FR 2094140 A1 19720204 FR 7120655 A 19710608 71 20655 i 2094140 La présente invention concerne la reprise ou la collecte de fibres continues et, plus particulièrement, elle concerne la collecte en série de fibres continues extrudées à partir d'une fusion à faible viscosité. 5 On sait depuis longtemps que des courants liquidés de faible viscosité se brisent en particules discrètes parfois appelées gouttes, peu après être sortis d'un système d'extrusion. La tension superficielle élevée du liquide par rapport à sa viscosité fait que les irrégularités de section Inévitables existant côte à 10 côte dans le courant deviennent de plus en plus prononcées jusqu'à ce que se produise une rupture. De nombreuses matières intéressantes telles que : métaux, céramiques, et d'autres matières inorganiques ont une faible viscosité en phase liquide. Encore récemment, on considérait généralement comme pratiquement impossible d'extru-15 der ces matières sous la forme d'un courant fondu et de solidifier le courant en une fibre continue avant rupture produite par l'effet de la tension superficielle. Une technique pour éviter des ruptures de la continuité du courant, produites par la tension superficielle, a été dévelop-20 pée et est décrite en détail dans la demande de brevet des E.U.A. n° 829.216 au nom de De façon générale, le courant fondu est extrudé dans une atmosphère gazeuse appelée ci-après atmosphère stabilisatrice, qui réagit 25 et/ou se décompose en présence du courant et forme un film autour de la périphérie du courant» Le film a une résistance suffisante pour éviter.que la partie fondue du courant ne se brise à cause de la tension superficielle pendant que se produit la solidification. Donc, cette technique procure un procédé simple et rapide pour pro-JO duire une fibre qui, avant cela, était produite par des techniques plus lentes et généralement plus complexes par étirage ou par gai-nage du verre. Un problème ennuyeux, qui s'est montré difficile à résoudre est la collecte de la fibre. Lorsque lron recueille une fi-55 bre en continu, il est nécessaire d'appliquer à la fibre une certaine traction. Lorsqu'une traction est appliquée à la fibre obtenue par un procédé de stabilisation par film, elle est transférée au film qui a une ténacité très faible, entraînant une rupture du courant. 40 On a jusqu'ici utilisé différentes techniques de collec 71 2Ô655 2 2094140 te. La plus simple est appelée "déroulement", qui permet simplement à la fibre de s'accumuler avant de l'enrouler. Le déroulement est non seulement lent et ennuyeux, mais il entraîne souvent des noeuds et des enchevêtrements dans la fibre empaquetée. 5 Une autre technique est décrite et revendiquée dans la demande de brevet des E.U.A. n° 870.646 au nom de dans cette technique, une fibre continue tombant librement, spécialement une fibre de faible diamètre, peut être rendue flottan-10 te suivant une configuration hélicoïdale, en faisant agir sur la fibre une force de résistance aérodynamique suffisamment importante, agissant vers le haut. La configuration hélicoïdale isole la force de traction appliquée à l'extrémité inférieure du filament de la partie liquide fragile du courant. 15 Cette technique n'est cependant pas auto-stabilisante et nécessite un examen continu et serré puisqu'une augmentation de la vitesse d'enroulement (ou une diminution de la vitesse d'extrusion) produit la disparition du tampon hélicoïdal et, finalement, une rupture du eourant. Inversement, une accumulation importante de 20 fibre se produit lorsque la vitesse de collecte est inférieure à la vitesse drextrusion, produisant une situation analogue au déroulement . Par conséquent, il existe un besoin défini pour une technique continue et auto-stabilisante, ainsi que pour un appareil 25 pour la mettre en oeuvre, pour recueillir en série une fibre continue, dans laquelle il est souhaitable d'isoler les parties fragiles de la fibre de la tension requise pour l'enroulement» Un des principaux objets de l'invention est de fournir un appareil et un procédé qui satisfont le besoin susmentionné, particulièrement en 30 coopération avec des procédés et des systèmes de filage sous faible viscosité. Dans une grande mesure, la présente invention implique de reconnaître certaines forces physiques présentes dans l'interaction d'une fibre mobile sur des surfaces courbes, et leur mani-35 pulation, pour accomplir l'enroulement souhaité de la fibre sans que cela s'accompagne d'une rupture par traction des parties a-mont fragiles de la fibre. Comme dit plus haut, il est nécessaire qu'une fibre soit soumise à une certaine traction pour qu'elle soit enroulée convenablement. Le problème a jusqu'ici été que les parties amont fragiles de la fibre, par exemple la partie liquide 40 71 20655 3 2094140 dans un courant de métal extrudé, ne peut supporter même la force de traction minimale nécessaire pour enrouler une fibre. On peut montrer que cette traction minimale devrait être p>Av~ où ^ , A et v sont la densité, la surface de la section transversale et la 5 vitesse de la fibre, respectivement. Cette traction neutralise simplement la force centrifuge dans la fibre. Ordinairement, des usages et des nécessités commerciales imposent d'enrouler la fibre sous une tension encore plus grande pour un bon empaquetage. Ainsi, pour enrouler une fibre çxtrudée ayant des parties amont 10 fragiles, il est nécessaire "d'isoler" les forces de traction de ces parties amont fragiles de la fibre. Un mode de réalisation de la présente invention fournit l'isplement souhaité en prévoyant un appareil de collecte qui comprend un premier moyen de tension comprenant une surface de glis-15 sement concave pour intercepter une fibre, se déplaçant approximativement à une vitesse v en un premier point sur la surface. La fibre est obligée de se déplacer le long de la surface concave à cause de la force centrifuge. La contribution principale à la force de traction induite dans la fibre est due à 1'intéraction. de frot-20 tement entre la fibre mobile et la surface concave. On peut montrer que la tension due au frottement s'approche asymptomatiquement de la valeur /°Av . D'autres facteurs contribuent cependant.à la tension dans la fibre ; il en est ainsi, par exemple, de la résistance aérodynamique, de l'effet de frottement dû au poids de la 25 fibre, et du changement de hauteur de la surface concave. En un point le long de la surface de glissement, .les effets combinés des facteurs susmentionnés induisent une force de traction d'environ Av dans la fibre ; en ce point, la fibre forme une boucle non supportée au-dessus de la surface concave. C'est-à-dire que la fi-30 bre s'écarte de la surface concave au second point, et forme une boucle qui n'est pas supportée par la surface. Lorsque la fibre a quitté la surface concave, il est nécessaire d'augmenter la force de traction jusqu'à une valeur supérieure à P Av^ pour faciliter l'enroulement. Ceci peut être réa-35 Usé en disposant une surface convexe écartée de la surface concave et au-dessus du point où la fibre forme une boucle non supportée. La surface convexe n'est pas efficace pour augmenter la tension, à moins que la force de traction ne soit déjà supérieure à P k*P~.s parce que la force centrifuge de la fibre agit dans une 40 direction s'écartant de la surface convexe, ce qui empêche la 71 20655 4 2094140 création d'une force de traction due au frottement. La force de gravitation agissant vers le tas sur la fibre pendant qu'elle se déplace vers le haut vers la surface convexe augmente, cependant la tension dans la fibre jusqu'à une valeur légèrement supérieu-5 re à. /°Av , permettant à la surface convexe d'être efficace pour augmenter encore la traction dans la fibre. . . A des vitesses de collecte constantes, la position de la boucle non supportée reste inchangée par rapport à la surface concave. Lorsque la vitesse de collecte augmente, le point où se for-10 me la boucle non supportée tend à se déplacer le long de la surfa-ce puisque f3 Av a une valeur plus grande. Une variation de la vitesse de collecte (et donc des, forces de traction requises) est compensée par une utilisation convenable de la surface concave. Ainsi, la présence continuelle de la boucle.noh. supportée indique 15 que la surface engendre par frottement une.. force de traction suffisante pour produire la force minimale nécessaire pour l'enroulement. Les nouveaux aspects que l'on pense caractéristiques de l'invention sont mis en évidence dans les revendications annexées. 20 D'autres objets et avantages de l'invention peuvent être mieux compris en se référant à la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels.: La figure 1 est un graphique-représentant la longueur des filaments en fonction de la distance d'interception mesurée depuis 25 Ie point de sortie du courant fondu. La figure 2 est un schéma d'un système de collecte selon un mode de réalisation de l'invention. . Les figures 3, 4, 5 et 6 illustrent schématiquement différents autres.modes de réalisation de l'invention. 30 La discussion qui suit décrit l'utilisation de la présen te invention en rapport avec une technique de stabilisation de film pour produire des fibres continues. Après.lecture de la description, on comprendra cependant que 1'invention peut être employée chaque fois qu'une.fibre est à l'état affaibli immédiatement après 35 extrusion. Donc, l'expression "parties amont fragiles, d'une fibre" utilisée ici inclut à la fois la région liquide de fibres stabilisées Selon une technique de stabilisation de film, et les autres fibres qui, lorsqu'elles sont extrudées, ne sont pas initialement assez résistantes près de l'extrudeuse pour supporter la somme des 40 forces de traction nécessaires pour les enrouler sur un élément 71 2Ô655 5 2094140 tournant, et du poids de leur longueur non supportée ou libre. Dans la fabrication d'une matière filamenteuse continue par une technique de stabilisation, il est extrêmement important de saisir, d'intercepter ou de décélérer d'une autre façon le cou-5 rant tombant en un endroit approprié le long de son trajet. Une décélération prématurée peut avoir pour résultat une masse de matière non fibreuse, puisqu'un temps insuffisant s'est écoulé pour que le courant fondu se solidifie en une forme filamenteuse. Le point qui marque la frontière entre des positions de décélération 10 donnant une masse non fibreuse opposée à une masse fibreuse est appelé DQ. Une décélération tardive produit la formation de fibres courtes puisque le poids du courant crée une force de traction qui dépasse la résistance du film stabilisant, de telle sorte que le courant se brise dans sa partie liquide proche de l'orifice. Le 15 point au-dessus duquel le courant doit être recueilli pour empêcher des ruptures produites par son poids est appelé D^. La force de traction nette est la résultante des forces dues à la pesanteur et à la résistance aérodynamique agissant sur le courant. De façon plus explicite, on peut montrer que la force 20 de traction maximale nette (raax) agissant sur un courant d'une longueur allant de l'orifice au point est donnée de très près par (1) Ft'(max) = ( PAg - 1,13 f* V)E> où P est la densité du courant, en gr/'cm^, 25 A est la surface de la section transversale du courant, en cm2, g est la constante de gravitation en cm/sec2, ji est la viscosité du gaz, en poises, 7 est la vitesse d'extrusion du courant, en cm/sec, 30 D est la longueur du courant, depuis 1'orifice jusqu'à D^, en cm, et la direction vertieale est prise positive vers le bas. Donc, on voit à partir de la relation (1) qu'il est nécessaire de décélérer le courant avant que les forces de traction n'atteignent 35 (max). En d'autres termes, le courant doit être décéléré avant d'atteindre le point Dfo^ Une décélération du courant entre les points Dq et D^ n'assure cependant pas la continuité. A cause de la caractéristique physique du courant juste en dessous de D , celui-ci se brise-40 ra en fibres courtes lors d'une décélération, Comme on le volt à 71 20655 6 2094140 la figure 1, la longueur des fibres courtes augmente au départ d'une interception en DQ, jusqu'à ce que la fibre devienne continue en un point D& lorsque se situe en dessous de Da 5 décrit et revendique les conditions de filage qui peuvent être changées pour manipuler les points D , Db et DQ de façon à assurer que les points sont convenablement disposés le long du courant. Brièvement, cependant, la position du point D dépend 8l 10 principalement de la vitesse du courant et du coefficient de transfert de la chaleur du courant vers l'extérieur. La position du point est fonction du diamètre du courant, de la densité, de la résistance du film stabilisant, de la densité du gaz, et de la viscosité du gaz. Le diamètre et la densité du courant sont des varia-15 bles généralement préfixées par le type, les dimensions et la quantité de la fibre souhaitée. La densité et la viscosité du gaz sont des variables généralement utilisées pour optimiser des conditions déjà fixées. Comme la faible résistance à la traction que possède la partie liquide du courant est principalement due à la 20 résistance du film, il en découle"que la résistance du film est la variable la plus significative pour déterminer D^. L'introduction du gaz stabilisant aussi près de l'origine de l'extrusion que le permettent les distributions de l'écoulement du courant est souhaitable parce que cela assure que le film se forme au début de l'exis-25 tence du courant et que cela détermine dans une large mesure, avec la concentration du gaz, la résistance du film. Un film suffisamment résistant permet au courant d'atteindre une longueur supérieure à D . c'est-à-dire que D, se situe en dessous de D„. Une aug- 8. D a mentation de la résistance aérodynamique entre la fibre et l'at-30 mosphère gazeuse environnante fait également augmenter la distance jusqu'à Djj. Pour déterminer si les conditions sont convenablement fixées pour que se situe sous D&, on peut insérer une surface plane dans le courant, et la déplacer le long de son parcours. Lorsque se situe en dessous de il se forme des fibres con-35 tinues lorsque la surface pénètre dans la région située entre les deux points» Le problème principal impliqué dans la collecte en série de matières fibreuses produites à partir de fusions à faible viscosité par une technique de stabilisation réside dans les forces 40 de traction relativement importantes nécessaires dans les matières 71 20655 y 2094140 fibreuses pour la collecte, à l'opposé de la résistance normalement beaucoup plus faible du film stabilisant qui maintient la cohérence de la partie liquide du courant. L'on peut montrer que la force de traction minimale qui doit être exercée sur une fibre 5 pour permettre de la recueillir par un élément rotatif tel qu'une bobine est : (2) Fc = />Av2 où p est la densité de la matière fibreuse, A est la surface de la section transversale de la fibre, 10 v est la vitesse de collecte de la fibre. La force maximale A F qui peut être appliquée au filament à une distance A D au-dessus du point D^ est donnée par (3) A F = ( y°Ag - 1,13 V) AD où A D doit nécessairement être inférieur à la distance entre les 15 points D et D, . Malheureusement, la force de traction de l'équa- cl D tion (2) est ordinairement supérieure à ia force qui peut être appliquée à AD maximum. Généralement, la force de traction nécessaire pour enrouler est plusieurs fois supérieure à la résistance à.la traction du film stabilisant. 20 II"ést maintenant évident à partir" de la discussion qui précède' que la collecte en série d'une fibre à parties amofit fragiles hë'pêùt" être réalisée que si" ia force de""traction èrëée par le mouvement de rotation'de'l'élément êirôuléur'" égt" isolée de la partie fragile de la"matière filamenteuse. Ceci peut être réalisé 25 en exerçant une force dans une direction Suivant l'axe de la fibre en dessous des parties" amont fragiles, laquelle forc'e a une amplitude suffisante pour maintenir ia force de traction approximativement égale à celle requise pour enrouler la fibre'autour d'une bobine. Cette relation peut être représentée par : 30 (4) Fa = (Fc - Fi) où F est la force de traction nette agissant sur-la partie fragi-le de la fibre, et F^ est la force exercée le long de" l'axe de la fibre. La figure 2 illustre un dispositif de tënsion 10 qui 35 est utilisé pour produire la force de traction nécessairé pour recueillir des fibres à parties amont de faible résistance à" la traction. Tel que décrit ici, des supports latéraux 11 portent u-ne surface à courbures multiples possédant une première région concave descendante 13 et uns seconde région concave ascendante 40 14 qui se transforme en une région convexe 15. Un dispositif de 71 20655 8 2094140 collecte convenablement entraîné, pourvu d'un élément rotatif 16 pour recueillir une fibre, est disposé près du dispositif de tension 10. La première région concave est disposée pour intercepter 5 une fibre 17 extrudée à partir d'un creuset 18, laquelle fibre, pour l'illustration, est formée par unê technique de stabilisation de film. Donc, le point d'interception 19 peut encore être défini comme était situé entre les points D et D, le long du trajet de 3. D la fibre. Le but du dispositif 10 est de fournir la force de trac-10 tion dans la fibre tout en isolant cette même force de la partie amont liquide. Du fait de sa force centrifuge, la fibre 17 est forcée de glisser le long des régions concaves 13, 14 de la surface à courbures multiples. L'interaction entre la fibre 17 et la surface fait qu'une force de frottement, la force F^ dans l'équation (4) 15 est exercée continuellement et, avec les contributions de la résistance aérodynamique, de la pesanteur et du frottement dû au poids O de la fibre, la tension atteint une valeur"proche de f* Av . En ce point, la fibre 17 est sous une tension suffisante pour former une boucle non supportée 20. La région convexe 15 est disposée au-des-20 sus du-point où la fibre forme la boucle, et la fibre se déplace donc à la fois vers le haut et au-déssus de la région convexe 15, vers l'élément rotatif 16. La tension produite dans unê fibre uniquement par l'interaction de frottement de la fibre se déplaçant contre une surface 25 concave à cause de sa force centrifuge peut être représentée par : (5) dT __ - dx ~ f* fi Avc (-â). 30 où est le coefficient de frottement entre la fibre et la sur face concave, r est le rayon de courbure de la surface concave, x est la distance le long de la surface, en cm, T est la force de traction sur la fibre, en dynes, 35 P est la densité de la fibre, en gr/cm^, A est la surface de la section transversale, en cm2 v est la vitesse de la fibre, en cm/sec. Comme on peut le voir à partir de l'équation "(5), la valeur de T s approche de la limite ^Av2. Donc, pour des valeurs de 40 T proches de />Av2, la surface concave est inefficace pour entrai 71 20655 9 2094140 ner une augmentation de tension significative. On peut de plus montrer que la résistance aérodynamique et la pesanteur sont les facteurs les plus significatifs pour augmenter la tension dans la fibre pendant les quelques derniers 10 fo du trajet le long de la p 5 surface concave où T est proche de pAv . Parce que, comme expliqué plus bas, il est fortement souhaitable d'obtenir une boucle non supportée dans la fibre, il est préférable dans de nombreux cas de renforcer l'effet de la pesanteur en utilisant une surface concave avec une partie remontante, ou à "pente vers le haut" (par 10 exemple la région 14 de la figure 2) suivant immédiatement la partie descendante. La relation (5) illustre l'importance du rayon de courbure de la surface incurvée. Plus le rayon est petit, c'est-à-dire' plus la courbure est prononcée, plus, courte est la longueur O de surface nécessaire pour approcher ^Av , tous les autres fac-15 teurs étant constants. Comme dit plus haut, une surface convexe est inefficace pour augmenter la force de traction dans une fibre si celle-ci p n'est pas déjà soumise à une force supérieure à /'Av . La force de pesanteur agissant sur la fibre pendant qu'elle remonte la sur-20 face convexe augmente la force de traction Jusqu'à une valeur lé- /•t 2 gèrement plus grande que /-* kv . La surface convexe augmente alors, par interaction de frottement avec la fibre, la force de traction jusqu'à une valeur préfixée pour un bon empaquetage autour d'une boMne. Bien que la raideur du fil contribue en fait à la mise sous 25 tension, son effet est faible et est négligé dans la présente discussion. Comme on peut maintenant le comprendre à partir de la discussion qui précède, la forme optimale de la surface de glissement est déterminée par l'importance relative de : 30 (1) la tension produite par la fibre mobile maintenue contre la portion concave par la force centrifuge, (2) la tension due à la résistance aérodyna-nique, (3) la tension due au frottement produit par la force de pesanteur, 35 (4) la tension produite par le mouvement avec ou contre la pesanteur. Il en découle donc que la forme dépend du poids de la fibre, du coefficient de frottement et de la vitesse de la fibre. La présence dfuné boucle non supportée 20 indique non i-v 40 seulement qu'une force de traction proche de a été induite 71 20655 10 2094140 dans la fibre 17, mais également qu'il existe une auto-régulation. Lorsque la vitesse de collecte de la fibre 17 et/ou la vitesse d'extrusion est changée, la boucle non supportée se forme généralement en un endroit différent de la surface de glissement. Ceci est 5 dû au fait que les relations entre les forces de traction sont changées. L'auto-régulation est principalement limitée par la différence possible entre la vitesse d'extrusion et la vitesse de collecte, la vitesse de collecte étant aussi grande ou plus grande 10 que la vitesse d'extrusion. On a de plus trouvé que la vitesse de collecte pouvait être supérieure d'autant que de 20 % à la vitesse d'extrusion, c'est-à-dire sg 1,20 où est la vitesse d'extrusion et Vg est la vitesse de collecte. L'effet d'une vitesse de collecte supérieure à une vitesse d'extrusion est d'amener le cou-15 rant fondu à un diamètre plus faible, ce qui est fortement souhaitable dans de nombreux cas. L'angle d'interception a, c'est-à-dire l'angle entre la région concave 13 et la fibre 17, comme on le voit à la figure 2, devrait avoir une valeur telle que les forces engendrées lors de 20 l'impact sur la région concave 13 soient absorbées par un fléchissement de la fibre pour suivre le contour plutôt que par la création de forces de traction. On peut aontrer que la force sur la fîbre à 1'impact est (6) 25 t2 - 1 T1 i°Av2 . ô 31 * + 1 yOAv2 cos a où est la force dans le fil avant l'impact, en dynes, et Tp 30 est la force dans le fil après l'impact, en dynes. Pour de très faibles valeurs de a, le point de contact précis avec la surface de glissement devrait varier considérablement pour de faibles déplacements latéraux. Pour de grandes valeurs de a, le moment de flexion de la fibre fait que la force de traction dans la fibre 35 tombante dépasse la force de traction maximale Ft (max) de l'équation (l). Ainsi, on a trouvé que l'angle d'interception a devrait avoir une valeur 0° les meilleurs résultats étant obtenus entre 20° et 45°. 40 II devrait maintenant être clair pour les hommes de l'art 71 20655 ii 2094140 que les caractéristiques de frottement entre la fibre et la surfa^-ee peuvent être changées à volonté, par exemple par-l'utilisation d'aimants (pour des fibres en matériau magnétique), d'huile ou de courants-d'air.- Dans la-figure-p, des aimants 21 (en pointillés) 5 sont convenablement disposés pour renforcer le frottement entre la surface concave et, par exemple, des fibres d'acier. - Dans certains cas, lorsque l'un ou l'autre ou les deux coefficients de frottement de la surface à courbures multiples de la figure 2 et de la fibre sont faibles et/ou que la vitesse de 10 collecte est rcrande, la distance entre le point d'interception et la boucle non supportée peut devenir suffisamment grande pour exiger une région concave extrêmement longue. Lorsque l'espace est limité, de longues surfaces de frottement deviennent tout à fait incommodes et peut pratiques. On, se réfère au mode de réalisation 15 illustré à la figure 3, qui est spécialement conçu pour 'minimiser-l'espace requis pour tendre une fibre. Le dispositif *de-tension 30 comprend plusieurs surfaces de frottement concaves J1 disposées de façon à ce que.la portion inférieure ou base de chaque surface soit disposée près de lapartie supérieure d'une surface concave infé-20 rieuse, sans la toucher . La-base de, la surface inférieure, 31 est -disposée, près d-'une surface-convexe 33.-.;Un. moyen de collecte- rota-- tif tel. qu' une :bqbine 34 ^st disposé près- de la surface 33. - En fonctionnement, la surface supérieure"31 " fonctionne pour intercepter la fibre 35 qui reste à son tour "en contact avec 25 les surfaces concaves jusqu'à ce qu'elle atteigne la surface inférieure 31. En un endroit le long de la surface inférieure 31, la force de traction Induite dans la fibre 35 atteint l'amplitude nécessaire pour la formation d'une boucle non supportée. Comme dans le mode de réalisation1de la figure 2, la force de traction supplé-30 mentaire est procurée par l'interaction de frottement de la. fibre mobile avec la surface convexe 33. La surface convexe 33 est écartée au-dessus de la surface inférieure ou de base 31, La fibre sous tension convenable est alors enroulée sur une.bobine-rotative 24. . - . - " ' • 35 Un autre mode de réalisation est encore illustré à- la figure 4, dans lequel la fibre 40 est forcée de'passer: sur deux surfaces concaves 41 et 42 disposées l'une au-dessus de l'autre. La force de traction dans la fibre atteint une valeur proche de O p Av en un point situé le long de la surface 42. Gomme dans les 40 modes de réalisation des figures 2 et 3.» la force de traction peut 71 20655 12 2094140 encore être augmentée en faisant se déplacer la fibre vers le haut en opposition à la force de pesanteur et/ou en la faisant passer sur une surface convexe 43 vers une bobine de collecte rotative 44. La surface 51 représentée à la figure 5.illustre le fait 5 que, bien que la fibre 50 doive se déplacer suivant un-trajet concave, la surface elle-même ne doit pas être complètement concave, mais doit seulement présenter un aspect global concave. La fibre 50 ne touche pas les sommets 52 de la surface 51 pendant qu'elle se déplace sur elle. Comme précédemment, une surface convexe 53 peut 10 être utilisée pour faire passer la fibre, afin d'augmenter sa tension au delà de ^Av^, avant son enroulement sur une bobine rotative 54. La figure 6 illustre un cas limite du mode de réalisation de la figure 3, dans lequel la fibre 60 est forcée, par la pesan-15 teur et la position de plaques 61, de se déplacer contre ces plaques 61. C'est-à-dire que les forces centrifuges auxquelles est soumise la fibre 60 sont toujours dirigées vers les plaques 61. La force de traction est de ce fait accrue jusqu'à une valeur proche de f* Av . En atteignant cette tension, la fibre 60 forme une boucle non sup- 20 portée. Des plaques supplémentaires, ne peuvent accroître encore les forces de traction, ce qui rend donc nécessaire d'augmenter la force de traction par d'autres moyens tels qu'une surface convexe 62, par exemple, pour faciliter une collecte sur une bobine rotati- ve 63. 25 Pour mieux illustrer l'invention, on se référera mainte nant aux exemples qui suivent. EXEMPLE 1 Un dispositif de tension similaire à celui représenté à la figure 2 fut utilisé pour recueillir une fibre continue d'alu-30 minium. La surface à courbures multiples fut fabriquée en tôle d'acier de 0,94 mm (0,037 pouces) d'épaisseur contre laquelle un fil d'aluminium a un coefficient de frottement d'approximativement 0,7. Le rayon de courbure de la surface variait d'environ 213*34 cm (7 pieds) dans la partie descendante, à environ 61 cm (2. pieds) 35 dans la partie ascendante près de la surface convexe. Le rayon de courbure de la surface convexe était d'approximativement 25,,4 cm (10 pouces). Le diamètre de l'orifice d'extrusion était d'environ 40 71 20655 13 2094140 180 microns (7,2 mils). La densité de l'aluminium fondu utilisé pour fabriquer la fibre métallique était d'approximativement 2,3 "A gr/cnr/. En fonctionnement, la vitesse initiale d'extrusion du 5 courant d'aluminium à l'orifice était de 210,3 m/minute (690 pieds/ minute). L'oxygène présent dans l'atmosphère dans des conditions de température et de pression approximativement ambiantes était u-tilisé pour stabiliser le courant fondu. Lorsque l'on file un fil métallique de ce diamètre, composé essentiellement d'aluminium, à 10 cette vitesse, la concentration de l'oxygène dans l'air est suffisante pour assurer que se situe en dessous, de D&. Ceci fut déterminé en déplaçant une surface d'interception le long du courant jusqu'à ce qu'il se forme des fibres continues. En utilisant la portion descendante de la surface concave, le courant était inter-15 cepté légèrement en dessous du point D , à environ 3 mètres (10 pieds) en dessous de lforifice, sous un angle d'environ 30°. Pendant que la fibre descendait le long de la surface, l'extrémité a-vant était saisie manuellement et était passée au-dessus de la région à surface convexe, dans un mécanisme d'embobinage auto-alimen-20 té. Ce dernier était essentiellement une bobine rotative et un dispositif d'avance à mouvement transversal pour assurer une mise en place convenable sur la bobine. On observa que la boucle non supportée se formait à environ 1,90 m (0,5 pieds) du point d'interception le long de la partie 25 ascendante. L'amincissement de la fibre était principalement attribué à la force de traction nette exercée sur la fibre puisque la-vitesse de la fibre à lTinterception était essentiellement la même que la vitesse de collecte, c'est-à-dire environ 355 cm/sec (?00 pieds/minute). 30 Le tableau indique que, lorsque ia vitesse de collecte augmente, le diamètre de la fibre décroît. TABLEAU Vitesse de collecte Diamètre de la fibre cm/sec pieds/minute cm rails 355,6 700 0,0177 7,1 368,3 725 0*0176 6,96 381 750 0,0173 6,8 393,7 775 0,017 6,7 406,4 800 0,0167 6,6 419 825 0,0164 6,5 71 20655 14 2094140 Le diamètre le plus faible à une vitesse de collecte de 355 cm/sec (700 pieds/mn) réfléchit l'amincissement dû principalement au poids de la fibre allant de l'orifice au point d'interception, c'est-à-dire l'amincissement dû à la pesanteur. La caracté-5 ristique importante illustrée par le tableau est que des variations faibles mais significatives des vitesses de collecte et/ou d'extrusion ne sont pas nuisibles à la formation et à la collecte d'une fibre continue. EXEMPLE 2 10 En utilisant un appareil semblable à celui de l'exemple 1, on extruda un courant continu d'acier 1080 à 1 % d'aluminium, en fusion, à une vitesse d'environ 930 m/mn par un orifice d'approximativement 0,023 cm de diamètre. Le courant fut stabilisé dans une atmosphère- formant un film d'oxyde, et fut intercepté 15 suivant un angle d'environ 40°, par l'appareil de collecte, en un point situé à environ 100 cm en dessous de l'orifice. Des mesures montrèrent que le diamètre du fil d'acier s'était réduit d'environ 10 € par rapport au diamètre à l'orifice, ce qui indique que la vitesse de collecte était supérieure à la vitesse d'extrusion. Cet 20 exemple montre donc que l'appareil de collecte de l'invention peut être utilisé pour d'autres matières extradées à parties amont fragiles. Bien que la technique connue ait utilisé des plans inclinés, etc..., pour recueillir différentes matières, personne n'a 25 jusqu'ici réalisé avec succès la collecte en série de fibres extru-dées à parties amont fragiles. Le demandeur, cependant, reconnaissant que ces essais antérieurs de collecte de fibres ont échoués à cause d'une rupture produite par traction dans les parties amont, a non seulement isolé la tension de collecte nécessaire de la par-30 tie amont, mais a fourni un appareil et un procédé de collecte auto-stabilisés, qui sont indépendants des variations des vitesses d'extrusion et de collecte de la fibre. A partir de la discussion précédente, il est maintenant clair que la présente invention implique le concept de disposer des 35 surfaces concaves et/ou planes de façon à forcer une fibre mobile à se déplacer contre les- surfaces. La.longueur totale de la ou des surfaces est suffisante pour produire entre la fibre et la ou les surfaces une interaction de frottement qui crée dans la fibre une p force de traction qui s'accroît vers une valeur limite f3 Av . D'au-40 très contributions importantes à l4accroissement de la tension dans 71 20655 15 2094140 /"t la fibre jusqu'à la valeur désirée sont : résistance aérody namique, pesanteur et poids de la fibre. A une valeur proche de Av , la fibre forme une boucle non supportée. Comme la collecte d'une fibre exige une valeur quelque peu supérieure à /°Av^, il 5 est nécessaire d'accroître encore la tension dans la fibre. Ceci peut être atteint de différentes façons parmi lesquelles on choisit ordinairement en fonction de l'amplitude de l'accroissement de tension nécessaire. Une manière consiste à faire passer.la fibre au-dessus d'une surface convexe disposée à une distance choisie au-10 dessus du point où se forme la boucle non supportée. La force de pesanteur, fait croître la tension jusqu'à une valeur qui oblige la fibre à se déplacer contre la surface convexe. L'interaction de frottement entre la fibre et la surface convexe augmente encore la tension. 15 Bien que l'on préfère utiliser un'second.moyen de ten sion tel qu'une surface convexe avant l'enroulement, on peut, sous certaines conditions, utiliser le moyen de-collecte comme second moyen de tension en enroulant, la .fibre directement après .que s'est formée la boucle, non supportée, en utilisant uniquement -l'effet de p 20 la pesanteur pour augmenter la tension au-delà de y°Av . Il devrait être clair que, bien-que l'invention a été décrite en .rapport avec des systèmes d'extrusion verticaux, elle s'applique également, aussi bien, à des systèmes de filage non-verticaux. - Il est maintenant clair que les différents modes _de réa-25 lisation de l'invention atteignent les buta et avantages décrits. Donc, l'invention, ayant.été décrite en connexion avec certains modes de réalisation et exemples, ceux qui s'y connaissent distingueront facilement les nombreuses, modifications que l'on peut , faire, à la lumière de la description, modifications qui doivent être en-30 tendues comme rentrant dans le cadre de l'invention. La présente invention n'est pas. limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle_est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. . 71 20655 16 2094140 REVENDICATIONS 1 - Appareil pour recueillir une fibre continue se déplaçant à une vitesse v, caractérisé en ce qu'il comprend : a) un premier moyen de tension' comprenant au moins une 5 surface pour intercepter la fibre de façon à obliger là fibre à se déplacer le long de cette surface jusqu'à ce qu'une tension d'envi- O ron y°Av soit induite dans la fibre,pet A étant respectivement la densité et la surface de la section transversale de la fibre, la fibre formant une boucle non supportée à cet endroit le long de la 10 surface, et b) un second moyen de tension pour augmenter la tension p dans la fibre jusqu'à une valeur supérieure à pAv , et c) un dispositif de collecte recueillant la fibre sous ladite tension. 15 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de tension est essentiellement une surface concave interceptant la fibre suivant un angle compris entre 0° et 90°. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de tension comprend une pluralité de surfaces 20 essentiellement planes ou essentiellement concaves, disposées de façon à faire suivre à une fibre mobile un trajet produisant des forces centrifuges dirigées vers les surfaces. 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces concaves sont disposées avec le bas de chaque sur- 25 face positionné près du haut de la surface concave située en dessous, de façon à présenter à la fibre passant sur les surfaces un trajet dirigé substantiellement vers le bas. 5 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le second moyen de tension comprennent un support 30 d'une pièce à surface supérieure à courbures multiples, cette surface à courbures multiples possédant : a) une région concave à première partie descendante pour intercepter une fibre continue, se déplaçant vers le bas, en un point choisi de la surface, et une seconde partie ascendante, la 35 longueur de la région concave à partir du point choisi, le coefficient de frottement entre la surface et une fibre se déplaçant sur elle, et la différence de hauteur entre les parties descendante et ascendante étant suffisants pour faire former par la fibre une boucle non supportée, et 40 b) une région convexe à là suite de la seconde partie as 71 20655 17 2094140 cendante, pour exercer sur une fibre se déplaçant sur elle une for ce de traction due- au frottement. 6 - Procédé pour recueillir une fibre continue extrudée à faible résistance en traction dans sa région amont, caractérisé 5 en ce qu'il consiste : a) à obliger la fibre à se déplacer suivant un trajet in curvé avec au moins une surface, de façon à induire une force de traction suffisante pour que la fibre forme une boucle non supportée, et 10 b) à enrouler la fibre sur un dispositif de collecte à élément rotatif. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que.la boucle non supportée est de plus passée sur une surface con vexe disposée au-dessus du point où se forme la boucle non suppor- 15 tée.