BE405358A - - Google Patents

Description

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   " procédé et dispositif pour la production " d'objets tubulaires en matières artificielles ". 



   La présente invention a trait à la fabrication d'objets tubulaires en matières artificielles à titre élevé, 500 à   50.000   deniers par exemple, par expulsion sous forte pression, à travers des ajutages annulaires, de masses artificielles de viscosité élevée, de consistance pâteuse par exemple, avec introduction simultanée d'un gaz dans le vide intérieur desdits objets, Le procédé convient pour la fabrication des objets tubulaires les plus divers, par exemple de paille artificielle, de brins: ou joncs pour 

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 Tressage, de chalumeaux, de tubes   Isolants,   de tubes pour bouts de cigarettes, de tubes pour emplois physiques et chimiques, etc. 



   Les matières premières entrant en ligne de compte pour la mise en oeuvre du procédé sont notamment : les dérivés de cellulose, tels que les esters de cellulose, les éthers de cellulose, surtout   l'acétate   de   cellulose,   puis d'autres matières artificielles comme par exemple les résines artificielles, des produits de condensation, des produits de polymérisation, etc. et, le cas échéant, des mélanges de plusieurs matières artificielles.

   Il y aura avantage à utiliser des matières artificielles présentant une faible viscosité propre, comme par exemple des acétates de cellulose à basse viscosité, puisque de tels produits présentent, lors de l'expulsion à travers des ajutages étroite de pâtes obtenues en partant d'elles, une résistance relativement moindre que celle des matières artificielles qui ont une haute viscosité par elles-mêmes. 



   La fabrication de la pâte de pressage peut s'effec- tuer au moyen de solvants volatils, de diluants, de plastifiants ou analogues, D'autres substances peuvent être ajoutées, comme par exemple des résines durcissantes, des   colorants,   des   pigments,   etc. Le type des matières premières pour la production des substances auxiliaires, la   composition   des pâtes, etc. dépendent des produits à obtenir et de   1=emploi   auquel ceux-ci sont destinés. pour la fabrication de petits tubes flexibles, comme par exemple de paille artificielle, de joncs pour tressage, de tubes isolants, etc., il faudra ajouter des quantités appropriées de plastifiant.

   Pour fabriquer des chalumeaux et analogues, il sera préférable de ne pas ajouter de plastifiants, ou de n'en utiliser que des quantités aussi      

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 réduites que possible. La rigidité des objets peut être augmentée par adjonction de résines durcissantes, de résine aopal par   exemple.   En vue de faciliter son expulsion régulière à travers l'ajutage, la masse plastique est portée à des températures relativement élevées, 50 à 1000 C par exemple, et envoyée à l'ajutage sous de fortes pressions, par exemple de 100 à 500 atm, et préférablement de 150 à 400 atm., en même temps qu'un gaz, préférablement de   l'air,   est insufflé à l'intérieur de l'objet en cours de fabrication, Dans certains cas,

   on a aonstaté qu'il y avait avantage à insérer simultanément un ou plusieurs fils dans le creux intérieur des objets tubulaires en cours de formation. 



   Des essais,   au.   cours desquels la masse plastique était produite   à   chaud, ou chauffée immédiatement après sa fabrication et introduite dans les cylindres de pression, ont donné des résultats peu satisfaisants. Avec ce mode opératoire, il se produit une évaporation non désirable du solvant volatil; de plus, on constatait des modifications dans la composition de la masse plastique qui, dans certains cas, influaient considérablement sur le fonctionnement continu et provoquaient des irrégularités dans la structure des objets ainsi formés. On a ensuite essayé de n'échauffer la masse plastique qu'une fois arrivée dans les cylindres de pression.

   Mais ce mode opératoire présentait également des difficultés considérables, étant donné que la constitution pieuse de la masse et sa faible conductibilité thermique ne permettaient que très difficilement d'obtenir un chauffage uniforme dans toute l'épaisseur; on avait également des irrégularités de fonctionnement et les produite résultants ne présentaient pas une structure uniforme. conformément à l'invention, on procède de telle sorte que la masse très visqueuse est tout .'abord soumise à une pression élevée, pour ne la porter qu'ensuite à la   @   

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 température voulue, 50 à 1000 C par exemple, et l'envoyer après à travers l'ajutage. 



   L'invention consiste également dans le fait que la masse est portée à la forte pression voulue par échelons successifs, puis chauffée et envoyée à travers   l'ajutage.   



   On procède par exemple de la manière suivante : la masse pâteuse est introduite à température normale dans une presse hydraulique, et amenée dans   oelle-oi   à une certaine pression, 70 à 100 atm. par exemple; on porte ensuite la masse   à   la pression finale désirée, au moyen d'une pompe de précision du type sans soupape, par exemple au moyen d'une pompe de précision à   engren ages,   la valeur de cette pression étant par exemple de 250 à 300 atm.; on envoie ensuite la masse sous cette pression à travers la chambre de chauffe et clans   l'ajutage.   



   La presse hydraulique comporte de préférenae deux cylindres de pression, reliés alternativement avec la pompe de précision. On évite ainsi que, lors du remplissage ou de la substitution des cylindres, il se produise des interruptions dans l'écoulement continu de la masse à travers   l' ajutage   annulaire. La pâte comprimée est de préférence déplacée du bas vers le haut pendant son trajet à travers des pompes vers l'ajutage. On empêche ainsi que de l'eau d'infiltration ne vienne se mélanger à la pâte, à l'intérieur du cylindre de pression, et on garantit une grande accessibi- lité des différents organes de l'appareillage, notanment de   l'ajutage.   



   On a constaté qu'il était avantageux de soumettre la pâte à une filtration pendant son trajet vers   l'ajutage.   par exemple en interposant un filtre entre le dispositif de chauffage et l'ajutage, ce filtre pouvant, le cas échéant, être chauffé, et constitué par exemple Par un ou   @   

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 plusieurs tamis à mailles fines, Par suite de son élévation de température, la masse peut facilement traverser les mailles fines au filtre.

   On   Battent   ainsi les impuretés ayant pu   subsister   ou les épaississements ayant pu se former. ou on les décompose, ce qui améliore la sécurité de fonctionnement de l'installation et l'uniformité des   produits   
La solidification des objets quittant l'ajutage annulaire s'effectue de préférence dans un plan horizontal et non pas, comme d'habitude, dans le sens vertical. On évite ainsi les tensions et les déformations qui peuvent se produire lors du séchage habituel dans le sens vertical, par suite du poids propre des objets, On a constaté que   même   pour des déplacements horizontaux des produits tubulaires non encore solidifiés, il était possible d'éviter radicalement toutes déformations non désirables. 



   Le séchage s'effectue lentement et à des températures maintenues à une valeur inférieure à la température d'ébullition du solvant ou du mélange de solvants existant dans la pâte, On a constaté que des températures de séchage de 20 à 30  G donnaient en général des résultats satisfaisante, Des essais comparatifs ont montré   ou* un   séchage rapide à température plus élevée était cause de formation de produits cassants et présentant, le cas   échéante   des soufflures, tandis que la mise en oeuvre de l'opération de séchage dans les conditions douces,   ci-dessus   indiquées, permet la réalisation de produits   Impeccables*   En générale le trajet parcouru, pendant le séchage doit être de 25 mètres an moins et de préférence de 50 à 500 mètres. 



   En vue de réduire les dimensions de l'installation de séchage, les produits tubulaires peuvent être guidés sur des poulies de renvoi. Des essais ont montré que   l'emploi   de poulies de renvoi dont le diamètre représente au moins 50 fois, et de préférence 100 à 200 fois le diamètre du 

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 produit à sécher, permettait d'éviter des défaits tels que des déformations non désirables, des oassures et analogues, 
Les produits finis doivent être débités en général à une vitesse minima de 20 mètres par minute et de préférence à des vitesses bien supérieures, de   60 à   500 mètres minute par exemple.

   Il est bien connu pour la production de fils de petit diamètre, de soie artificiel-le par exemple, de travailler sous de grandes vitesses de débit; il est par contre nouveau de travailler à de grandes vitesses de débit lors de la fabrication d'objets tubulaires de titre plus élevé, de paille artificielle par exemple, et ce point constitue un progrès caractéristique. 



   Des pailles pour tressage de 500 deniers environ sont de préférence débitées à des vitesses de 400 mètres/ minute environ, par exemple; des produits plus   forts,   de 9.000 deniers par exemple, peuvent avoir une vitesse de débit de 60 mètres/minute; des produits de 50.000 deniers. par exemple, peuvent être   déhités   à des vitesses de 20 mètres/minute, par exempleo 
Le procédé de fabrication peut être mis en oeuvre de telle sorte que la production, y compris le séchage et la transformation ultérieure éventuelle d'objets tubulaires, comme par exemple le tronçonnage en longueurs déterminées, l'emballage, etc.

     s'effectuent   en une a-net opération continue, le cas échéant, de manière que pendant tout le trajet de   fabrication,   par exemple   jusqu'aux   chalumeaux découpés et emballés, les profita n'entrent   jamais en contact avec les mains de l'ouvrier.

   Les objets tubulaires peuvent par exemple aussi être transformés par renforcement de leurs extrémités, par formation d'un bourrelet ou d'un évasement, comme cela est par ezemple   nécessaire pour des   fume-cigares    De telles transformations peuvent par exemple   s'effectuer   de telle sorte que les      

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 objets sont gonflés aux points à traiter par l'action d'un produit gonflant approprié, les points gonflés étant ensuite appliqués sur des mandrins froids, ou encore, par exemple, en procédant à la transformation, sans gonflage préalable, avec des mandrins chauds qui peuvent, le cas échéant, être tournants.. 



   Lors de la formation d'objets devant être aussi rectilignes que possible, de chalumeaux par exemple, il y a avantage à prévoir un séchage complémentaire dans une   direc-   tion rectiligne bien imposée aux objets terminés et tronçonnés qui peuvent encore présenter un degré dthumidité de 10 % environ; ce séchage peut par exemple s'effectuer par paquets, solidement assemblés, au moyen de bracelets en caoutchouc par exemple, ou encore dans un récipient dont le couvercle est chargé d'un poids. Dans certains cas, il y a encore avantage, suivant les matières premières employées, à soumettre les objets terminés à un lavage, afin de leur enlever en totalité toutes traces de goût et   d'odeur.   



   Des aessins annexés représentent à titre d'exemple, aucunement limitatif, des dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention. 



   La figure 1 est une vue à grande échelle du dispositif de compression. 



   La figure 2 montre une forme d'exécution de la pompe à engrenages, et la figure 3 montre un mode de réalisation possible d'une installation pour la mise en oeuvre du   procédé.   



   La masse plastique est introduite à froid dans la presse hydraulique a et portée dans celle-ci à la pression de 70 atm. par exemple. La masse sous   pression,est   alors amenée 4 une pression élevée, 250 atm, par exemple, au moyen de la pompe de précision à engrenages b, et envoyée à travers le dispositif de chauffage c dans lequel elle est portée à la 

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 température voulue. La masse chauffée est ensuite envoyée 
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 à travers un tamis d dans un ajutage annulairels en même temps qu'un jet d'air est introduit à travers l'embouchure de l'ajutage à l'intérieur de l'objet   tubulaire f   qui est en train de quitter l'ajutage.

   Le produit tubulaire est guidé horizontalement sur des poulies g et sur des poulies de renvoi   '   et séché pendant son trajet   à   travers la chambre h laquelle est chauffée au moyen de radiateurs i. Le produit quittant la chambre h traverse les tambours débiteurs IL et arrive ensuite dans le dispositif tronçonneur 1 qui provoque le découpage en morceaux m de faible   longueur   lesquels viennent tomber dans le récipient collecteur   IL*     EXEMPLES   
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1 ) - Une solution à 30 % environ d'acétate de cellulose dans de l'acétone, contenant environ 27 % de plastifiant et 2 % de blanc de titane, est transformée au moyen du dispositif de la figure 1 pour former des joncs ou pailles de tressage.

   La masse de pressage est portée à   70   atm, au moyen de la presse hydraulique a et ensuite 250 atm, environ   au   moyen de la pompe de précision à engrenages d. Pendant la traversée du dispositif de chauffage c, la masse est portée à   70    C environ; la masse chaude est envoyée sous pression à travers le filtre plan .1 et amenée sous une pression de 200 atm, environ et sous une   température   de 70  environ dans   l' ajutage   e, coudé en   équerre.   En même temps, on   introo.uit   par le moyen de l'ajutage !. un jet d'air sous une légère surpression, de 200 mm. de colonne d'eau environ, ainsi qu'un fil de   coton   dans l' ouverture de l'ajutage.

   Le produit quittant l'ajutage est déplacé horizon- talement et   séché à.   25  environ. Le trajet pour le séchage 

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 était de 100 mètres et la vitesse de débit de 400 mètres par minute, Le titre du produit fini était de 600 deniers environ et son diamètre de 0,5 mm. 



   2 ) - Une solution à 50 % d'acétate de cellulose dans de l'acétone est transformée au moyen d'un dispositif de pressage et de séchage, par exemple du type de celui de la figure 1, pour produire des chalumeaux à boire. La pâte est portée à 60 atm, environ au. cours du premier échelon de la compression et à 200 atm. au cours du deuxième. La masse est ensuite chauffée et amenée dans l'ajutage, après avoir traversé le filtre sous une température de 80  C et sous une pression de 120 atm, environ. La température de la chambre de séchage était d'environ 30  C, le trajet de séchage de 400 mètres environ et la vitesse de débit de 64 mètres/minute environ. Pour assurer le guidage horizontal du tube ainsi produite à travers la chambre de séchage,on a employé neuf poulies de renvoi d'un diamètre de 800 mm. environ.

   A l'extrémité du trajet de séchage, le produit tubulaire séché était tronçonné en longueurs d'environ 200 mm., au moyen d'un dispositif de coupage, les chalumeaux tombant directement dans la caisse d'emballage. Le titre de ces chalumeaux était d'environ 10.000 deniers et leur diamètre d'environ 4mm. Les chalumeaux étaient rigoureusement rectilignes. stériles, et exempts de toute odeur. La production était de l'ordre de 300 chalumeaux par minute. 



  On peut ajouter à la solution de départ ci-dessus mentionnée différents produits exempts d'odeur et de goût. De petites quantités de blanc de zinc par exemple communiquent aux chalumeaux un aspent rappelant la porcelaine, et de faibles quantités de plastifiant leur donnent une certaine souplesse. 



   Revendications

Claims (1)

1. Revendications 1 ) - Procédé pour la production d'objets tubulaires en matières artificielles de titre élevé, caractérisé en ce qutune masse de matière artificielle, de consistance pâteuse, est portée à une pression élevée, puis chauffée et envoyée à chaud à travers un ajutage annulaire, un gaz étant introduit dans l'espace creux en cours de formation, et l'objet tubulaire solidifié.

   2 ) - Procédé suivant la revendication 1= caractérisé en ce que la masse de matière artificielle est portée la pression voulue à température normale, puis envoyée à travers un dispositif de chauffage en maintenant cette pression, et ensuite à chaud à travers l'ajutage.

   3 ) - procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière est amenée à la pression voulue par échelons successifs.

   4 ) - Procédé suivant les revendications 1 à 3. caractérisé par le fait que l'on utilise, pour amener la masse artificielle à la pression voulue, une presse hydraulique qui l'amène jusqu'à une pression inférieure à la pression finale désirée, et ensuite une pompe de précision, du type sans soupape, pour amener la masse à la pression maxima voulue.

   5 ) - procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, pendant son trajet à travers l'appareillage à pression et jusque l'ajutage tubulaire, la masse est déplacée au bas vers le haut, 6 ) - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'après avoir quitté le dispositif de chauffage, la masse est filtrée en maintenant la pression <Desc/Clms Page number 11> à travers l'ajutage annulaire.

   7 ) - Procédé suivant les revendications précédentes caractérise par la fait que le produit tubulaire quittant l'ajutage est soumis à un séchage lent, à des températures Inférieures à la température d'ébullition du solvant employé, 8 ) Procédé suivant les revendications précédentes.

   caractérisé par le fait que le produit quittant l'ajutage est soumis à un séchage lent en même temps qu'il est déplacé dans un plan horizontal, 9 ) - procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le produit tubulaire quittant l'ajutage est séché et déplacé pendant son séchage dans différents plans horizontaux, en utilisant des poulies de renvoi dont le diamètre représente au moins 50 fois le diamètre du produit, 10 ) - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le produit tubulaire quittant l'ajutage est séché pendant un déplacement horizontal, le trajet parcouru pendant le séchage étant d'au moins 25 mètres, et la vitesse de débit d'au moins 20 mètres/minute.

   11 ) - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait que les produits formés sont tronçonnés en moroeaux de longueur réduite.

   12 ) Procédé suivant les revendications précédentes caractérisé par le fait que les objets terminés et tronçonnés sont soumis à un séchage supplémentaire et maintenus droits pendant celui-ci.

   13 ) - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait que les masses artificielles employées <Desc/Clms Page number 12> contiennent des dérivés de la cellulose.

   14 ) - Procédé suivant les revendications précédons tes, caractérisé par la fait que les masses artificielles employées contiennent de l'acétate de cellulose, 15 ),- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications précédentes en vue de la production d'objets tubulaires de titre élevé, en partant de matières artificielles de,consistance pâteuse, caractérisé en ae qu'il est constitué par un appareil grâce auquel la masse est amenée à une forte pression, par un dispositif de chauffage relié à cet appareil et par un ajutage annulaire relié au dispositif de chauffage.

   16 ) - Dispositif suivant revendication 15, caractérisé en ce qu'il est constitué par une presse hydrauli- que, par une pompe de précision à engrenages reliée à la presse, par une chambre de chauffage reliée à ladite pompe et par un ajutage annulaire relié à cette chambre.

   17 ) - Dispositif suivant revendications 15 et 16, caractérisé par le fait qu' on utilise comme appareillage une presse hydraulique à deux cylindres de pression, reliée à une chambre de chauffe, elle-même reliée à un ajutage annulaire 18 ) - Dispositif suivant revendications 15 à 17, caractérisé par le fait qu'un filtre est interposé entre la chanbre ae chauffe et la chambre annulaire.

   19 ) - Dispositif suivant revendications 15 à 18, caractérisé par le fait que le filtre peut être chauffé.

   20 ) - Dispositif suivant revendications 15 à 19, caractérisé par le fait que l'ajutage annulaire est suivi d'un dispositif de séchage permettant le déplacement dans le @ <Desc/Clms Page number 13> sens horizontal de l'objet tubulaire.

   21 ) - Dispositif suivant revendications 15 à 20@ caractérisé par le fait que l' ajutage annulaire est suivi d'un dispositif de séchage permettant le déplacement de l'objet tubulaire dans des plans horizontaux, avec aes poulies de renvoi dont le diamètre est au moins 50 fois celui de l'objet tubulaire lui-même.

   22 ) - Chalumeaux réalisés conformément aux revendications 1 à 14, caractérisés par le fait qu'ils sont sans goût ni odeur, et stériles.

   23 ) - Chalumeaux suivant revendication 22, caractérisés par le fait qu'ils sont en acétate de cellulose.

   24 ) - Chalumeaux suivant revendications 22 et 23, caractérisés par le fait qu'ils sont en acétate de cellulose contenant de faibles quantités de substances dépourvues d'odeur et de goût.