Dispositif de crêpage d'une matière textile constituée par une ou plusieurs fibres textiles
La présente invention a pour objet un dispositif de crêpage d'une matière textile constituée par une ou plusieurs fibres textiles, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de surfaces opposées pourvues alternativement de parties creuses et de parties saillantes conjuguées au moins lorsqu'elles sont mutuellement en contact avec pression, de façon que ces parties s'engagent les unes dans les autres, l'une de ces surfaces étant déformable et l'autre surface étant pratiquement indéformable, des moyens pour amener les surfaces mutuellement en contact et pour les maintenir l'une contre l'autre avec pression.
des moyens pour amener la matière textile entre lesdites surfaces à l'état pratiquement exempt de tensions et des moyens pour reprendre la matière textile sous tension après qu'elle soit passée entre les surfaces précitées.
Conformément à l'invention, un procédé de fabrication du dispositif précité consiste successivement à mouiller la surface déformable initialement lisse, à chauffer au moins la surface indéformable, pourvue d'une configuration en relief et en creux, à appuyer l'une de ces surfaces contre l'autre et à les maintenir ainsi en contact pressé puis à écarter les surfaces et à répéter ces opérations autant de fois que nécessaire jusqu'à ce que le contour profilé de la surface indéformable soit imprimé dans la surface déformable.
Pour que l'invention soit mieux comprise, on se reportera à la description explicative ci-après et au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel:
la fig. 1 est une vue schématique, en élévation latérale, d'une forme d'exécution d'un dispositif selon l'inven tion
la fig. 2 est une vue de dessus du dispositif de la fig. 1;
la fig. 3 est une vue en perspective d'un ensemble de rouleaux destiné à déformer une matière textile, cet ensemble de rouleaux comportant des rouleaux d'alimentation et des rouleaux de tension;
la fig. 4 est une vue de détail, à plus grande échelle, montrant la façon dont s'engagent les unes dans les autres les parties en saillie et les parties en creux des rouleaux, de façon à déformer la matière textile.
En se référant plus particulièrement aux fig. 1 et 2, on voit un dispositif, désigné d'une façon générale par le repère 10, destiné au traitement d'une matière textile, désignée ci-après par le terme fibre . Selon le mode de réalisation représenté, le dispositif comprend une ensouple ou un cylindre ou tambour analogue, désignés par le chiffre de référence 11, sur laquelle est enroulée une quantité importante d'une matière textile fibreuse 12 en attente de traitement. L'ensouple 11 est portée par des tourillons, coussinets. paliers ou organes de support analogues non représentés et est montée folle ou à rotation libre, mais elle est munie d'un organe de friction créant un tirage ou une traction ou de tout autre organe de freinage approprié pour conférer une tension uniforme à la matière textile enroulée sur l'ensouple.
Les matières textiles fibreuses, c'ext-à-dire, les fibres textiles 12, traversent un peigne ou analogue 13 porté par des moyens qui ne sont pas représentés. Les matières textiles fibreuses 12 passent ensuite à travers un peigne 14 destiné à intercepter sensiblement horizontalement, d'une fa çon connue en soi la trajectoire des matières fibreuses dans une direction sensiblement perpendiculaire à celle de leur déplacement ou mouvement.
La matière textile fibreuse 12 passe ensuite dans un mécanisme d'alimentation ou d'avancement 15 à excès de débit qui comporte deux rouleaux 16 et 17 de diamètre relativement petit, la matière textile contournant, suivant un boucle en forme de S, ces rouleaux 16 et 17, qui sont entraînés tous deux par des moyens de commande non représentés. On peut utiliser d'une façon générale toute combinaison convenable de rouleaux et de moyens d'entraînement pour assurer cette alimentation avec excès de débit. Les fibres 12 passent ensuite entre
un ensemble de surfaces opposées, représentées par une paire de rouleaux 18 et 19. Cependant, le nombre de surfaces opposées peut être supérieur à deux. L'un des
rouleaux au moins est fait d'une matière déformable, comme cela sera décrit plus complètement ci-après.
Chaque autre rouleau est constitué en une matière relativement indéformable, telle que l'acier. Dans tous les cas
chaque rouleau relativement dur possède une surface dont la configuration est conçue pour impartir aux fibres 12 une forme crêpée, frisée ou ondulée et pour imposer, au rouleau élastique plus mou 19, sa propre forme.
Les surfaces des rouleaux 18 et 19 sont en contact l'une contre vautre sous une certaine pression. Cette pression est produite et maintenue par des moyens hydrauliques ou autres et grâce à un agencement approprié généralement en poussant, pressant ou appuyant le rouleau inférieur contre le rouleau supérieur. Le rouleau menant, entraîneur ou moteur 18, est entraîné en rotation par des moyens non représentés et le rouleau 19 est entraîné par les forces de frottement qui résultent de son contact sous pression avec le rouleau 18.
On peut chauffer le rouleau 18 par exemple, en faisant passer un fluide chaud dans sa partie centrale.
Dans ce cas, le rouleau 18 est fabriqué de préférence en une matière conductrice de la chaleur. On a représenté sur la fig. 3, un élément de portée de palier fixe 20 qui communique avec l'intérieur de l'arbre creux rotatif 21 du rouleau 18. Un conduit, tuyau souple ou flexible 22 provenant d'une source de fluide chauffé, non représentée, est relié à l'élément de portée 20. Un prolongement 23 de l'arbre 21 est relié aux moyens d'entrame- ment du rouleau rotatif 18. De cette façon, le fluide chauffé peut être amené au rouleau 18 pendant sa rotation.
Comme le rouleau 19 est élastique et afin de l'empêcher d'être surchauffé, donc de s'user de façon excessive, des moyens sont prévus pour le refroidir par exemple par soufflage ou jet d'air, ou ventilation par exemple par un tube 24 comportant plusieurs orifices, buses ou ajutages de sortie d'air 25. Le tube 24 est relié à une source d'air comprimé qui n'est pas représentée.
Le dispositif de reprise désigné d'une façon générale par le repère 16a, comporte des rouleaux 26 et 27 et est susceptible de maintenir la matière textile fibreuse 12 sous une tension déterminée jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment refroidie pour conserver, d'une façon sensiblement permanente, la forme ondulée, crêpée ou frisée qui lui a été imposée. Les deux rouleaux 26 et 27 sont entraînés par des moyens non représentés. On peut utiliser dans ce but tout dispositif de reprise approprié. En outre le dispositif de reprise peut comprendre plus de deux rouleaux si on le désire. Il convient de noter, par ailleurs, que l'on peut utiliser soit d'un des deux rouleaux, soit les deux rouleaux 26 et 27 à la fois comme moyens positifs de refroidissement de la matière textile en cours de traitement.
Ceci est illustré par la fig. 3 qui montre un élément de portée ou palier 28 dans lequel est monté tournant l'arbre creux 29 du rouleau 26, à travers lequel un agent refroidissant provenant d'une source non représentée est fourni par l'intermédiaire du conduit ou tuyau souple 30. On comprend que si on utilise ce mode de refroidissement le rouleau 26 doit être fabriqué en une matière conductrice de la chaleur. On comprendra cependant que l'on peut refroidir suffisamment la matière textile en traitement par échange de chaleur avec le milieu ambiant pour qu'elle conserve, d'une façon pratiquement permanente, la déformation qui lui a été imposée lors du traitement. Dans ce cas, les rouleaux 26 et 27 n'ont pas à être adaptés pour réaliser le refroidissement.
Le dispositif peut aussi, en variante, comporter une enceinte contenant un milieu ou fluide gazeux ou une atmosphère maintenue à une base température ambiante pour effectuer le refroidissement de la matière textile.
Le dispositif de suralimentation ou d'avancement avec excès de débit ou de vitesse désigné par le chiffre de référence 15, constitue une partie importante du dispositif décrit. Lorsque la matière textile en traitement pénètre dans l'étranglement entre les rouleaux 18 et 19, elle doit être sensiblement exempte de tensions comme cela a été indiqué plus haut. Lorsque la matière passe entre ces rouleaux, elle est déformée selon les aspérités et les creux de leurs surfaces. Une fois que la matière textile a pénétré dans l'étranglement entre les rouleaux
18 et 19, il ne doit plus se produire aucun glissement.
Si la matière est amenée ou délivrée avecune certaine tension, une pression sensiblement plus élevée est nécessaire afin d'obtenir le degré désiré de déformation. fl en résulte que l'on obtient les meilleurs résultats en amenant la matière textile 12 dans un état pratiquement sans tension afin de ménager une réserve de longueur suffisante pour compenser tout rétrécissement ou analogue qui pourrait se produire. Il est également avantageux d'amener la matière textile dans un état sans tension afin de fournir un excès de longueur de matière aussi grand que possible, afin de rendre minimal l'étirement, l'allongement ou l'extension de la matière lorsque se produit le crêpage ou frisage.
Une autre raison de cette alimentation sans tension réside dans le fait que la matière est tout d'abord tordue dans une direction puis dans l'autre, c'est-à-dire à droite et à gauche lorsqu'elle est étirée par les aspérités et les creux des rouleaux à l'entrée de l'étranglement entre les rouleaux.
La quantité d'excès de débit d'alimentation ou de vitesse d'avancement peut varier. Elle dépend évidemment de la conception de l'installation, de la nature de la matière, de la vitesse de déplacement ou de défilement de celle-ci à travers la machine et d'autres facteurs analogues. La quantité ou valeur particulière de cet excès de débit ou de vitesse d'avancement ou de suralimentation, pour une matière particulière donnée, peut être déterminée facilement. Dans tous les cas il est nécessaire que l'alimentation en excès soit suffisante, d'une façon générale, pour que la matière textile traitée soit dans un état pratiquement exempt de tensions lorsqu'elle passe d'abord entre les rouleaux 18 et 19.
Par exemple, lorsque l'on traite du nylon, la rotation des rouleaux d'alimentation 16 et 17 du dispositif d'alimentation en excès 15 est réglée de façon à produire une vitesse linéaire de déplacement qui soit environ de 5 à 15 % plus grande que la vitesse linéaire du rouleau 18, c'est-à-dire du rouleau menant ou moteur qui comporte, sur sa surface, les régions en saillie et en creux d'origine. Cette quantité ou valeur d'excès de débit d'alimentation est généralement suffisante pour que la matière en traitement soit dans un état sensiblement exempt de tensions lorsqu'elle pénètre entre les rouleaux destinés à produire les ondulations de crêpage ou de frisage.
Après être passée dans le mécanisme produisant les ondulations de crépage ou de frisage, c'est-à-dire entre les rouleaux 18 et 19, comme mentionné plus haut, la matière textile fibreuse est reprise ou récupérée par le dispositif de reprise 1.6a, dans des conditions telles qu'elle soit pratiquement sans tension, c'est-à-dire, sous une tension contrôlée. Pendant que s'effectue cette reprise, la matière comme indiqué plus haut peut être refroidie puis soumise à la tension nécessaire pour effectuer le restant d'une opération quelconque. C'est ainsi par exemple que la matière textile 2 peut passer à travers un peigne 31 après avoir quitté le dispositif 16a, puis passer dans un appareil ou équipement effectuant une opération de finissage et désigné par le chiffre de référence 32 sur la fig. 1.
Cette opération de finissage peut comporter un apprêtage, encollage, parage, calibrage ou une mise aux dimensions de la matière ou une teinture ou toute autre opération. La matière est enfin enroulée sur un cylindre ou tambour 33 qui est entraîné en rotation par des moyens non représentés et elle est maintenant prête à être tricotée, tissée ou utilisée d'une autre façon dans un procédé de fabrication quelconque.
En ce qui concerne le rouleau 18, il convient de remarquer, comme cela a été mentionné plus haut, qu'il peut être fabriqué en une matière relativement dure telle que l'acier, tandis que le rouleau 19 est fait en une matière élastique. Dans un tel cas, l'empreinte ou la configuration en relief et en creux de la surface du rouleau dur est réalisée par gravure ou par tout autre procédé analogue permettant de tailler dans sa surface, les zones en relief et en creux selon le motif ou dessin désiré.
D'autre part, le rouleau élastique 19 est fabriqué en une substance de composition appropriée rendue compacte ou dense, ayant un degré de dureté mesuré au duromètre compris entre environ 72 et 100, et, de préférence, compris entre environ 80 et 86 (voir la norme américaine
ASTM,D 1484-59). Le rouleau élastique 19 peut, par exemple, être convenablement fabriqué à partir d'un mélange d'environ 65 % de coton et 35 % de laine, lequel mélange est imprégné d'une résine et comprimé, de façon à avoir une dureté comprise dans le domaine d'ordres de grandeur indiqué plus haut.
On décrira ci-après un procédé de fabrication permettant de mettre en forme ou d'élaborer la surface du rouleau élastique déformable. Tout d'abord on humidifie ou mouille la surface du rouleau en y passant une éponge mouillée et on chauffe le rouleau dur, c'est-à-dire, le rouleau 18, jusqu'à une température d'environ 1250 C puis on applique, presse ou appuie avec force le rouleau élastique contre le rouleau dur sous une pression d'environ 43 kg/cm linéaire. On entraîne ou fait tourner ensuite le rouleau dur 18 à une vitesse linéaire d'environ 15 m/mn pendant une durée de 15 minutes environ. Le rouleau élastique 19 est ensuite écarté du rouleau 18 et mouillé à nouveau.
On élève la température du rouleau 18 jusqu'à 1500 C environ et on applique ou presse une fois de plus le rouleau élastique contre celui-ci sous une pression d'environ 72 kg/cm linéaire. On entraîne à nouveau le rouleau 18 avec une vitesse linéaire d'environ 15 mlmn pendant une durée de 15 minutes environ. Le processus est alors répété aussi souvent que nécessaire en utilisant des pressions croissantes jusqu'à ce que le contour ou profil du rouleau 18 soit pratiquement imprimé, façonné ou formé sur la surface du rouleau 19.
L'élasticité du rouleau 19 contribue à empêcher la rupture ou la coupure de la matière textile passant entre les rouleaux. L'emploi d'un rouleau élastique contribue à éviter l'établissement d'une pression excessive indésirable en répartissant la charge exercée par la pression.
En d'autres termes, tout excès de pression en un point ou une zone quelconque entre les surfaces des rouleaux est éliminé, car le rouleau élastique se déformera. Ceci empêche toute contrainte exagérée sur les matières passant entre les rouleaux. Ainsi, la dureté maximale de 100 pour le rouleau élastique est basée sur le désir d'avoir au moins l'élasticité requise pour assurer une entrée en prise ou un contact continu et pour empêcher la cassure ou rupture de la matière traitée par suite de pressions excessives et non uniformes. L'élasticité du rouleau 19 permet manifestement un contact continu entre les parties en saillie et en creux des surfaces coopérantes des rouleaux. Une partie saillante ou en relief rencontrant une autre portion saillante ou aspérité couperait la matière plutôt que de la crêper ou friser.
Avec l'emploi du rouleau élastique, aucune action de ce genre n'existe comme on peut s'en rendre compte en examinant à la fois la matière crêpée ou frisée et la configuration ou le motif franc ou net taillé ou imprimé dans le rouleau tendre 19.
En ce qui concerne la limite inférieure de la dureté du rouleau 19, il convient de remarquer qu'une surface, qui est trop élastique. entraîne des déformations excessives du rouleau avec par conséquent absence d'un motif nettement taillé ou manque de précision de sa conformation et par suite une déformation insuffisante de la matière traitée.
En cours d'usage ou de fonctionnement, le rouleau élastique 19 conserve ou comporte toujours le motif ou la conformation taillé complémentaire ou conjugué des rainures 35 du rouleau 18. En même temps, le diamètre décroît ou diminue par usure. Il en résulte que le rouleau inférieur est progressivement et continuellement réformé, refaçonné ou retaillé pendant son usage.
Dans le mode de réalisation représenté dans les dessins, les rainures 35 du rouleau 18 ont une forme hélicoïdale et font un angle d'environ 250 avec l'axe du rouleau 18. On utilise la configuration hélicoïdale pour éviter des répétitions de motif, dessin ou configuration dans un article tissé ou tricoté avec la matière traitée. Il convient de remarquer cependant que de telles répétitions de configuration peuvent être évitées par le choix du mode de tissage ou de l'armure, contexture, croisement, liage, entrelacement ou par le contrôle ou réglage d'autres variables. Il en résulte que si l'on désire obtenir un fil crêpé, frisé ou ondulé, les rainures 35 peuvent être parallèles à l'axe du rouleau 18 ou faire n'importe quel angle jusqu'à 45o ou plus, tout en donnant toujours un fil ayant les propriétés désirées.
Dans le dispositif représenté, les surfaces des rouleaux 18 et 19 ont un contour en forme de motif ou dessin en dents de scie arrondi ou chanfreiné comme le montre la fig. 4, les rainures 35 étant séparées par des portions formant filets saillants ou nervures. La forme de dents du rouleau inférieur 19 possède un rayon plus grand au sommet et au fond de la dent que les parties correspondantes de la surface du rouleau dur 18. Ceci a pour résultat un effet d'ondulation ou de crêpage tel que mentionné plus haut. On obtient une ondulation ou un crêpage satisfaisant du fil lorsque l'on utilise des espacements ou intervalles d'écartement corrrespondant à un nombre spécifique de rainures allant jusqu'à 350 rainures sur 2,54 cm, soit environ 138 rainures par centimètre de longueur.
La profondeur des rainures 35 dépend en partie de l'espacement de ces rainures, c'est-à-dire que la profondeur maximale est limitée par la configuration nécessaire des zones à filets saillants ou nervures qui est requise pour résister aux pressions nécessaires à l'opération de crêpage. En dehors de cette considération, il convient de remarquer qu'une rainure plus profonde entraîne une conformation plus accentuée ou prononcée du fil. De la même façon, on accentue la conformation en utilisant un plus grand nombre de rainures sur une longueur donnée.
C'est ainsi par exemple, qu'en utilisant une surface ayant environ 150 rainures pour 2,54 cm, soit environ 59 rainures par centimètre de longueur, la profondeur admissible est de l'ordre de 0,05 mm tandis qu'avec 85 rainures environ pour 2,54 cm soit environ 33,5 rainures par centimètre de longueur, la profondeur peut être augmentée jusqu'à environ 0,1 mm. Il est souhaitable naturellement de supprimer tout bord coupant afin d'éviter toute possibilité de couper le fil en cours de traitement.
En ce qui concerne le choix des diamètres des rouleaux 18 et 19, le dispositif représenté montre que ces rouleaux ont des diamètres sensiblement égaux. Cependant le rouleau 19 peut être plus gros que le rouleau 18, car la surface de ce rouleau tend à s'user et est reformée, retaillée ou refaçonnée. Il peut être également de bonne pratique, à l'occasion, de faire tourner les rouleaux sans matière textile interposée de façon à exécuter cette remise en forme ou ce retaillage pour obtenir une configuration ou un motif à contours plus nets, plus vifs ou plus effilés sur le rouleau 19. En choisissant un rouleau de grand diamètre, la durabilité du rouleau 19 est alors accrue.
Selon la dureté de la matière textile en traitement, il peut y avoir usure des surfaces des rouleaux 18 et 19 dans les zones de contact avec la matière textile. Si une telle usure se produit, le dessin ou motif dans ces zones est partiellement réduit, ce qui entraîne une diminution du degré de conformation des fibres. Pour éviter cette usure, si elle se produit, on peut relier le peigne 14 à un mécanisme de translation latérale non représenté. Ce mécanisme provoque un mouvement alternatif de la matière textile avec un déplacement par exemple de 1,25 cm ou un déplacement quelque peu plus grand que l'espacement entre les brins, fibres ou fils dans la direction horizontale perpendiculaire au mouvement de la matière textile 12 entre les rouleaux 18 et 19.
De cette façon, la matière textile est en contact avec une large partie de la surface des rouleaux 18 et 19 et l'usure sur cette grande surface sera uniforme.
La fig. 3 illustre un dispositif de préchauffage de la matière textile 12 avant qu'elle atteigne l'étranglement entre les rouleaux 18 et 19. Comme représenté sur le dessin, les rouleaux 16 et 17 du système d'alimentation avec excès de débit ou de vitesse sont respectivement pourvus de manchons ou analogues rotatifs 36 et 37. Les manchons 36 et 37 communiquent respectivement avec les arbres creux 38 et 19 des rouleaux et sont alimentés en fluide chauffé, provenant d'une source non représentée, par des conduits ou tuyaux souples 40 et 41. La matière textile fibreuse peut, de cette façon, être chauffée avant d'entrer en contact avec les rouleaux 18 et 19 et on peut augmenter la vitesse de rotation des rouleaux 18 et 19, en accroissant ainsi la cadence de production. Un préchauffage suffisant peut éviter, pour certaines opérations, d'avoir à chauffer le rouleau 18.
Le dispositif décrit peut fonctionner d'une façon continue, semi-continue ou discontinue. D'une façon générale cependant, il fonctionne d'une façon continue, c'est-à-dire que la matière à traiter peut être amenée dans le dispositif et reprise à l'extrémité opposée de celui-ci sans arrêter ni redémarrer le dispositif à un moment quelconque.
Dans les exemples donnés, les rouleaux 18 et 19 avaient des contours prévus pour l'obtention de fils crêpés, frisés ou ondulés. Il est bien entendu que l'on peut utiliser une grande variété de dessins, motifs ou configurations pour les rouleaux 18 et 19 en vue d'obtenir toute conformation désirée sur les fibres textiles.