Brevet FR2256041A1 — publié le 19750725

La presente invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication de mèches d'écriture ou de dessin, dans lequel les meches sont retordues sur-un banc à broches, puis imprégnées par une solution de liant que l'on polymérise et seche avant de rectifier les mèches, de les couper à longueur et de les affûter. Dans les procédés connus à ce jour, les mèches d'écriture ou de dessin sont préparées à partir de fibres continues. Il en résulte des difficultés de collage, et des difficultés pour assurer un facteur cohésion-débit satisfaisant. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Pour ce faire, le procédé qui en fait l'objet est caractérisé en ce que les mèches sont préparées à partir de f-ibres discontinues. Grâce à ce procédé, partant d'une structure de type "non-tissé", on crée des liaisons mécaniques entre les fibres au cours de la préparation des mèches, et notamment lors du passage sur le bancà broches, ce qui permet de résoudre plus facilement le problème du collage, et d'agir plus efficacement sur le facteur cohésion-débit. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les fibres discontinues peuvent être livrées en bourre, ces fibres étant parallélisées par passes successives sur les machines suivantes a) carde b) intersecting c) peignage d) intersecting e) banc à broches On peut également produire des fibres discontinues à partir de câbles de fibres continues que l'on transforme par passes successives sur les machines suivantes a) machine à craquer ou à couper par écrasement b) intersecting c) banc à broches Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, les mèches sont imprégnées par un système de rouleaux réglables, de type foulard et filière, directement couplé avec le four de polymérisation. On peut ainsi contrôler ltimpregnaEon avec précision, et stassurer que le pourcentage en poids du liant sur les mèches soit compris entre 5 et 20 %. En outre, il est avantageux de prévoir, parmi les constituants du liant au moins une résine thermodurcissable, les liants de cette sorte permettant un accrochage parfait, avec liaison, entre les fibres. Il est avantageux également que, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les mèches soient maintenues verticalement pendant la polymérisation du liant. On évite ainsi l'effet de voûte, survenant fréquemment lorsque les mèches sont maintenues horizontalement, et évite également lteffet de concentration des resines et solvants dans la partie inférieure des mèches, effet dont résultent des mèches présentant des caractéristiques différentes sur leurs côtés opposés haut et bas. Par ailleurs, pour permettre un réglage convenable des phénomènes de liaison des fibres et d'évaporation des solvants compte-tenu de la vitesse de déroulement des mèches, ce qui est nécessaire pour aboutir à une structure réticulaire adéquate, le procédé est conduit de telle sorte que lesdites mèches traversent successivement diverses zones de température, indépendantes les unes des autres. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention enfin, les mèches sont rectifiées à un profil quelconque, par passages successifs à un poste d'ébauche et de finition. Par ce procédé, on évite les inconvénients de la rectifieuse sans centre, à savoir la nécessité de produire un fil mèche rigoureusement droit et de diamètre constant, et la nécessite d'une ébauche parfaitement ronde. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on emploie une installation comprenant un four à micro-ondes placé verticalement et dans lequel le positionnement des antennes et le conditionnement des fréquences de puissance sont réglés en fonction des masses à traiter. L'installation comprend aussi un ensemble de rectification comportant - un dévidoir, - deux postes pour l'ébauche et la finition de la rectification, munis chacun d'un guide-fil avec contrôle de passage et équipés de fraises ou de meules ayant le profil désiré, les porte-fraises ou meules étant montés sur des bâtis à supports orientables munis de chariots à réglage micrométrique, - un dispositif d'entraînement en continu des mèches, muni d'un variateur de vitesse et, éventuellement - un dispositif d'enroulement sans tension sur des roues de grand diamètre desdites mèches rectifiées. Dans cette installation, enfin, la machine de tronconnage-affûtage comprend un système de chariot à course réglable, alimentant une station de chargement où les mèches sont coupées par une lame et entraînées dans une pince spéciale placée dans une table tournante et indexable réalisant le centrage sur le ou les deux postes d'affûtage. On décrit ci-dessous un exemple de mise en oeuvre 'du procédé selon l'invention en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure I schématise le poste affinage-e tirage-régulation de la mèche ; - la figure 2 schématise le poste étirage pour poids définitif et torsion ; - la figure 3 schématise l'ensemble d'imprégnation et polymérisation ; et - la figure 4 schématise l'ensemble de rectification ainsi que la machine de tronçonnage-affûtage La figure 1 montre comment les fibres à traiter passent de pots 1 les contenant sur une machine 2 réalisant un intersecting rapide, avant d'arriver dans des pots 3 recevant les fibres traitées. Sur la figure 2, on voit qu'au second poste d'étirage, les fibres p,e- traitées passent de pots 4 sur un banc à broches et barettes 5, avant d'être mises en bobines en 6 sous forme de fil ou cordon-meche. L'ensemble d'imprégnation et polymérisation schématisé à la figure 3 montre que le Cordon-mèche délivré par la bobine 6 arrive dans un bac 7 , relié à une pompe de circulation 8, puis est conduit par un entraîneur 9 muni d'un variateur de vitesse 10 au travers des différentes zones d'un four de polymérisation à micro-ondes 11 placé verticalement. Le cordon-mèche portant le liant polymérisé est finalement enroulé en 12. Sur la figure 4 enfin, il apparaît que l'ensemble de rectification comprend un dévidoir 13, deux postes 14a et 14b pour l'ébauche et la finition de la rectification, un dispositif 15 d'entraînement avec variateur de vitesse et, en 16, un ensemble de commande et contrôle. A la sortie de la rectifieuse, le cordon-mèche peut directement alimenter en continu une machine à tronçonner et affûter 17. il peut aussi être stocké sur des roues 18 de grand diamètre et munies de flasques, grâce à un dispositif d'enroulement sans tension. Dans ce dernier cas, l'alimentation de la machine à tronçonner et à affûter est réalisée grâce à un dispositif permettant de délivrer le cordonmèche sans tension, à partir de la toue de stockage 18. Le cordon-mèche est saisi par un système de chariot à course réglable correspondant à la longueur de mèche désirée Ce système alimente une station de chargement où les mèches sont coupées par une lame etentranées dans une pince spéciale placée dans une table tournante 19, réalisant le centrage sur les deux postes d'affûtage 20a et 20b. De là, les mèches sont conduites vers le bac de sortie 21 où elles sont stockées. Dans le présent exemple, on part d'un câble de fibres continues en Nylon, que l'on transforme en fibres discontinues par passes successives sur les machines suivantes a) machine à craquer ou à couper par écrasement b) intersecting c) banc à broches les dernières opérations étant schématisées sur les figures 1 et 2. On s'assure que la parallélisation des fibres est satisfaisanteet présente une régularité, selon l'appareil USTER, de 3 % pour une mèche de 7 à 10 grammes au mètre. Cette mèche est alors retordue sur un banc à broches pour obtenir une cohésion optima des fibres entre elles. Cette cohésion est influencée par divers facteurs - d'une part, la longueur des fibres qui sera avantageusement comprise entre 70 et 140 mm, et - d'autre par-t, par la frisure de ces fibres qui permettra un crochet important. il est avantageux que chaque centimètre de fibre comporte 7 à 8 demi-ondula tions, fixées à la chaleur. Le coefficient de torsion incluence également cette cohésion et la résistance à l'étirage. Cette mèche, une fois retordue, est enduite dans le bac 7 muni d'un système d'imprégnation par une solution de liant présentant la composition suivante Parties en poids - glycophene NN R commercialisé par Ugine Kuhlman 30 - hexaméthylènetétramine .......................... 4 - alcool ........................................ 66 Le cordon-meche traverse ensuite les différentes zones du four de polymérisation à micro-ondes 11. On constate que l'utilisation de ce type de four apporte une amélioration de productivité pour des mèches de diamètre inférieur ou égal à 4 mm et que, pour des mèches de diamètre supérieur à cette limite, l'utilisation de ce four est indispensable pour assurer une production industrielle de qualité. Puis, à la sortie du-four de polymérisation, les bobines de cordon-mèche alimentent la rectifieuse. Le métrage du cordon-mèche est calculé en fonction de son diamètre et en fonction du débit de la rectifieuse, pour un approvisionnement en temps de travail estimé d'après les interventions correspondant à un horaire de personnel travaillant en équipes. Les postes de rectification 14a et 14b sont équipés de meules de profil rond, et la vitesse d'avance est choisie en fonction de la masse à rectifier. Le poste d'ébauche "écroute" le cordon-mêche qui se présente ensuite au poste finition avec une cote supérieure de quelques dixièmes à la cote définitive. Le passage sur le poste de finition permet d'obtenir une régularité de l'ordre du 1/100ème de millimètre. A la sortie du poste finition, l'état de surface du cordon-mèche peut présenter suivant les exigences de l'utilisation un aspect lisse ou Iégèrément rugueux. il est généralement lisse pour les mèches d'écriture, plus ou moins rugueux pour les mèches dessin. L'entraînement en continu du cordon est assuré par un dispositif muni d'un variateur de vitesse permettant d'adapter la production de la rectifieuse au type et au diamètre de mèche. Ainsi, la production pour un cordon-mèche dediamètre 2 mm peut être évaluée à 450 mètres/heure, ce qui correspond, pour des mèches de longueur 20 mm, à une production horaire de 22 000 mèches. A la sortie de la rectifieuse, le cordon-mèche est stocké sur des roues de diamètre 1 m 50, munies de flasques et ayant une grande capacité de stockage le cordon pouvant être stocké sur ces roues sans subir de grande courbure. Puis, le cordon-mèche arrive à la machine de tronconnage-affûtage 17 où il est entraîné dans une pince spéciale placée dans une table tournante 19. La pince est entraînée à une vitesse convenable au type de mèche à- affûter,de l'ordre de 2 000 t/mn par exemple. Elle se présente devant le premier poste d'affûtage ; la meule commandée par un dispositif spécial plonge et affûte la mèche. La pince tournante, entraînée par le plateau, se présente ensuite au deuxième poste d'affûtage situé de l'autre côté du plateau. La meule plonge et affûte l'autre extrémité. A la dernière station du cycle du plateau, la mèche affûtée sur uneou deux extrémiés est alors éjectée par un piston et un jet d'air qui transportent la mèche dans un réservoir par l'intermédiaire d'un tuyau. Il va de soi que le plateau rotatif est indexé à chaque station. La commande de la machine et la synchronisation de tous les mouvements mécaniques donnent une très grande souplesse à cette machine qui bénéficie d'une grande simplicité de réglage. Sa conception permet d'assurer une production élevée de l'ordre de 6 000 à IO 000 pièces/heure pour des mèches de 2 mm de diamètre et de 30 mm de longueur. Bien entendu, la portée de la présente demande n'est pas limitée à l'exemple décrit. En particulier, on peut partir de fibres naturelles ou synthétiques l'équipement de fraises ou de meules peut assurer la rectification en carré, rectangulaire, ou de toute autre forme et l'affûtage des mèches peut être différent sur les deux extrémités (il suffit d'équiper les postes d'affûtage de meules au profil désiré). REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de mèches d'écriture ou de dessin, dans lequel les mèches sont retordues sur un banc à broches,puis imprégnées par une solution de liant que l'on polymérise et sèche avant de rectifier les mèches, de les couper à longueur et de les affûter, caractérisé en ce que les mèches sont préparées à partir de fibres discontinues. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres discontinues sont livrées en bourre, ces fibres étant parallélisées par passes successives sur les machines suivantes a) carde b) intersecting c) peignage d) intersecting e) banc à broches 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres discontinues sont produites à partir de cables dé fibres continues que l'on transforme par passes successives sur les machines suivantes a) machine à craquer ou à couper par écrasement b) intersecting c) banc à broches 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé sont en ce que les mèchesiimprégnées par un système de rouleaux réglables, de type foulard et filière, directement couplé avec le four de polymérisation. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'imprégnation est contrôlée de façon à ce que le pourcentage en poids de liant sec sur les mèches soit compris entre 5 et 20 %. 6.- Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le liant comprend au moins une résine thermodurcissable. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les mèches sont maintenues verticalement pendant la polymérisation du liant. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendicationssl à 7, caractérisé en ce que les mèches traversent successivement diverses zones de température indépendantes les unes des autres. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les mèches sont rectifiées en continu à un profil quelconque, par passages successifs à un poste d'ébauche et de finition. 10.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un four à micro-ondes placé verticalement, et dans lequel le positionnement des antennes et le conditionnement des fréquences de puissance sont réglés en fonction des masses à traiter. 11.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendica-, tion 8, caractérisée en ce que l'ensemble de rectification comprend - un dévidoir, - deux postes, pour l'ébauche et la finition de la rectification, munis chacun d'un guide-fil avec contrôle de passage et équipés de fraises ou de meules ayant le profil désiré, les porte-fraises ou meules étant montés sur des bâtis à supports orientables munis de chariots à réglage micrométrique, - un dispositif d'entraînement en continu des mèches, muni d'un variateur de vitesse et, éventuellement - un dispositif d'enroulement sans tension sur des roues de grand diamètre des dites mèches rectifiées. 12.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la machine de tronçonnage-affûtage comprend un système de chariot à course réglable, alimentant une station de chargement où les mèches sont coupées -par une lame et entralnées dans une pince spéciale placée dans une table tournante et indexable, réalisant le centrage sur le ou les deux postes d'affûtage.