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"Perfectionnements aux installations pour la production de filaments de caoutchouc"
La présente invention est relative à la production de filaments de caoutchouc à l'aide de dispersions aqueuses de caoutchouc.
Dans la fabrication industrielle de fil de caout- chouc, une façon d'opérer a consisté à former une feuille de caoutchouc de l'épaisseur désirée, par exemple par calan- dr.age, et à découper ensuite la feuille en fil de la largeur désirée en règlent la distance séparant 1-*entaille d'un bord précédemment coupe. Cette façon d'opérer est d'une réalisation difficile et donne lieu à certaines caractéris- tiques désavantageuses dans la qualité du fil produit, par
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exemple des bords dentelés et un défaut d'uniformité de section transversale. En outre, le produit n'a pas une soli- dité remarquable pour la raison qu'il a été obtenu à l'aide de caoutchouc broyé qui, ainsi qu'on le sait, n'est pas aussi résistant que le caoutchouc sans grain broyé tiré du latex.
Il existe une limite pratique de La grosseur suivant laquelle un fil de caoutchouc découlé peut être produit, cet- te limite étant d'environ 1 m/m 66 en section transversale, et il est extrêmement difficile de fabriquer et de manipuler par ce procédé un produit pouvant être utilisé.
Afin de remédier aux difficultés que l'on rencontre dans la fabrication de fins fils découpés dans des feuilles de caoutchouc, on a proposé de fabriquer le fil de caoutchouc directement à l'aide de dispersions aqueuses de caoutchouc, en faisant couler ces dernières dans un coagulant, et en lavant, séchant, ou traitant d'une autre manière, et en vulcanisant le produit. Un pro'cédé pour la fabrication d'un fil de ce genre est décrit dans le brevet français ? 581..204, du 23 Septembre 1924, au nom de la demanderesse.
On peut donner à un fil fabriqué suivant des procédés de ce genre les formes et grosseurs désirées, et, lorsque le fil est fait à l'aide de latex,il présente une résistance ou solidité inaccoutumée ainsi que des propriétés d'extensibilité et de conservation de ses qualités. Un fil de caoutchouc produit à l'aide de dis- persion aqueuse de caoutchouc présente des bords rectilignes lisses et une section transversale uniforme, il résiste à réchauffement par frottement lorsqu'il est combiné avec une matière de revêtement fibreuse ou .avec des éléments en caoutchouc analogues à des fils, et il présente également d'au- tres avantages sur les fils fabriqués par les procédés utilisés
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antérieurement.
L'invention a pour objet une installation perfec- tionnée pour la fabrication de fil de caoutchouc à l'aide de dispersions aqueuses de caoutchouc et notamment pour la fabri- cation de fil fin. A l'aide d'une installation de ce genre, il est possible de fabriquer un fil de caoutchouc ayant une gros- seur, en section transversale, aussi faible que 0 m/m 166 et moin s.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence au dessin annexé, dans lequel:
La Fig. 1 est une élévation d'une extrémité de l'ins- tallation, cette vue étant coup-ée, pour la commodité, en un point situé entre la dite installation et l'appareil de sécha- ge.
La Fig. 2 est une élévation du reste de l'installa- tion et fait suite à la fig. 1.
La Fig. 3 est une vue en plan d'une extrémité de l'appareil de chauffage, montrant la façon dont l'appareil de vulcanisation est combiné avec ce dernier.
Dans la fabrication d'un fil très fin, il est essen- tiel que les matières utilisées soient à l'état de très grande pureté, et soient non seulement exemptes de particules étran- gères préjudiciables, mais également de bulles d'air. A cet effet, le réservoir d'alimentation 1 peut être rempli d'une dispersion aqueuse appropriée de caoutchouc, de préférence de Latex,présentant les caractéristiques voulues et mélangée avec divers ingrédients, tels que du soufre pour la vulcani- sation, des matières de charge, des agents d'accélération et anti-oxydants, des pigments, etc...., à volonté.
Les ingr.é-
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dients incorporés devront être à l'état finement divisé., et la demanderesse a trouvé que les matières ajoutées, sauf le soufre, peuvent être utilisées à l'état de subdivision .analo- gue à une poudre, forme sous laquelle elles sont généralement employées dans la fabrication du caout chouc. Toutefois, le soufre devra être soit à l'état colloïdale soit en solution, étant donné que dans les matières sous forme de fins filament produits suivant la présente invention, et lorsque le soufre est utilisé sous forme de poudre ou de cristaux, il peut en résulter un produit inférieur rempli de trous ou pores visi- bles dus apparemment au "soufflage".
Du réservoir 1, on fait passer le liquide à travers un filtre 2, et on le fait monter dans un récipient 5 en re- liant celui-ci à une source d'aspiration, par exemple par le tuyau 11, le récipient 8' et le conduit 8. Le filtre utilisé peut être d'un type quelconque qui sépare les particules ,étrangères préjudiciables et permet le passage des particules présentant les caractéristiques désirées.
Pendant le remplis- sage du récipient 5, le robinet 4 est ouvert, le robinet 14 est fermé, et le robinet 12 est réglé pour mettre le récipient en communication avec la source de vide, par l'intermédiaire du réservoir 8. Lorsque le récipient 5 et rempli, le ro- binet 4 est fermé, et le robinet 12 est réglé pour assurer la communication avec l'atmosphère par le tuyau 13, l'installation étant ainsi rendue prête à fonctionner lors de l'ouverture du robinet 14.
Un agitateur 6 actionné, au moyen de roues coniques par le moteur 7, agit afin de permettre d'obtenir une composi- tion de latex uniforme. L'agitation est de préférence pour- suivie pendant un certain temps après que le récipient 5 a été rempli, et avant que l'on ait commencé à faire passer le
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liquide à travers le dispositif de réglage de l'alimentation en ouvrant le robinet 14.
Le réservoir 8' est pourvu d'un flotteur 9, qui est relié à un clapet 10 disposé dans la canalisation conduisant à la source de vide.
On tourne alors le robinet 12 pour permettre que l'action du vide .attire le liquide dans le récipient 5, et il est possible que l'on. laisse le robinet 4 accidentellement ouvert après que le récipient est rempli. Dans ce cas, le ré- servoir 8' sera rempli, le flotteur 9 montera, coupera ainsi la communication avec la source de vide et empêchera le gas- pillage du liquide.
Le liquide s'écoule par pesanteur hors du récipient 5, il passe par la canalisation 16, à travers le filtre 15, et ensuite à travers un dispositif de distribution à solénoïde, qui consiste en un tube de caoutchouc 17 disposé entre des éléments de serrage 18 et 18', ce dernier étant relié à un poids 19 par une tige de solénoïde entourée par un enroulement 20. Ce dispositif de distribution est relié à un conduit 35 qui se déverse dans un réservoir 36 et passe, de préférence, à travers un filtre 24 disposé dans le dit conduit 35.
Un guide 31 peut être pourvu d'une console coulissante 32 qui peut être réglée sur le guide dans toute position dé- sirée et peut porter un support 33, avec des moyens convenables pour maintenir de manière réglable le ressort 34 qui supporte le réservoir 36. Une conduite à col de cygne 37 peut être prévue pour amener le composé liquide à une tuyère 38, ou un collecteur reliant un groupe de tuyères; cette tuyère ou ces tuyères sont immergées dans un bain de liquide coagulant, tel que l'acide acétique, contenu dans un récipient 38.
Le rser-
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voir 36, avec son système de suspension, peut être disposé pour alimenter d'une manière continue le composé aqueux à la tuyère ou tuyères sous une pression hydraulique constante et prédéterminée, de la manière qui va maintenant être dé- crit e.
A la base du ressort 34 est relié un bras 23, fixé à un interrupteur à mercure 22 pourvu de deux contacts qui sont destinés à fermer le circuit passant par l'enroulement 20, les fils 21 et une source appropriée d'énergie électri- que (non représentée). Le ressort 34 doit être réglé de façon à compenser exactement le changement de niveau dans le récipient, changement dû à la diminution du contenu du ré- cipient et à son augmentation, c'est-à-dire que, lorsque le récipient est rempli, son niveau s'élève d'une certaine dis- tance et le ressort 34 doit abaisser le récipient de la même distance. Lorsque le contenu du r,écipient diminue, son ni- veau baisse et le ressort 34 doit se contracter, par suite de la diminution du poids, d'une quantité suffisante pour soulever le récipient de la même distance.
Le niveau est ainsi maintenu constant par rapport à un point fixe, permet- tant ainsi qu'une pression hydraulique constante soit exer- cée dans le conduit 37 et dans le reste du système qui renfer- me le liquide. Le remplissage et le vidage du récipient 36 peuvent être effectués automatiquement à l'aide du dispo- sitif de distribution à solénoïde en combinaison avec l'interrupteur à mercure. Lorsque le réservoir 36 est rem- pli, l'interrupteur est incliné dans la position représentée la connexion électrique assurant l'excitation du solénoide est coupée, et le poids 19 agit sur l'organe de serrage 18' pour fermer le dispositif de distribution et empêcher que
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rien ne soit ajouté au contenu du réservoir 36.
Toutefois, du liquide coule encore dans le conduit 37 (le passage de liquide dans le conduit 37 ayant été amorcé en exerçant une aspiration dans ce dernier, afin d'obtenir un effet de siphon diminuant ainsi le contenu du réservoir 36. Lorsque le niveau dans ce résérvoir36 s'abaisse jusqu'à un point prédéterminé, l'interrupteur à mercure sera amené dans une position appre- ximativement horizontale et un contact sera .établi dans le li- gne reliée à l'enroulement 20, à la suite de quoi le plongeur sera centré dans l'enroulement et soulevé en opposition à la force du poids 19, permettant au liquide de s'écouler à nou- veau dans le réservoir 36.
Le conduit 37 est, de préférence, relie à. un réci- pient 25 qui est disposé dans la canalisation d'alimentation aboutissant à la tuyère ou aux tuyères 38. Le niveau du liqui- de contenu dans le récipient 25 est de préférence réglé de fa- çon à juste recouvrir la partie supérieure du conduit 37; ce réglage est effectué en laissant de l'air s'échapper, par le robinet 28, dans l'atmosphère, par la canalisation 29, le ro- binet étant fermé lorsque le niveau désiré est atteint. 27 désigne une chambre à air qui agit pour amortir les chocs dans la canalisation, chocs qui pourraient avoir momentanément une influence sur la section transversale des filaments à fabriquer et cette chambre sert également à capter les bulles d'air qui ont pû pénétrer dans le système d'alimentation.
Du récipient .25, un conduit 30 aboutit à la tuyère ou aux tuyères 38.Pour la commodité, on décrira le passage de la matière à travers une seule tuyère.
La tuyère 38 est de préférence constituée par un petit tube dans l'extrémité duquel est introduit un tronçon
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d'un fin tube de verre capillaire, dont l'orifice peut varier suivant la grosseur du fil que l'on désire produire. Par exem- ple, un orifice de 0 m/m 4 de diamètre produira un fil fini de 0 m/m 25 de diamètre. Le liquide passant par cette tuyère s'écoule dans le coagulent39' et se solidifie sous la forme d'un très petit filament 65 qui est tiré d'une courte dis- tance vers le haut par un rouleau 41, d'où il est amené sur une bande ou courroie 44. Le rouleau 41 est actionné à la même vitesse périphérique que la bande ou courroie 44, laquelle est actionnée à son tour par un rouleau de commande 42, ou par des rouleaux 42 et 55 disposés pour tourner aux mêmes vitesses périphériques.
Une certaine quantité de coagulant est enlevée du fil se trouvant sur le rouleau 41; ce coagulant peut être enlevé par un moyen approprié., tel qu'un râcloir 40 analogue aux essuie-glace ordinaires des pare-brises d'automobiles.
Le déplacement de la matière à travers le bain et sur la ban- de transporteuse de séchage 44, peut être facilité en augmen- tant le poids spécifique du bain acide à un point tel que le filament de caoutchouc aura naturellement tendance à venir à la surface, ce qui facilitera ainsi l'action des moyens méca- niques à l'aide desquels le déplacement continu de la matière est entretenu. Il y a lieu de remarquer qu'en ce point le fil est à l'écart franchement coagulé, qu'il n'est pas assez solide ou résistant pour être manipula d'une autre manière que par le mode d'avancement le plus simple et le plus direct, et que l'unique rouleau 41, sur lequel le fil est tiré par suite de son contact à frottement avec ce dernier, satisfait au mieux cette condition.
Il y a également lieu de remarquer qu'en raison de la finesse de la matière à base de caoutchouc pas- sant à travers la tuyère, la durée de contact avec le liquide
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coagulant n'a pas besoin d'être grande, et, suivant l'inven- tion, un déplacement de 2,5 à 15 centimètres à travers un bain coagulant est suffisant. Un fil fin est si petit qu'il absor- be peu d'acide et, par conséquent, il n'a pas besoin d'être débarrassé de l'acide par lavage avant d'entrer dans l'appa- reil de séchage qui vaporise lucide résiduaire.
La bande ou courroie 44 est, de préférence, action- née à une vitesse constante par le rouleau de commande 42 qui tourne juste assez vite pour entraîner le fil venant du rou-
7.eau 41. On peut faire passer cette bande ou courroie 44 à travers un tunnel de séchage 47, et l'entraîner horizontale- ment dans celui-ci au-dessus d'une surface métallique 48. Un gaz chauffé, envoyé par un ventilateur, peut être introduit dans le tunnel de séchage par des conduits 54, et peut passer dans le canal supérieur dans le sens indiqué par les flèches dans la Fig. ,2. Il est désirable de faire circuler ce gaz de séchage dans le canal inférieur de l'appareil de séchage, afin de maintenir la bande ou courroie 44 à des températures élevées.
Le déplacement du gaz de séchage dans le canal supé- rieur s'effectue dans le sens contraire au sens de déplace- ment du fil lorsqu'il est entraîné vers la droite sur la sur- face supérieure de la bande ou courroie 44. Il y a lieu de re- marquer que par suite de la nature très fine de la matière produite, il n'est pas nécessaire que le tunnel de séchage soit d'une longueur excessive ; en réalité., on a trouvé que pour des applications d'ordre pratique, on obtient des ré- ultats satisfaisants en utilisant un tunnel de séchage ayant une longueur de 11 mètres pour une vitesse de la courroie de 8 mètres à la minute.
La longueur de l'appareil de séchage peut également être réduite en augmentant la tem- @ prérature du gaz chaud que l'on fait circuler dans le dit- appareil
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ét on a trouvé que les résultats les plus satisfaisants sont obtenus en employant un appareil de séchage de la longueur indiquée, lorsque les gaz de séchage sont chauffés à des tem- pératures allant d'un minimum de 127 C, à l'extrémité d'en- trée jusqu'à un maximum d'environ 176 C, la température étant graduellement augmentée jusqu'au maximum à l'extrémité ad- jacente de l'appareil de vulcanisation. Pour faciliter l'ob- tention de faibles températures à l'extrémité d'entrée, le fond de l'appareil de séchage peut être entaillé, comme in- diqué en 63.
Après avoir traversé l'appareil de séchage, la ban- de 44 portant le fil entre dans l'appareil de vulcanisation 49. Un gaz surchauffé (et par "gaz" on entend des vapeurs telles que la vapeur) peut être introduit dans la chambre intérieur de l'appareil de vulcanisation 49, par un tuyau 51.
Une partie de ce gaz se déplacera vers la droite de l'appa- reil représenté fige 2, tandis que le reste se déplacera verq la gauche, les courants respectifs étant évacués de l'appareil de vulcanisation par des tuyaux 52 et 53. La bande ou courroie de séchage 44 continue à passer à travers l'appareil de vul - canisation, comme représenté, et permet au fil de venir en contact intime avec legaz surchauffa qui est de préférence maintenu à une température d'environ 204 C bien que cette température puisse être plus élevée.
Il est entendu que la pression dans l'appareil de vulcanisation est la pression at- mosphérique normale, afin de permettre à la bande 44 de se déplacer à travers le d'it appareil, comme représentée la bande de séchage 44 passe sur un rouleau d'extrémité 55 et revient alors sous l'appareil de vulcanisation et à travers le canal inférieur de l'appareil de séchage, pour arriver au rouleau
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de commande 42, le peut rouleau 43 servant d'élément tendeur et de dispositif de déplacement..
Le gaz de s.échage chaud, pro- venant du tuyau 54, passe autour de l'appareil de vulcanisa- tion 49 avant d'entrer dans l'appareil de séchage proprement dit, aidant ainsi à maintenir l'appareil de vulcanisation à la temp.érature requise et constituant également un moyen pour effectuer le chauffage préalable de l'appareil avant que de la vapeur soit introduit e, empêchant ainsi la condensation lorsque l'appareil est mis en marche. Après passage sur le rouleau 55, le fil passe sur un rouleau 56 est est amené sur un dispositif à talquer 58 par des rouleaux de serrage 59 et
60. Le fil est ainsi talqué, et est complètement vulcanisé et est prêt à être manipulé avant d'être expédié de l'usine.
Après avoir passé entre les rouleaux de serrage 59, 60, le fil est tiré, sur une distance appropriée, au-dessus d'une table 62, pour égaliser la tension, et au-dessus d'une table d'examen 63 qui est disposée pour donner un fond de lumière diffusée sous le fil lorsqu'on le regarde de dessus, par exemple au mbyen d'un dessus en verre dépoli sous lequel est placée une lampe électrique 64. Le fil fini peut être enroulé par tout appareil approprié, par exemple sur une ensouple 61, pourvue d'un régulateur automatique de vitesse du type Reeves.
Des tuyaux 45 et 46 assurent le retour des gaz de séchage chaud dans le tuyau 54, et le tuyau 46 peut être disposé à l'extrémité antérieure de l'appareil de séchage pour aspirer les gaz et les fumées qui autrement pourraient s'échapper dans la pièce.
Il est .évident qu'on peut faire passer un certain nombre de fils parallèlement dans une installation construite suivant les principes indiqués ici.
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On voit qu'à l'aide du procédé décrit il est pos- sible d'obtenir un fil ayant une section transversale ex- trêmement faible, qui peut être fabriqué à l'aide de dis- persions aqueuses de caoutchouc ou de composition de caout- chouc, et être complètement formé, séché, vulcanisé, talqué, et préparé pour être expédié en une seule opération continue.
Un fil fabriqué à l'aide de l'installation suivit l'invention est de préférence composé de caoutchouc non broyé, sans grain et résistant, tiré de latex; ce fil pré- sente une résist.ance plus grande et possède de meilleures qualités d'extensibilité que les fils fabriqués jusqu'ici par des opérations de calendrage et de découpage ; il a une sec- tion transversale uniforme et présente des bords rectilignes lisses. En outre, la nature dure de la matière la rend pro- pre à résister à l'échauffement par frottement lorsqu'elle est incorporée à du tissu élastique.
La matière est si fine qu'elle peut être incorporée avec succès directement, ou après revêtement, à des vêtements et comme ces derniers sont soumis à des efforts de flexion et d'extension continus il est évident que la présente invention permet de réaliser une matière qui résistera à l'action d'échauffement et de frottement à laquelle les vêtementssont soumi s.