EP0098230B1 - Procédé et dispositif pour la réalisation de files de fibres comportant une âme - Google Patents
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- D02G3/36—Cored or coated yarns or threads
- D02G3/367—Cored or coated yarns or threads using a drawing frame
Definitions
- the present invention relates to an improvement in spinning techniques making it possible to produce yarns of fibers comprising an inner core, yarns which, in the following description, will be designated by the expression core yarns.
- the movable surface on which the elementary fibers are kept parallel and flat will be designated by the expression movable guide surface.
- the maintenance of the fibers in parallelized form, flat on the movable guide surface can be achieved either by subjecting said surface to a suction or, preferably, by using a surface which has a surface state which ensures maintaining the fibers by simple contact, or even by combining these two possibilities.
- the guide surface can be in the form of a cylindrical drum, a hyperboloid-shaped drum, an endless belt or any other equivalent member.
- the surface will be perforated or porous and will appear either in the form of a drum, or in the form of 'an endless belt.
- the surface will preferably be covered with a material facilitating the adhesion of the fibers, for example of a material similar to velvet. It could possibly be envisaged to use a surface having the structure of a brush.
- Fig. 1 illustrates, side view, a working position of a machine allowing the implementation of the method according to the invention, that is to say allowing to realize, in a single step, real son core.
- This installation comprises a storage area a, a creel for example, where the coils 2 of wires 3 are arranged intended to constitute the core of the wire to be produced in accordance with the invention.
- These wires 3 are brought via a deliverer 4, which could possibly be omitted, to the treatment zone proper, designated by the general reference 5 where they will be covered and associated with staple fibers.
- This treatment zone 5 comprises a deliverer 6, a false twist spindle 7 of known type, for example a friction spindle, with crossed belts.
- a third call provider 8 is arranged downstream of the spindle 7 and the wire formed is returned at 9 by means of a conventional winding system which may or may not impart an additional twist to the wire formed.
- the distribution of the staple fibers around the core 3 is carried out by providing, upstream of the false twist spindle 7, that is to say in the area of ascent of the twist, a movable guide surface 10 on which the fibers 11 are delivered tangentially and which tends to exert a tensile force on the free end of said fibers.
- These fibers 11 come from a wick 12 which undergoes drawing for example by means of a conventional system with sleeves 13 or a large drawing of the selector type.
- the guide surface 10 has a straight generator and has a surface state ensuring the maintenance of the fibers by simple contact. Furthermore, the fibers 11 are kept parallelized, in the form of a ribbon on the surface 10.
- the core 3 is brought tangentially to the surface 10 in a direction not only concurrent with the direction of supply of the fibers 11 but also in a secant and tangential manner to said flat wick 11.
- the twist communicated by the spindle 7 and which rises on the guide surface has a direction such that, in combination with the direction of advance of said guide surface, the fibers are taken by the core 3 passing under this core, that is to say that their free end is trapped between the core and said guide surface.
- the guide surface 10 is constituted by an endless belt supported by two rollers 14, 15.
- the guide surface 10 is also constituted by an endless belt but this belt is driven directly by the last cylinder of the drawing train.
- the guide surface is constituted by a rotary drum which is of cylindrical shape in FIG. 4 and in the form of a hyperboloid in FIG. 8.
- guides 16 and 17 are provided on each side of the guide surface 10 so that the core wire 3 is presented tangentially to said surface and comes to cut the wick of fibers 11 over its entire width and in bias in their direction of movement.
- Different types of material can be used for the covering material of the guide surface 10. It has been found that good results have been obtained by using textile materials having the structure of a velvet as covering materials for the surface. short haired. Such a material makes it possible to obtain good retention of the parallelized fibers 11 which, however, are easily detached from said surface during the passage of the core wire 3 and distributed around this element.
- V z is of the order of 1.3 to 1.5 times V i .
- an additional pressure roller shown in dotted lines in FIGS. 2, 3 and 4, designated by the reference 20.
- This pressure roller is disposed substantially in the area where the fibers come into contact with the movable surface and promotes the attachment of the fibers to said surface.
- Figs. 5 and 7 illustrate alternative embodiments of the method according to the invention using as a guide surface a conveyor belt 10.
- the transport surface 10 is also constituted by an endless belt, but is mounted directly around one of the engine cylinders of the last pair of the stretching train 11. Consequently, the support roller 14 of FIG. 2 can be deleted.
- the fibers are brought below the belt 10 and their maintenance on this surface is ensured by a suction system 21 disposed between the two strands of the belt.
- This belt must of course allow the passage of air and can be either perforated or porous.
- Such a variant is particularly suitable requested to treat cotton fibers but of course, this is not limiting.
- the conveyor belt 10 is arranged vertically, so that its straight strand faces the output cylinders of the drawing train.
- the fibers are distributed over this straight strand, their taking up by the core 3 being carried out as previously by bringing this core tangentially to the surface, concurrently with the wick of fibers.
- the fibers were maintained either by simple mutual contact of said fibers with the surface, or by the action of a suction phenomenon on this surface, it can be envisaged, as illustrated in fig. 6, to use as transport surface a surface allowing to combine a phenomenon of aspiration and a catching of fibers by simple mutual contact.
- a belt which has alternating zones 22 of velvet type similar to that which is the subject of FIG. 2 and of perforated zones 23. It has been found that good results are obtained by having a length of perforated zone 23 less than the average length of the fibers intended to be treated.
- a core yarn is obtained having a final titer of 534 Dtex in which the wool fibers are perfectly distributed around the core 3 and which has very great regularity.
- This yarn can be used as it is in weaving or knitting.
- Example 1 is repeated, but the guide face formed by a drum is replaced by a guide surface formed by a flat belt as illustrated in FIGS. 2 and 3. As in example 1, the belt is covered with a layer of short pile velvet.
- Example 1 is repeated, but the guide face formed by a drum is replaced by a guide surface formed by a flat belt E as illustrated in FIG. 5.
- This guiding surface S is mounted on the engine cylinder Suselling Procedure of the last pair of drawing rolls 13 of the drawing system.
- a belt is drilled between the strands of which a suction box 21 is arranged.
- the wick 11 is formed by a cotton wick 30 000 Dtex stretched 200 times in 13 I E system.
- the guide surfaces 10 may consist of elements other than drums or belts coated with velvet.
Landscapes
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Description
- La présente invention concerne un perfectionnement aux techniques de filature permettant de réaliser des filés de fibres comportant une âme interne, filés qui, dans la suite de la description, seront désignés par l'expression fils à âme.
- Elle a trait plus particulièrement à un perfectionnement apporté à la technique faisant l'objet du brevet français publié sous le N° 497481.
- Le document précité décrit une technique qui, d'une manière générale, consiste:
- - à délivrer un fil destiné à former l'âme interne, - à faire passer ce fil en contact tangentiel avec une surface mobile (tambour de cadre) sur laquelle des fibres élémentaires sont maintenues parallélisées et à plat, ledit fil passant transversalement par rapport à ladite surface;
- - à communiquer audit fil d'âme une torsion qui tend à remonter sur la surface mobile supportant les fibres élémentaires, cette torsion étant communiquée par un organe agissant de manière intermittente de telle sorte que le fil formé puisse se détordre automatiquement et instantanément, cette rapide rotation du fil en sens inverse n'ayant pas d'effet sur les fibres déjà enroulées sur lui.
- On conçoit aisément qu'un tel procédé, s'il peut permettre d'obtenir un filé de fibres comportant une âme, ne permet pas d'avoir des vitesses de production élevées et surtout ne conduit pas à des fils de bonne qualité étant donné que ces fibres ne sont pas véritablement liées à l'âme mais forment en quelque sorte un feutre autour de celle-ci ainsi que cela est indiqué à la p. 3 lignes 80 à 95 de la description de ce brevet. Ces inconvénients peuvent expliquer le fait que, à la connaissance du titulaire, une telle technique n'a pas été utilisée industriellement.
- Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement au procédé précité, qui, non seulement en simplifie la mise en oeuvre et permet d'avoir des vitesses de production très élevées mais qui, par ailleurs, permet de traiter indifféremment tout type de fibres et, notamment, des fibres de laine (ou fibres présentant des propriétés de crochets similaires), matières difficiles à mettre en oeuvre jusqu'à ce jour. Enfin, le procédé selon l'invention permet d'obtenir une très bonne cohésion de la surface fibreuse avec l'âme interne ainsi que des filés à âme présentant des caractéristiques textiles très régulières.
- D'une manière générale, l'invention concerne donc un perfectionnement au procédé faisant l'objet du brevet français N° 497481, procédé rappelé ci-dessus, perfectionnement qui se caractérise par le fait que:
- - le passage du fil d'âme sur les fibres parallélisées est réalisé en biais par rapport à la surface supportant lesdites fibres et ce, dans leur sens de déplacement;
- - la torsion communiquée au fil est donnée par une broche de fausse torsion, agissant en permanence sur ledit fil et qui est disposée en aval de la surface mobile supportant les fibres.
- Dans la suite de la description, la surface mobile sur laquelle les fibres élémentaires sont maintenues parallélisées et à plat sera désignée par l'expression surface de guidage mobile.
- Conformément à l'invention, le maintien des fibres sous forme parallélisée, à plat sur la surface de guidage mobile, peut être réalisé soit en soumettant ladite surface à une aspiration soit, de préférence, en utilisant une surface qui présente un état superficiel qui assure le maintien des fibres par simple contact, voire même en combinant ces deux possibilités.
- Plusieurs types de dispositifs peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
- Ainsi, la surface de guidage peut se présenter sous la forme d'un tambour cylindrique, d'un tambour en forme d'hyperboloïde, d'une courroie sans fin ou de tout autre organe équivalent.
- Dans le cas où le maintien des fibres sur cette surface de guidage est obtenu sous l'action d'un phénomène d'aspiration, la surface sera perforée ou poreuse et se présentera soit sous la forme d'un tambour, soit sous la forme d'une courroie sans fin.
- Selon le mode préférentiel de mise en oeuvre de l'invention, selon lequel le maintien des fibres sur la surface de guidage est assuré par simple contact mutuel, la surface sera de préférence recouverte d'un matériau facilitant l'adhérence des fibres, par exemple d'un matériau similaire à un velours. Il pourrait éventuellement être envisagé d'utiliser une surface ayant la structure d'une brosse.
- Cependant, quelle que soit la surface utilisée, il est indispensable, non seulement que les fibres soient maintenues parallélisées sous forme d'une bande mais également que le fil destiné à former l'âme soit amené tangentiellement à ladite bande de fibres et ce, de manière sécante, en biais dans le sens de déplacement des fibres.
- L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels:
- la fig. 1 illustre schématiquement, vue de côté, une position de travail d'une machine mettant en oeuvre le procédé selon l'invention afin de réaliser un fil à âme,
- la fig. 2 est une vue en perspective d'une surface de guidage mobile, sous forme de courroie, utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention,
- la fig. 3 est une vue de face de la surface de guidage de la fig. 2 montrant de manière plus précise comment s'effectue la liaison fil d'âme/fibres sur une surface de guidage conforme à l'invention,
- la fig. 4 illustre une variante, également en perspective, d'une surface de guidage sous forme de tambour utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention,
- la fig. 5 illustre une autre variante, également en perspective, d'une surface de guidage sous forme de courroie associée à un système d'aspiration,
- la fig. 6 est une vue schématique, partielle, en perspective montrant une surface de guidage particulière permettant d'assurer le maintien des fibres par combinaison d'une aspiration et d'un état superficiel particulier assurant le maintien par simple contact,
- les fig. 7 et 8 illustrent deux autres variantes d'un dispositif conforme à l'invention.
- La fig. 1 illustre, vue de côté, une position de travail d'une machine permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, c'est-à-dire permettant de réaliser, en une seule étape, de véritables fils à âme.
- Cette installation comporte une zone de stockage a, cantre par exemple, où sont disposées les bobines 2 de fils 3 destinées à constituer l'âme du fil à réaliser conformément à l'invention. Ces fils 3 sont amenés par l'intermédiaire d'un délivreur 4, qui éventuellement pourrait être supprimé, à la zone de traitement proprement dite, désignée par la référence générale 5 où ils seront recouverts et associés à des fibres discontinues.
- Cette zone de traitement 5 comprend un délivreur 6, une broche de fausse torsion 7 de type connu, par exemple une broche à friction, à courroies croisées.
- Un troisième délivreur d'appel 8 est disposé en aval de la broche 7 et le fil formé est renvidé en 9 au moyen d'un système conventionnel de renvidage pouvant ou non communiquer une torsion additionnelle au fil formé.
- La distribution des fibres discontinues autour de l'âme 3 est réalisée en prévoyant, en amont de la broche de fausse torsion 7, c'est-à-dire dans la zone de remontée de la torsion, une surface de guidage mobile 10 sur laquelle les fibres 11 sont délivrées tangentiellement et qui tend à exercer une force de traction sur l'extrémité libre desdites fibres. Ces fibres 11 proviennent d'une mèche 12 qui subit un étirage par exemple au moyen d'un système conventionnel à manchons 13 ou d'un grand étirage du type à sélecteur. Par rapport aux enseignements du brevetfrançais N° 497481 conformément à l'invention, la surface de guidage 10 est à génératrice droite et présente un état superficiel assurant le maintien des fibres par simple contact. Par ailleurs, les fibres 11 sont maintenues parallélisées, sous forme de ruban sur la surface 10. De plus, l'âme 3 est amenée tangentiellement à la surface 10 dans une direction non seulement concourante avec la direction d'amenée des fibres 11 mais également de manière sécante et tangentielle à ladite mèche plane 11. Enfin, la torsion communiquée par la broche 7 et qui remonte sur la surface de guidage a un sens tel que, en combinaison avec le sens d'avance de ladite surface de guidage, les fibres soient prises par l'âme 3 en passant sous cette âme, c'est-à-dire que leur extrémité libre se trouve emprisonnée entre l'âme et ladite surface de guidage.
- Dans l'exemple de réalisation illustré par les fig. 2, 3 et 7, la surface de guidage 10 est constituée par une courroie sans fin supportée par deux galets 14, 15. En revanche, dans l'exemple illustré par la fig. 5, la surface de guidage 10 est également constituée par une courroie sans fin mais cette courroie est entraînée directement par le dernier cylindre du train d'étirage.
- Dans les exemples illustrés par les fig. 4 et 8, la surface de guidage est constituée par un tambour rotatif qui est de forme cylindrique à la fig. 4 et en forme d'hyperboloïde à la fig. 8.
- De préférence, ainsi que cela ressort clairement des fig. 3, 4 et 7, des guides 16 et 17 sont prévus de chaque côté de la surface de guidage 10 afin que le fil d'âme 3 soit présenté tangentiellement à ladite surface et vienne couper la mèche de fibres 11 sur toute sa largeur et en biais dans leur sens de déplacement.
- Différents types de matériaux peuvent être utilisés pour la matière de recouvrement de la surface de guidage 10. On a constaté que l'on obtenait de bons résultats en utilisant comme matériaux de recouvrement de la surface, une matière textile ayant la structure d'un velours à poils ras. Un tel matériau permet d'obtenir un bon maintien des fibres parallélisées 11 qui, cependant, sont facilement décollées de ladite surface lors du passage du fil d'âme 3 et distribuées autour de cet élément.
- Bien entendu, d'autres types de matériaux peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention.
- Pour une bonne mise en oeuvre de l'invention, il a par ailleurs été déterminé qu'il convenait, de préférence, d'avoir une distance, entre la sortie des derniers éléments du train d'étirage 13 et le point où les fibres de la mèche 12 viennent en contact avec l'âme, supérieure à la longueur des fibres.
- Par ailleurs, en ce qui concerne les vitesses des différents organes les uns par rapport aux autres, on a constaté que l'on obtenait de bons résultats en ayant une vitesse Vz supérieure ou égale à la vitesse V, d'amenée des fibres 11 sur la surface de guidage 10. De préférence, V2 est de l'ordre de 1,3 à 1,5 fois Vi.
- Dans les exemples qui précèdent, il peut être envisagé d'utiliser un galet presseur additionnel, représenté en pointillé aux fig. 2,3 et 4, désigné par la référence 20. Ce galet presseur est disposé sensiblement dans la zone où les fibres arrivent en contact avec la surface mobile et favorise l'accrochage des fibres sur ladite surface.
- Les fig. 5 et 7 illustrent des variantes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention utilisant comme surface de guidage une courroie transporteuse 10.
- Dans ces variantes, les mêmes références que celles utilisées pour l'exemple illustré par les fig. 2 et 3, sont utilisées pour désigner les mêmes organes.
- Dans le mode de réalisation selon la fig. 5, par rapport à l'exemple décrit dans la fig. 2, la surface de transport 10 est également constituée par une courroie sans fin, mais est montée directement autour d'un des cylindres moteur de la dernière paire du train d'étirage 11. En conséquence, le galet support 14 de la fig. 2 peut être supprimé. Dans ce mode de réalisation, les fibres sont amenées en dessous de la courroie 10 et leur maintien sur cette surface est assuré par un système d'aspiration 21 disposé entre les deux brins de la courroie. Cette courroie doit bien entendu permettre le passage de l'air et peut être soit perforée, soit poreuse.
- Une telle variante est particulièrement appropriée pour traiter des fibres de coton mais bien entendu, cela n'est pas limitatif.
- Dans la variante illustrée par la fig. 8, la courroie transporteuse 10 est disposée verticalement, de telle sorte que son brin rectiligne soit en regard des cylindres de sortie du train d'étirage. Dans ce cas, les fibres sont distribuées sur ce brin rectiligne, leur prise par l'âme 3 étant effectuée comme précédemment en amenant cette âme tangentiellement à la surface, de manière concourante avec la mèche de fibres. Ce mode de réalisation permet de diminuer au minimum l'espacement entre la sortie du dispositif d'étirage et la surface de transport des fibres.
- Si, dans les exemples précédents, le maintien des fibres était assuré soit par simple contact mutuel desdites fibres avec la surface, soit par l'action d'un phénomène d'aspiration sur cette surface, il peut être envisagé, comme cela est illustré à la fig. 6, d'utiliser comme surface de transport une surface permettant de combiner un phénomène d'aspiration et un accrochage des fibres par simple contact mutuel. Dans ce cas, on peut, par exemple, utiliser une courroie qui comporte une alternance de zones 22 de type velours similaire à celui faisant l'objet de la fig. 2 et de zones perforées 23. On a constaté que l'on obtenait de bons résultats en ayant une longueur de zone perforée 23 inférieure à la longueur moyenne des fibres destinées à être traitées.
- Sur une installation illustrée par la fig. 1, et comportant comme surface de guidage un tambour rotatif 10 du type illustré par la fig. 4, on réalise un fil à âme conformément à l'invention dans les conditions suivantes:
- - fil d'âme 3: fil polyester 167 Dtex,
- - mèche de fibres 12: laine 3300 Dtex - deux bouts - longueur moyenne des fibres: 120 mm,
- - étirage en 13: 18, 73;
- - titre du ruban à sa sortie d'étirage: 356 Dtex,
- - vitesse V1 de sortie de la mèche 11 : 50 m/mn,
- - distance entre la sortie du train d'étirage 13 et le point de contact des fibres 11 avec l'âme 3: 240 mm,
- - largeue de la mèche 11 sur le tambour 10: environ 4 mm,
- - vitesse V2 du tambour 10: 53 m/mn,
- - surface du tambour 10: velours à poils ras ayant une hauteur d'environ 2 mm,
- - broche de fausse torsion 7: broche à courroies croisées formant entre elles un angle de 48° ayant une vitesse linéaire de 185 m/mn,
- - tension du fil d'âme: 30 à 35 g,
- - vitesse de renvidage V3: 48 m/mn.
- En procédant de la manière précitée, on obtient un fil à âme ayant un titre final de 534 Dtex dans lequel les fibres de laine sont parfaitement réparties autour de l'âme 3 et qui présente une très grande régularité.
- Untel fil peut être utilisé tel quel en tissage ou en bonneterie.
- On répète l'exemple 1 mais on remplace la sur face de guidage constituée par un tambour par une surface de guidage constituée par une courroii plane telle qu'illustrée aux fig. 2 et 3. Comme pou l'exemple 1, la courroie est revêtue d'une couche de velours à poils ras.
- On obtient un fil similaire à celui de l'exemple 1
- On répète l'exemple 1, mais on remplace la sur face de guidage constituée par un tambour par une surface de guidage constituée par une courroiE plane telle qu'illustrée à la fig. 5. Cette surface dE guidage est montée sur le cylindre moteur supé rieur de la dernière paire de cylindres étireurs du système d'étirage 13.
- On utilise comme courroie 10 une courroie per forée entre les brins de laquelle est disposée une boîte aspirante 21.
- La mèche 11 est constituée par une mèche de coton de 30 000 Dtex étirée de 200 fois dans IE système 13.
- Les conditions opératoires sont les suivantes:
- - vitesse V, : 75 m/mn,
- - vitesse linéaire de la courroie 10: 100 m/mn,
- - vitesse de passage de l'âme 3: 150 m/mn,
- - âme 3: filé de polyester de 100 Dtex.
- On obtient un filé à âme dans lequel les fibres dE coton entourent parfaitement l'âme interne, ce filÉ ayant un titre de 250 Dtex.
- Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, il peut être possible nor seulement de réaliser des fils simples mais égale ment de réaliser des fils assemblés.
- De même, les surfaces de guidage 10 peuvent être constituées par d'autres éléments que des tambours ou courroies revêtus de velours.
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