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Procédé pour le traitement de fibres par carbonisation des matières cellulosiques étrangères contenues dans celles-ci ".
La présente invention est relative au traitement des fibres textiles à l'effet d'en séparer des matières étrangères de nature organique ou végétale . Elle est par- ticulièrement relative à la séparation de matières étran- gères organiques ou végétales de tout type de laine, no- tamment la laine brute, les déchets de laine connus sous le nom de shoddy et de laine mungo, de laines mélangées etc.. La laine brute contient des substances cellulosi- ques naturelles, telles que des chènevottes et des char- dons, tandis que la laine traitée contient souvent des substances cellulosiques, telles que des fils de coton ou de rayonne .
Il est souvent souhaitable de séparer ces matières étrangères de la laine et des fibres animales
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similaires par une opération connue sous la dénomina- tion de "carbonisation acide') grâce à laquelle les ma- tières étrangères de nature organique ou végétale sont transformées de maniàrè à acquérir un état, dans lequel elles peuvent facilement être séparées des fibres.
La présente invention a pour objet principal un procédé perfectionné pour la carbonisation de fibres.
L'invention a aussi pour objets l'amélioration de la pénétration de chaleur dans les fibres humidifiées à l'aide d'un acide et la concentration du chauffage sur les impuretés cellulosiques, que l'on cherche à éloigner des fibres.
D'autres objets de l'invention consistent à accroî- tre l'efficacité du procédé de carbonisation, à carboniser des matières étrangères extrêmement rapidement et à des températures relativement élevées sans que les fibres soient endommagées, et à conserver aux fibres, qui sont soumises à l'opération de carbonisation, leurs propriétés feutrantes.
L'invention a encore pour objets , d'une part, un dispositif pour recarboniser des fibres carbonisées, afin d'éliminer aussi complètement que possible toutes les particules de chènevottes, chardons, etc.., qui n'auraient pas été suffisamment affectées par le premier traitement de carbonisation, et, d'autre part, un dispositif mécani- que pour convertir en poussière la partie restante non pulvérisée des matières étrangrères contenues dans les fibres carbonisées.
D'autres objets de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante.
Le demandeur a découvert que, lorsqu'on soumet à un chauffage des fibres libres acidifiées, sous forme hkgoe d'une mince couche d'une épaisseur inférieure à un demi pouce, telle par exemple que celle qui peut être produite
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au moyen d'un loup cardeur ou d'une machine à couper, sa l'efficacité de la réaction de carbonition de l'acide avec les matières cellulosiques étrangères et la vitesse de la réaction sont considérablement accrues. Ceci amé- liore, dès lors, remarquablement la qualité de la laine, spécialement en ce qui concerne la propriété de feutrage.
On peut obtenir d'excellents résultats en soumettant des fibres à une réaction de carbonisation, pendant que ces fibres se présentent sous forme d'une bande produite par une machine à carder. Si elle est appliquée à une mince couche ou à unemince bande de fibres libres, la réac tion de carbonisation est si efficace, que la plus grande partie des matières étrangères est facilement séparée lors d'une opération de cardage succédant à l'opération de carbonisation .
Comme des fibres lâches forment une mince bande, lorsqu'elles passent à travers une machine à carder, il peut être fourni à cette machine des fibres humidifiée par un acide, c'est-à-dire des fibres trem- pées et ensuite soumises à une extraction ou à un pres- sage, lesquelles fibres peuvent, pendant le cardage, être soumises à un chauffage à une température suffisante pour carboniser les matières étrangères organiques, qu'elles contiennent. La teneur en humidité des fibres humidifiées par l'acide décroît d'environ 35 % à l'ex- trémité d'alimentation de la machine jusqu'à environ 15 % sur le peigneur . Pour chauffer les fibres jusqu'à la température de carbonisation, la machine à carder peut être pourvuee radiateurs alimentés en vapeur.
La machine à carder peut également être chauffée au moyen d'éléments chauffants de résistance électrique ou au moyen d'une rampe de lampes de chauffage à rayons infrarouges. Il se peut que la laine carbonisée en minces couches ou bandes et cardée contienne encore une quantité minime , mais
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Cependant indésirable, d'impuretés cellulosiques . Comme cette laine contient encore un peu d'acide de carbonisation, on peut en éloigner les impuretés résiduelles en la soumettant, sans humidification acide supplémentaire préa- la.ble, à une seconde réaction de carbonisation sur les cylindres de cardage suivants.
Après avoir été aarbonisée sous forme d'une mince couche ou d'une mince bande à une, deux ou même trois reprises, la laine est soumise à à un pressage destiné réduire la partie restante non pulvérisée des matières étrangères en poussière .
Après carbonisation, pressage et dépoussiérage vigou- reux , la laine est soit neutralisée, soit rincée . Dans des cas spéciaux, elle peut être employée sans être dé- barrassée de l'acide, quelle contient encore .
Les dessins ci-annexés illustrent certaines formes de réalisation du procédé faisant l'objet de la présente invention.
Dans ces dessins :
Les figs. 1 à 3 sont des vues en élévation, latérale schématiques de cardes et de cylindres compresseurs pour appliquer le procédé suivant l'invention; la Fig. 4 est un schéma d'un autresystème pour le nettoyage de laine ; les Figs. 5 et 6 sont des vues schématiques de deux autres systèmes pour le nettoyage de laine .
A la Fig. 1, de la laine non compacte W à carboniser, qui peut être fournie par exemple par une machine dite démêleuse, est apportée par un tablier transporteur 1 au briseur 2, d'une machine à carder, comprenant le cylindre cardeur 3, un certain nombre de cylindres travailleurs débourreurs 4 et le peigneur-enleveur 5. La laine que le tablier d'alimentation ou tablier transporteur 1 apporte à la machine à carder est humidifiée par un acide, l'excé- dent d'acide ayant été préalablement enlevé par extraction
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ou compression. Le cylindre cardeur 3 est chauffé par deux radiateurs 6, faisant partie d'un système de chauffage à la vapeur (non montré) .
Il est appliqué suffisamment de chaleur au cylindre cardeur 3 par les radiateurs 6 et/ou par d'autres moyens pour élever la température de libres la mince bande de fibres lâches ou @ formée sur ledit cylindre cardeur 3 et de toutes les impuretés contenues dans ces fibres à la température de carbonisa- tion, c'est-à-dire à an moins 210 F. environ . Ainsi, la laine est carbonisée, tandis qu'elle forme une mince bande, et les matières végétales sont librement exposées à la chaleur, en sorte que la pénétration de la chaleur vers toutes les matières étrangères ainsi que l'obtention de conditions de carbonisation uniformes sont grandement facilitées.
Un tablier d'alimentation 7 porte la laine carbonisée à l'intervalle entre les deux cylindres 8 d'une machine à broyer , par exemple une machine à broyer dite "Peralta" , Le cylindre supérieur de la machine à broyer exerce une forte pression sur la bande cardée et carbonisée, en sorte que les matières étrangères non pulvérisées restantes, mais à présent sèches et friables, sont réduites en poussière, ce qui facilite leur enlève- ment ultérieur . Les fibres broyées sont emportées par le tablier 9 pers un dispositif dépoussiéreur d'un type conventionnel quelconque, non montré sur le dessin.
L'installation montrée à la Fig. 2 ressemble forte- ment à celle montrée à la Fig. 1 et comme les mêmes nota- tions de référence ont été employées, sur les deux figures, pour désigner les mêmes organes, la Fig. 2 ne requiert pas de description, tout au moins en ce qui con- cerne ses parties identiques à celles de la Fig. l. Dans l'agencement montré à la Fig. 2, les fibres humidifées par un acide formant une couche semblable à une bande non
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compacte sur le cylindre cardeur 3, sont soumises à l'ac- tion de rayons infrarouges provenant d'une rampe 6a de /infra lampes de chauffage à rayons rouges .
Les lampes formant la rampe 6a sont réparties de façon à constituer une source intense et sensiblement uniforme de chaleurùqui, en combinaison avec la particularité consistant à étendre les fibres lâches de façon à former une mince bande, permet d'effectuer la carbonisation à une allure plus rapide qu'on ne l'avait cru possible jusqu'à présent .La concen- tration des rayons infrarouges sur la bande de fibres se fait au moyen d'un réflecteur 6b, qui recouvre la rampe de lampes de chauffage .
La machine à carder montrée à la Fig. 3 comporte trois cylindres, un briseur et deux finisseurs . Un tablier 1 apporte au premier cylindre de cardage de la laine acidulée, comprimée ou soumise à une extraction, mais enco- re humidifiée par l'acide . Le séchage et la carbonisa- tion de la laine se font pendant que la laine se trouve sur le briseur et sur la première bande finisseuse . Ces cardes sont avantageusement couvertes de fil de garniture
6a revêtu de cadmium et sont)associées chacune à une rampe/de de chauffage lampes/à rayons infrarouges derrières lesquelles se trou- ve un réflecteur 6b . Les impuretés végétales sont ainsi carbonisées et amenées dans un état permettant de les sépa- rer facilement de la laine, lorsqu'elles passent à tra- vers la seconde carde finisseuse.
Dans l'agencement montré à la Fig. 4, la laine à car- boniser et contenant les impuretés usuelles à extraire,est montrée à l'extrémité de gauche de la figure sur le pei- gneur 5 d'une machine à carder . Après enlevèment du peigneur 5 à l'aide d'un peigne rotatif 63, les fibres sont amenées dans l'intervalle des deux cylindres 8 d'une machine à broyer, qui peut être du type dit "Peralta" ou d'un autre type capable d'accomplir une action de broyage
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de nature pratiquement identique à celle d'une machine dite "Peralta". Lorsque les impuretés végétales ont été com- plètement divisées , broyées et brisées dans la machine à broyer, la bande de fibres est amenée à un tablier 64, disposé en dessous d'un système d'arrosage indiqué dans son ensemble par la notation de référence 65.
Pendant son transport par le tablier 64, la bande de fibres est acidifiée par des jets d'acide provenant d'un certain nombre de tuyères de pulvérisation 66. L'excédent d'acide est recueilli dans une cuve 67 et ramené par une pompe 67a dans le système d'arrosage 65. Le tissu humidifié par l'acide est transféré du tablier 64 à un autre tablier 68, où il est soumis à un chauffage intense au moyen de rayons infrarouges émanant d'une rampe 6a de lampes à rayons infra- rouges, derrière lesquelles se trouve le réflecteur 6b, en sorte que le tissu est chauffé à la température de car- bonisation .
Le broyage du tissu préalablement à la car- bolisation, produit une réduction des dimensions des impuretés et un accroissement relatif de la grandeur to- tale de leurs surfaces, en sorte que la réaction subsé- quente de carbonisation est grandemenfacilitée .
Il est évident qu'on peut procéder à l'acidification de la laine de plusieurs façons dans s'écarter de la pré- sente invention. Ainsi, on peut acidifier la laine, comme montré ci-dessus, en arrosant celle-ci au moyen d'une so- lution d'acide de carbonisation . Lorsque la laine est traitée dans un démêleur avant d'être cardée, elle est souvent arrosée au moyen d'une émulsion d'eau et d'huile, de façon à mieux se prêter à l'opération de cardage subséquente . Dans ce cas particulier, on peut substituer de l'acide de carbonisation à l'émulsion ha- bituelle d'eau et d'huile, et on peut se passer d'autres méthodes d'adidification des fibres.
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Le système de chauffage de la laine montré à la Fig.5 comprend un cylindre broyeur 69, qui est, de préférence, agencé pour un chauffage à la vapeur . A cet effet., le cylindre broyeur 69 peut être creux et pourvu d'un disposi- tif (non montré) pour y faire circuler de la vapeur suivant un procédé bien connu dans cette technique . Le cylindre broyeur 69 coopère avec les cylindres 70 et 71. Il peut exister un léger intervalle entre le,; cylindres 69 et 70, mais les cylindres 69 et 71 sont fortement pressés l'un contre l'autre , notamment grâce à un dispositif hydrauli- que ou à ressorts, de manière à exercer une puissante action de broyage sur les matières étrangères contenues dans une bande que l'on fait passer entreles cylindres
69 et 71.
Un cylindre 72 tourne dans une cuve 73 conte- nant de l'acide de carbonisation et transfère l'acide de carbonisation de cette cuve au cylindre 70, sur lequel l'acide de carbonisation est déposé sous forme d'une min- ce pellicule . On fait passer une bande de fibres d'abord entre les cylindres 69 et 70 et ensuite entre les cylin- dres 69 et 71. Tandis qu'elle est en contact avec le cy- lindre 70, la bande est acidifiée, et tandis qu'elle est transportée à travers l'intervalle formé entre les cy- lindres 69, 70 et l'intervalle formé entre les cylindres 69, 71 , il se produit une réaction de carbonisation par suite de la température relativement élevée régnant dans cette zone.
Le chauffage à la vapeur interne du cylindre broyeur 69 peut être suffisant pour obtenir la température de carbonisation dans la zone de carbonisation.
Cependant, il peut parfois être souhaitable d'ajouter à ce mode particulier de chauffage, un autre dispositif de chauffage ou de lui en substituer un autre . Ainsi, comme montré sur d'autres figures, il peut être fait usa-
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ge d'une rampe de lampes à rayons infrarouges pour chauffer la bande de fibres à la température de carboni- sation, pendant que cette bande traverse la zone située entre les cylindres 70 et 71.
Les pigments, le goudron et les impuretés similaires qui, lorsqu'elles sont chauffées, deviennent plastiques ou acquièrent une faible viscosité sont éliminas par le racleur 10 avant de retourner par refroidissement à un état de viscosité plus élevé, tandis que les matières non thermoplastiques étrangères, telles que les chènevottes et chardons,sont pratiquement pulvéri- sés, lorsqu'on fait passer la bande entre les cylindres 69 et 81.
La Fig. 6 montre comment un agencement de cylindres broyeurs d'une machine dite "Peralta" peut être adapté en vue de la carbonisation d'une bande de fibres . Les cy- lindres broyeurs 8 sont pressés l'un contre l'autre par un dispositif approprié quelconque ,par exemple, par.un dispositif à ressorts (non montré) . Le cylindre 74 est disposé en face du cylindre supérieur 8 et le tablier 75 transporte la bande W vers l'intervalle entre les cylindres 74 et 8 . La cuve 76 est remplie d'acide de carbonisation et le cylindre 77 plonge dans l'acide . Une courroie d'application 78 est enroulée autour'des cylin- dres 74 et 77 et forme une surface collectrice d'acide continuellement en mouvement . La bande W est amenée en contact avec la pellicule d'acide de carbonisation formée sur la courroie 78.
Après passage entre le cylindre 74 et le cylindre broyeur supérieur 8, on fait passer la bande W par l'intervalle entre les cylindres broyeurs supérieur et inférieur 8. La carbonisation s'effectue sur la surface du cylindre broyeur 8 dans l'intervalle entre le cylindre 74 et le cylindre broyeur supérieur 8 et dans l'intervalle entre les deux cylindres broyeurs 8, Bien que l'on puisse faire usage d'un dispositif approprié
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quelconque pour élever la température des impuretés conte- nues dans la bande W à la température de carbonisation,le demandeur a représenté à la Fig. 6 un dispositif de chauffage consistant en deux tuyaux 79, qui sont tous deux équipés de tuyères 80 servant à projeter des jets d'air chaud sur la surface du cylindre broyeur supérieur 8.
Ces jets d'air chaud remplissent une double fonction,en ce sens qu'ils ont pour action de soumettre la bande W à une température suffisamment élevée pour effectuer la carboni- sation de matières cellulosiques étrangères qui y sont contenues et , en outre, qu'ils ont tendance à maintenir la bande W en contact intime avec la surface du cylindre broyeur supérieur 8 qui peut, si on le désire, être pourvu d'un dispositif de chauffage intense . Après la carbonisa- tion, la bande 1 est soumise pendant son passage entre les cylindres broyeurs 8, à une pression adaptée pour réduire en poussière la matière étrangère non pulvérisée contenue dans les fibres .
Des râcleurs 10a en acier dur enlèvent les impuretés qui tendent à adhérer aux surfaces lisses des cylindres 8
L'acide , que la bande W contient encore, après son passage entre les cylindres broyeurs 8, c'ast-à-dire l'acide qui n'a pas été extrait sous l'effet de la compres- sion, peut être éliminé grâce à un agent de neutralisation approprié, tel qu'un alcali . La Fig. 6 montre schémati- quement une installation permettant de neutraliser l'excé- dent d'acide, cette installation comprenant une chambre de neutralisation 81 , deux paires de cylindres 82 et 83, un tablier 84 pour la bande W, une cuve 85 contenant de l'am- moniaque et des serpentins de chauffage 86 prévus dans la cuve 85.
Les serpentins de chauffage 86 provoquent une évaporation notable de l'ammoniaque se trouvant dans la cuve 85, l'ammoniaque gazeux produit ayant pour effet de
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neutraliser l'acide se trouvant encore dans la bande W.
Dans l'agencement montré, l'opération de neutralisation est particulièrement efficace étant donné qu'elle se pro- duit pendant que les fibres sont disposées de façon à former une bande, en sorte que toutes les parties de ces fibres sont exposées à l'action des vapeurs d'ammoniaque.
REVENDICATIONS --------------
1. Procédé pour le traitement de fibres par carbonisa- tion des matières cellulosiques étrangères que ces fibres renferment, lequel procédé comporte un stade d'acidification des fibres et un stade au cours duquel une mince couche de fibres lâches d'une épaisseur inférieure à une demi pouce est soumise à une température de carbonisation.