncut state opposite the cutting surface while the cutting of other filaments is carried out. whereby the cut is transferred from one of the filaments in the bundle to the other until the particular filament contemplated is cut again, and so on. As the cut points are distributed among the filaments, the cut filaments are transformed into fibers having an average length which depends on the frequency with which the filaments are cut.
This frequency, and hence the average fiber length, can be adjusted by adjusting various factors, for example by causing the bundle to have a predetermined degree of twist, as will be apparent from the following.
The movement of the cutting surface in the same direction as the filaments favors the entrainment of the cut filaments of the bundle to and beyond the point where the bundle is tight between the two surfaces, so that the continuity of the material is found. maintained despite conversion to fibers of the bundle filaments. The pressing of the filaments against the surface exerting the cutting action can advantageously be carried out using a roller constituting the second surface of the cutting device, this roller also moving in the same direction as the filaments so as to facilitate the continuous advancement of the filaments.
The cutting surface and the pressure surface of the cutting device can both be advantageously constituted by a roller and, for the sake of convenience, these surfaces will hereinafter be referred to as "neck roller" or "roller. presser ", as the case may be, it being understood, however, that the invention is not limited to the application of a roller for one or the other of these surfaces.
Preferably, the pressure roller moves at least at approximately the same speed and in the same direction as the cutting roller. For example, these rollers can both be positively actuated at any desired speed which, relative to the speed at which the filaments pass between these rollers, provides the slippage necessary to promote cutting of the filaments.
It is convenient, however, to actuate the pressure roll by its contact with the rotating cutting roll, in which case its speed is influenced by that of the driven roll and, in some cases, to a certain extent, by the speed of passage. filaments.
It is also possible to cut the filaments by the reverse of the position which has just been described, that is to say by using a cutting roller actuated by its contact with a positively controlled roller which is not does not necessarily have a cutting action. In this case, the cutting roller itself presses on the filaments. It is also possible to ensure that the two rollers each have a cutting action, embodiments of the apparatus which the invention comprises, and having an arrangement of this kind, being described below.
In addition, several pressing points can be provided instead of just one at each cutting device, for example by placing two pressing rollers in contact with a single cutting roller, the filaments running through the arc of the cutting roller which s 'extends from one to the other of the two pressing points. Likewise, two neck rollers can work in contact with a single roller which may or may not be arranged to exert a cutting action.
In order to maintain the continuity of the material considered as a whole, during the cutting of the filaments, it is preferable to prevent the roller (s) having the cutting action from effecting, under the applied pressure, the cutting of the filaments. more than one filament or a relatively small number of filaments in the bundle at any point along its length.
Therefore, the cutting action of the roller (s) is preferably limited under the pressure conditions involved. For this purpose, an embodiment of the apparatus included in the invention will be employed, this embodiment having a cutting device comprising a roller made of steel or other suitable hard material and provided with grooves which are generally transverse to the direction of movement of the filaments, these grooves being provided with sharp edges on which the filaments are drawn as they slide between the rollers.
For example, the roll may have grooves of semi-circular, rectangular, triangular or other suitable shape in cross-section and forming with the surface of the roll a sharp edge against which the filaments are pressed. Although the splines can be arranged parallel to the axis of the roller, it is advantageous that they are arranged helically. Preferably, the grooves are provided at small intervals around the periphery of the roll.
It is possible to work jointly two rollers each having a cutting action, for example a roller provided with grooves parallel to its axis and working with a helically grooved roller, or two helical groove rollers whose grooves cross or form. an angle at their point of contact.
In another embodiment of the apparatus, the cutting roller is a roller having the character of an abrasive, for example a roller or sleeve made or lined with emery, silicon carbide or an analogous abrasive whose structure can vary from a fine grain to a fairly coarse grain. The edges of the abrasive grains of the roller engage the filaments under the applied pressure, which cuts the filaments of the bundle in succession. Rollers of this kind can be used in the manner of controlled members in conjunction with an unchanging pressing member or in the manner of uncontrolled members or to work jointly two abrasive rollers. Likewise, an abrasive roller can be made to work with a fluted roller as has been said previously.
The movable cutting surface can also be established as an endless wear strip suitably supported to allow the beam to be pressed against it.
When cutting with a non-cutting pressure roller working in conjunction with a cutting surface such as the previously mentioned abrasive grooved rollers or abrasive belt, the pressure roller may be made of an inelastic material and be of a rigid nature, or it may be of an elastic material, though preferably with a surface coating of some harder material. Thus, the pressure roller may comprise a core of spongy rubber or other soft rubber supporting a metal sleeve, the rubber constituting an elastic mount for this sleeve.
In this case, however, it is preferable that the socket is thin enough, for example 0.5mm, 0.25mm or even less, to be flexible by itself. Such a sleeve ensures a long life of the pressure roller. A polished steel tube of the thickness mentioned above is particularly suitable for use with the elastic core.
One of the rollers can be made to exert the desired pressure on the other roll by positively loading that roll, for example by a spring, a weight or a lever, but it is convenient to use a loading roll. automatic of appropriate weight. since little pressure is sufficient to effect the cutting action on the filaments. Such a roller can advantageously be mounted so that it rests by its own weight on the other roller and that it rotates freely by its contact with this other roller.
Rigid rollers can be hollowed out and thus lightened so that they automatically exert the desired low pressure.
Instead of the pressure being applied by means of a movable surface such as that obtained by means of a rotating pressure roller, a fixed surface, for example of a pressure roller, can be used for this purpose. a fixed part resting against the cutting surface and suitably loaded by its own weight or in some other way.
The means for passing the bundle of filaments through the cutting device are preferably constituted by another roller device, for example by a pair of rollers arranged to firmly clamp the filaments and capable of rotating at a speed which exceeds the peripheral speed of the cutting roller (s) of a value such that the desired slip is obtained at the exit of the cutting roller (s). Preferably, provision is made for a clamping which is substantially free of slippage between the clamping rollers, so that these rollers determine the speed of advance of the filaments through the cutting device.
The bundle of filaments can thus pass between the elements of a pair of rollers constituting the cutting device at a speed which, despite the different speed at which the cutting device is operated, is substantially equal to the peripheral speed. a pair of clamping rollers between which the bundle then passes after the filaments of the bundle have been sectioned by the cutting device.
The clamp rollers can be made of any suitable material; for example, they can be made of or lined with an elastic material such as rubber, leather or cork; or one or more such rollers can be made to work against a smooth roller or one provided with helical or other grooves, for example a roller made of metal, synthetic resins, cellulose acetate or a hard material similar. Ire even, one can use rolls having meshing grooves, as described in French Patent No. 763514.
In all cases, the nature of the clamping exerted by these rolls must not be such as to risk damaging the filaments. As it is sufficient that a relatively light pressure is exerted on the bundle by the cutting device, the tension which is exerted in the bundle is weak compared to the size of the bundle and especially in comparison with the tension which is necessary to subject a beam of the same size to a breaking load. In addition, the low tension which it suffices to exert in the bundle makes it possible to impart adequate tightening to the location of the tightening rollers without unduly loading the rollers.
It is preferable to avoid any cutting action on the filaments by clamping rollers.
In a preferred embodiment of the apparatus according to the invention, the means for passing the beam through the cutting device comprise a roller having grooves parallel to its axis and the edges of which are not sharp enough to cut. the filaments and another roll made of a relatively soft material, such as soft rubber of medium hardness, which presses the filaments firmly against the fluted roll.
Although such clamping rollers then feel to be both positively actuated, it is convenient to actuate only one, for example the grooved roller, and to press the other against the first with the desired degree of pressure to exert. a firm clamping action on the filaments. This pressure can be exerted either by the weight of the pressure roller, or by means of members such as springs, weights or levers. If desired, more than two rollers can be used for clamping the filaments, for example two pressure rollers together with a single fluted roll.
It is preferable that the distance which separates the cutting device from the means for passing the bundle through this device is such that the product containing the cut filaments is received and controlled by the clamping rollers constituting said means immediately after cutting. , the clamping rollers then acting to drive the beam to and up to a collecting device. The clamping rollers could however precede the rollers of the cutting device, in which case their speed would be lower than that of the rollers of the cutting device, in order to ensure the necessary speed difference between the bundle of filaments and the rollers of the device. cutting.
The product can be collected in any convenient way. Thus, it can be transferred to a milling device which gives it a certain twist at the same time as it winds it up in the form of a coil or other desired mass. It is understood, however, that the twist that the bundle of filaments was likely to have initially is not substantially eliminated by the operation of cutting the filaments, so that it remains in the product supplied to the collecting device. The additional twist which may be imparted to the product when it is collected, for example by winding it using a bell or ring spinning device, is added to the remainder of this initial twist.
The filaments are entrained by the means passing said filaments through the cutting device at a speed sufficient to provide the desired sliding action in the cutting device. This speed can vary considerably, for example from 11/2 times that of the cutting roller, to 2, 3, 4, 5, 6 times that of said roller or more, the actual speed ratio depending however, up to a certain point, other factors involved in the operation.
The cutting and clamping devices can be placed so that the wire describes a horizontal or slightly inclined path from one to the other or that it describes a strongly inclined or vertical path, the latter arrangement having advantages in regards the convenience of work.
The filaments can be passed smoothly through two or more cutting devices. These devices may all be of the same construction, although it may be necessary to adjust the pressure and the slip to some extent. Thus, the second device will preferably have a higher speed than that of the first, and so on.
Since the clamp constituting the means for passing the beam through the cutting device operates in a substantially slip-free manner, the bundle of filaments can be converted into a fibrous product at a rate substantially equal to the peripheral speed. rollers of this clamping device. At the same time, although pressure is exerted on the filaments at the cutting device, the filaments can slide over the cutting surface at a speed which may be substantially the same as that at which the product is supplied by the clamp. .
In other words, there is no need for more than a very small stretch of the bundle to occur during the operation, even assuming that the bundle elongates since the conversion of the filaments into fibers s It is largely effected by cutting and is not subject to elongation of the filaments to the point of failure. However, as long as the physical properties of the filaments are substantially retained in the fibers produced, it is irrelevant whether or not some degree of reduction occurs in the size of the bundle during its passage from the cutting device to the device. Clamping.
The conversion can take place between the limits of a large speed scale, the fibrous product being able, for example, to be formed at a speed varying from the order of one or a few meters per minute to 50, 75, 100, 150 meters per minute or more.
In the various embodiments of the apparatus included in the invention, the filaments supplied to the pro cutting device come from one or more spools or other feed devices, the total denier of the filaments being conducted together in the form of a beam through the apparatus to be treated there simultaneously corresponding to the denier or number of the fibrous product which one wishes to obtain. For example, the denier may be less than 100 for the manufacture of very fine roving fiber yarns, or it may be <B> 1 </B> 00, 150, 200, 300, 1000 denier. , 2000 or more for the manufacture of larger yarns. If desired, two or more bundles of filaments constituting the desired total denier can be combined for simultaneous processing.
As has been said previously, the thickness of the beam can remain appreciably in variable during the passage through the apparatus. Likewise, the. The denier of the individual filaments can vary depending on the characteristics desired for the fibrous product. Filaments of different deniers can be processed so multaneously so that the product contains fibers of different deniers.
The filaments can be in the form of a bundle having little or no twist or having a low degree of twist (eg up to 0.8, 1.2 or 1.6 turns per centimeter). If desired, the filaments can be obtained from a twisting device which raises their degree of twist to that desired for the operation.
Devices can be provided to feed the filaments to the cutting device and, if desired, these devices or separate devices can be used to move them in the longitudinal direction of the cutters and / or devices. tightening so as to distribute the wear that may occur. When the filaments are brought under a roll loaded by its own weight, it is important that they are guided in such a way that the tension they possess does not tend to lift the roll.
The yarn containing sections of fibers can be collected in the form of a spool or mass of yarn of any desired type, for example in the form of a spool or bobbin allowing the yarn to be used immediately for weaving, knitting. or other fabric manufacturing operations. For example, the yarn can be fed directly to a ring spinning spindle or a bell spinning spindle, depending on the degree of twist and the desired spool shape, such as net ca or the like mass of yarn. , when using a ring spinning spindle, or a warping or knitting spool, using a bell spinning device.
It is preferable that the winding of the wire is carried out in such a way that it facilitates the subsequent unwinding, especially in the case of spools intended to be unwound axially by the tip and when the wire is thin.
Thus, if the yarn is wound on a flanged spool using a bell spinning device, the upper flange of the spool should be connected by a gradual curve to the body of the spool. In addition, a fairly rapid transverse movement decreases the tendency to jam which sometimes results from a very slow movement producing a substantially parallel winding.
The process which the invention comprises can be applied to the transformation into a yarn containing roving fibers, of various kinds of continuous filaments, for example filaments of cellulose acetate or other cellulose derivatives, of natural silk filaments. and filaments of reconstituted cellulose, for example of viscose, cuprammonium and nitrocellulose. These filaments may be of various deniers, for example denier 4.5 or above, which may be as low as denier or below, especially in the case of filaments which have undergone high drawing. Hollow filaments can also be transformed by the process according to the invention.
The bundle which is to be converted into yarns can moreover contain filaments of different deniers and (or) of different color characteristics or the like (for example hollow filaments with solid filaments).
Although the fibrous yarn can be made from a single bundle or yarn of continuous filaments of the appropriate denier, two or more bundles or yarns of similar or dissimilar filaments can be transformed simultaneously by means of the process which includes the invention and assemble them, as and when cutting, into a single wire. Likewise, two or more fibrous yarns obtained by the process according to the invention, whether made of similar materials or of dissimilar materials, can be joined by a subsequent operation.
The process according to the invention can be applied to the transformation of normal artificial filaments or of delustered or attenuated luster filaments. Thus, for example, it is possible to transform filaments of cellulose acetate or of other cellulose derivatives which have previously undergone a delustering treatment, for example using hot or boiling aqueous liquors or liquors containing thiocyanides or real or latent solvents, this preliminary treatment not forming, of course, part of the process: or, we can transform filaments of cellulose acetate, viscose or other artificial materials containing various percentages of pigments and applied alone or mixed with normal filaments.
Likewise, different kinds of filaments can be converted simultaneously into a fibrous yarn, for example natural silk filaments with cellulose acetate or viscose filaments, or cellulose acetate filaments with fiber filaments. viscose or other cellulosic filaments, which makes it possible to obtain in the final product dif ferential effects or double-tone coloring effects as well as other effects resulting from the difference in materials. It is also possible to double fibrous yarns obtained by the process according to the invention, containing one type of fibers or a mixture of fibers, with other very fibrous yarns, including yarns made of natural fibers such as cotton or cotton. oldest boy.
The yarns obtained by means of the process according to the invention can be used to back up an additional yarn. Thus, a yarn of continuous filaments, the denier of which is low in comparison with that of a yarn obtained by the process according to the invention, can be made to go to a twisting device together with said yarn obtained by the method according to the invention. A yarn of this type is thus doubled and if this yarn contrasts with the wick fibers of the yarn obtained by the process according to the invention, for example as regards the material, the color or the luster, it can give birth to additional effects in and through the fibrous thread.
Likewise, the fibrous threads obtained by the process according to the invention can be used in the state of a mixture with other types of natural or artificial threads, which is obtained for example by plating them with threads of continuous filaments. or cotton or woolen threads in the manufacture of knitted articles. In addition, fibrous yarns produced by the process according to the invention but having different characteristics can be used together. For example, one can ply a yarn made using shiny filaments with a yarn made using shiny or delustered filaments.
The characteristics of two or more materials can also be combined in the same yarn. Thus, with cellulose acetate filaments employed as a raw material, it is possible to manufacture a yarn having the appearance, for example, of wool or of. spun silk, but having in other respects the characteristic properties of artificial silk of cellulose acetate.
In the embodiments of the method according to the invention, the conditions of the cutting operation can be adjusted according to the nature, condition and denier of the filaments. For example, cellulose acetate filaments which have just been spun by the dry process may require adjustment of the pressure exerted on the cutting device in comparison with filaments which have undergone some degree of aging, this being perhaps due to the presence, in the fresh filaments, of a trace of residual solvent which influences the action of the cutting device on these filaments.
For the same reason, an adjustment may be desirable before the application of the process according to the invention, for example an adjustment of the drying of the filaments of cellulose acetate or other cellulose derivatives in the dry-spinning process or other process by which these filaments are made, so as to bring the filaments to the condition suitable for their conversion into fibers. The filaments can also be conditioned especially before the application of the process according to the invention.
The average length of the filament sections has a great influence on the appearance and other qualities of the product. This length can for example be adjusted by suitably adjusting the apparatus for setting up the process and its working conditions, as well as by choosing the filaments to be treated. Thus, in general, a greater average fiber length is obtained by operating the apparatus at a higher speed. A greater twist of the filament bundle tends to decrease the average length of the sections.
Likewise, the application of a greater pressure to the cutting device (this pressure also depends on the size of the bundle of filaments to be treated) decreases the average length of the sections, and so does an increase in the ratio. between the speed of the clamping and cutting devices. Relatively fine filaments are usually easier to cut and increasing the cutting frequency has the effect of decreasing the average length of the sections.
It is therefore advantageous to apply to the cutting device a pressure which increases as the size of the bundle increases. The relatively fine filaments, however, require less pressure than the coarse filaments. Likewise, it is preferable to exert greater pressure when decreasing the ratio between the speeds of the clamping and cutting devices:
Regarding the effect of the distance between the cutting and clamping devices on the length of the sections, it should be noted that at most there is only a small percentage of the fibers of the fibrous yarn. the length is less than this distance.
A beam could be subjected to the action of several cutters instead of just one, which would decrease the average length of the sections. Thus, a fibrous yarn resulting from a single pass through one embodiment of the apparatus comprising the invention can again be fed through the same or another apparatus,
the torsion of the material being suitably adjusted to enable it to withstand a further cutting treatment. It is therefore of course understood that the expression "yarn containing roving fibers" used in the present description to designate the product into which the continuous filaments are converted does not necessarily mean that the product is immediately in the state which. suitable for the use for which it is ultimately intended; it is clear that the product can be subjected to any additional treatment before its final use, for example to a new cutting treatment as just mentioned.
Likewise, an additional twist can be applied by a separate operation. However, for a large number of uses, adequate twist can be incorporated into the product at the end of the process by which the filaments are converted into a fibrous product. It is possible, for example, to add a twist of 1.2 turns per centimeter, using a bell-spinning device, to obtain a con yarn particularly for its use in knitting looms.
In fact, although such a twist is very small in the case of a material composed of roving fibers, the strength of the yarn is considerable, this being probably due to the mixture of relatively long fibers with relatively short fibers.
As the fibrous yarn is obtained by a cutting operation on continuous filaments, the physical characteristics of which remain otherwise substantially unchanged, the yarn has over its entire length substantially the same weight per unit length as that possessed by the strand of unaffected filaments. cut, disregarding, of course, any stretching which might be put to, even to occur in the beam during the cutting operation.
The product can, therefore, have a regularity which has never been possible to date, especially when it comes from a bundle of artificial filaments, the denier of which is kept very regular under the influence. of the spinning pump used in its manufacture.
Consequently, the yarn obtained by means of the process according to the invention has a considerable advantage over the yarn produced by the usual spinning operations (such as carding and drawing) on previously formed fibers. Ordinary threads of this kind vary in thickness at various points along their length, some parts containing less fibers in their cross-section than others, and buttons or large thicknesses occurring at intervals of 0.5, 1 or 10 foot. Likewise, thin parts appear at intervals, the frequency of said excess thicknesses and thin parts varying with different classes of yarn.
The fact that ordinary methods of making fibrous yarns by spinning pre-formed fibers are unsuitable for distributing the fibers in constant quantity over the entire length of the final yarn is particularly evidenced by careful examination of woven fabrics. or knitted with fine fibrous yarns made by these methods. On the other hand, it is possible, using threads obtained by means of the process according to the invention, to manufacture fabrics of which the character is remarkably regular and the appearance particularly satisfactory due to the absence of buttons or damaging rays.
As an indication of the progress made in the manufacture of fibrous yarns by the process according to the invention, it will be mentioned that, in the case of ordinary fibrous yarns, the buttons have a diameter which exceeds 50%, <B> 100 % </B> or even more the diameter which the thread has near the buttons, and that this change in diameter is very visible in the fabrics in which these threads are used, especially when the said fabrics are of a fine and smooth character . Likewise, ordinary fibrous yarns may have thinned portions which may be as low as 70 or even 50910 'in diameter of the adjacent portions of the yarn.
The method and apparatus according to the invention, on the contrary, make it possible to manufacture a yarn whose diameter variation is not very visible by the fact that it contains, in all its cross sections, at least approximately an equal number of filaments. . The slightly thinned and slightly thickened spots which may occur in some embodiments only deviate in diameter by no more than 20% from the diameter of the adjacent normal parts and only rarely occur along the length of the wire.
In fact, it is easy to produce forms of yarn whose deviation from the normal diameter is even smaller, less than <B> 15% </B> and even <B> 10%, </B> that is, threads whose variations in size are so small that they can be considered absolutely regular for most applications in practice.
The appended drawings represent, by way of examples and schematically, several embodiments of the apparatus for carrying out the method according to the invention.
Fig. 1 relates to a first embodiment and shows a pair of cutting rollers and a pair of clamping rollers, arranged substantially horizontally with respect to each other; Fig. 2 relates to a second embodiment and shows a pair of cutting rollers and a pair of clamping rollers, disposed substantially vertically one above the other; Fig. 3 shows a third embodiment also based on the application of a vertical arrangement of the pairs of rollers;
Fig. 4 is a detail view of the pair of cutting rollers; Fig. 5 shows a fourth embodiment of the apparatus; Fig. 6, 7 and 8 show three other embodiments in which part of the cutting device is constituted by a movable band.
In the apparatus of FIG. 1, a bundle of filaments 10 of suitable denier is cut between the elements of a pair of rollers 11, 12, constituting a cutting device, then between the elements of another pair of rollers 13, 14 constituting a cutting device. means for passing the beam through the cutting device. Roller 14 is provided with smooth grooves and roll 13 is lined with rubber or the like and suitably loaded so that both rolls firmly grip the bundle.
Roller 12 is provided with a cutting surface, for example by virtue of being provided with sharp edged flutes or by being made or lined with an abrasive such as emery or silicon carbide. Roller 11 lightly presses bundle 10 against the periphery of roll 12.
The roller 14 is operated at a higher speed than the roller 12, so that, due to the firm clamping created between the rollers 13, 14, the beam 10 is forced to slide on the periphery of the cutting roller 12. Due to the pressure exerted between the rollers 11 and 12 and the sliding allowed by these rollers, the filaments of the bundle drawn between the rollers are cut at frequent intervals, so that, after their exit from the rollers 11, 12, the product contains staple fiber sections.
The rollers 11, 13 can rotate only because of their contact with the driven rollers 12, 14, but it is indeed understood that a reversal of the arrangement of the rollers is possible. For example, the cutting roller 12 can rest on the non-cutting roller 11 and be driven by its contact with the latter. Likewise, the rollers 11, 12 can both perform a cutting action.
In the apparatus of FIG. 2, the bundle of filaments 10 unwound from a supply reel 15 is led to a pair of rolls 11, 12 constituting a cutting device. Clamping rollers 13, 14 are arranged below the roller 12 so that the bundle 10 passes over part of the periphery of the roller 12 and descends vertically to the groove or entry of the rollers 13, 14. The roller 13 is carried by an arm 18 pivoting at 19 and pushed against the roller 14 by a rope 20 which is secured to the arm 18 and carries a counterweight 21 sufficient to ensure the clamping action, preferably without slipping, of the rollers 13, 14.
The apparatus of FIG. 2 thus ensures the application of any desired degree of pressure between the two clamping rollers while allowing both the application of an independent degree of pressure between the rollers 11, 12. Thus, the roller 11 can be of the type with automatic loading, as shown in fig. 4, this roller being provided with an axis 22 mounted to slide in a slot pad 23 so that the roller 11 rests by its own weight on the roller 12.
Roller 11 may be rigid and shaped to have the desired weight to carry the desired load, or it may consist of an elastic core 24, for example made of sponge rubber or a. other soft rubber, disposed in a flexible socket 25, such as a section of thin metal tubing, which provides a hard yet flexible surface by which the filaments are pressed against the cutting periphery of the roll 12.
. In the apparatus of FIG. 3, the beam 10 is supplied by a rotating reel 16 so that it receives an additional twist before being subjected to the action of the cutting device. Each of the rollers 11, 13 is arranged so as to press against the corresponding rollers 12, 14 under the action of a rope and counterweight device 20, 21.
For this purpose, the rollers 11, 13 are mounted on a bar 26 pivoting at 27 on an arm 18, the point 28 at which the rope 20 is attached to the bar 26 being preferably adjustable to allow the rollers 11, 13 to exert the desired pressures and to ensure the cutting action of one of the pairs of rollers and the clamping action of the other - pair, respectively.
In the apparatus of FIG. 2, the yarn containing roving fibers is collected, as shown, by a bell spinner 29 which operates to impart any desired degree of twist thereto. In the apparatus of FIG. 3, the thread is collected by a ring spinning device 30.
The distance between the rollers 11, 12 and the clamping rolls 13, 14 is such that the latter receive the fibrous product shortly after cutting to drive it continuously towards the collecting device.
In the apparatus of FIG. 5, the bundle 10 is driven so as to come into sliding contact with a cutting roller 12 by clamping rollers 13, 14, and the filaments are pressed against the roller 12 by the surface of a fixed part 32 which is loaded with a suitable weight and mounted in a slotted neck 33 so as to rest on the roller 12. Due to the pressure exerted and the sliding of the bundle between the roller 12 and the part 32, the roller 12 cuts filaments of the beam at frequent intervals.
In the apparatus of FIG. 6, the cutting of the filaments is effected by an endless wear belt 34 which is guided by rollers 35 and driven on a roller 36, any or all of the rolls acting to drag the belt therefrom. At the location of the roller 36, the bundle 10 is pressed against the wearing strip 34 by a pressure roller 11, this pressure roller and this wearing strip constituting a cutting device. The strip 34 is operated at a speed different from that at which the beam 10 is driven by the rollers 13, 14, so that the beam slides over the surface of the strip. The filaments pressed against the web by the roll 11 are cut at frequent intervals.
In the apparatus of FIG. 7, a wearing strip 37 is supported and driven by rollers 38 so as to constitute a horizontal path. Between the rollers 38, the bundle 10 is pressed so as to come into contact with the wearing surface of the strip 37 by a roller 11, while the rollers 13, 14 cause the sliding of said filaments on the strip and, consequently , severing these filaments at frequent intervals. In the apparatus of FIG. 8, a wearing belt 39 is driven above a fixed support 40 and driven by rollers 41 at a speed different from that at which the beam 10 is driven above the belt and the support 40 by rollers 13 , 14.
A roller 11 presses the bundle against the web 39 and the support 40 so that the filaments of the bundle are cut at frequent intervals.