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PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DE FILS DE RAYONNEIVISCOSE.
Suivant la présente invention, un procédé continu pour la produc- tion de fils de rayonne viscose comprend l'extrusion de la viscose dans un bain de coagulation acide, l'entraînement du fil hors du bain, l'accumulation du fil à l'état acide, le lavage, la lubrification et le séchage du fil et l'enroulement du fil séché.
Dans la mise en pratique du procédé de l'invention, la composi- tion de la viscose, la teneur en acide du bain de 'coagulation, la températu- re de ce bain et la durée d'immersion du fil sont choisies de telle manière que le fil entraîne une quantité appréciable d'acide. De plus, la'tempéra- ture et l'humidité de l'atmosphère entourant le fil accumulé immédiatement après sa sortie du bain de coagulation sont réglées pour que l'acide présent dans le fil favorise la régénération de la cellulose, tout en éliminant le traitement à l'acide dilué considéré jusqu'ici comme essentiel. Le fil quit- tant le bain de coagulation est utilement enroulé sur un dispositif d'accu-. mulation et d'avancement.
De préférence, la composition de la viscose, la teneur en acide du bain de coagulation,,. la température de ce bain et la durée d'immersion sont telles que le fil mouillé entraîne au moins 5 % d'acide, c'est-à-dire contienne 5 % en poids de H2SO4 calculés sur la base du fil mouillée l'atmosphère, d'autre part, doit avoir une température de .,300 C. au moins, de pré- férence inférieure à 450 C., et uné humidité relative de 90 % au moins,,par exemple entre 90 et 98 %.
L'humidité relative ne doit cependant pas être élevée au point que l'eau se condense sur le fil dans une mesure appréciable. La températu- re et l'humidité relative désirées peuvent être obtenues en enfermant le dispositif d'avancement et d'accumulation ou une partie plus importante de la machine, et en admettant de la vapeur dans des conditions déterminées dans l'enceinte formée. La vapeur pénètre dans l'enceinte par-des ouvertu-
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res appropriées afin de maintenir la température et l'humidité relative dé- sirées, mais n'est pas directement dirigée sur le fil enroulé sur le dispo- sitif d'accumulation et d'avancement.
Comme le procédé de l'invention est établi de manière à éliminer le traitement par une solution aqueuse diluée d'acide, il suffit, dans le cas où on peut utiliser un fil non désulfuré et non blanchi, de laver, lubrifier et sécher le fil. Il peut également être souhaitable d'appliquer de l'huile après le séchage et avant l'enroulement, mais ceci peut être réalisé par des moyens simples. Le procédé de l'invention rend donc possible de filer de la rayonne viscose en limitant pratiquement les traitements par liquide du fil formé à un simple lavage, puisque l'eau est le seul liquide appliqué en quan- tité au fil.
.,On peut utiliser un dispositif quelconque pour l'accumulation et l'avancement du fil, par exemple une paire de cylindres dont les axes sont inclinés l'un vers l'autre,et dont un cylindre au moins peut être divisé en zones de traitement, comme décrit¯dans le brevet belge n 488.656, ou dont les deux cylindres sont divisés longitudinalement en zones de traite- ment par des degrés périphériques, comme décrit dans la demande de brevet britannique n 20.557 du 31.8.51, ou par les rainures périphériques conti- nues comme décrit dans la demande de brevet britannique n 20.558 du 31.8.51, ou un rouet comprenant deux séries 'de barreaux alternants, comme décrit dans les brevets belges n 412.404 et 412.405.
L'accumulation du fil à l'état acide et le lavage et le séchage peuvent s'effectuer sur le même dispositif d'accumulation et d'avancement mais on préfère effectuer le séchage sur un dispositif d'accumulation et d'avancement séparé.
Le fil séché peut être enroulé de toute manière convenable, par exemple sur un cap-twister ou un bobinoir à anneau. Pour faciliter l'amor- çage de l'enroulement du fil sur le dispositif à anneau, un tube d'aspiration peut être prévu, de préférence débouchant sous le niveau de l'anneau.
Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, dans le- quel le fil sortant du bain de coagulation s'accumule'à l'état acide sans intervention d'un traitement à l'acide dilué en solution aqueuse, est lavé à l'eau, lubrifié et séché, il suffit de former deux zones de traitement sur chacun des dispositifs d'avancement et d'accumulation, et d'alimenter en liquide une de ces zones seulement. Les modifications permettent une simpli- cation considérable de la construction de la machine à filer.
Des exemples de machines qui peuvent être utilisées pour fabri- quer de la rayonne viscose suivant le=procédé de l'invention sont représentés dans les dessins annexés.. Dans ceux-ci : la figure 1 est une vue en élévation d'une machine de filature équipée d'une paire de cylindres dont les axes sont inclinés l'un vers l'au- tre, et dont les deux cylindres sont séparés en deux*zones de traitement par des bandes de matière non-mouillable, la figure 2 est une vue en élévation d'une machine de filature analogue à celle de la figure 1, mais équipée d'une paire de cylindres sépa- rés en deux zones de traitement de diamètres différents, la figure 3 est une vue en élévation d'une machine de filature analogue à celle de la figure 1,
mais équipée d'une aire de cylindres sépa- rés en deux zones de traitement par des rainures périphériques ininterrom- pues.
La viscose est extrudée par une filière 1 dans un bain dé coagu- lation 2 pour former un fil 3. Le fil 3 quittant le bain 2 passe par un gui- de-fil 4 sur le petit bout 7 d'un cylindre 8,--et après deux tours autour des petits bouts 5 et 7, est amené sur la partie principale des cylindres 6 et 8 par un guide-fil 9.
Les cylindres 6 et 8 constituent un dispositif d'accumulation et d'avancement du fil sur lequel le fil avance en un certain nombre de spires
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hélicoïdales. Les cylindres 6 et 8 sont montés sur les arbres 10 et 11 et entraînés par un dispositif, non représenté, logé dans un carter 12.
Le bac du bain de filature 2 et les cylindres 6 et 8 sont enfermés dans une cellule 13 munie d'une fenêtre 14 permettant d'attein- dre facilement la machine. Un orifice d'entrée de vapeur est'prévu sous les cylindres et la vapeur est admise dans la cellule pour régler la tempé- rature et l'humidité relative de l'atmosphère. Les cylindres 6 et 8 sont divisés longitudinalement en deux zones de traitement par des bandes 16 et 17 de matière hydrofuge, par exemple du polymère solide de tétrafluoréthy- lène.
Dans la première zone de traitement, le fil est accumulé à l'état acide. Dans la seconde zone de traitement, on applique de l'eau par un tuyau 18 sur le cylindre 8 légèrement incliné sur l'horizontale, en des- cendant vers l'extrémité d'entrée du fil, afin d'assurer un-traitement à contre-courant. Une partie de l'eau est entraînée sur le cylindre 6 par le fil 3, et l'eau se sépare des cylindres 6 et 8 dans la région des bandes 16 et 17, et est recueillie dans un réservoir 19. Les bandes 16 et 17 sont dé- barrassées des dépôts éventuels par des tampons 20 et 21 en contact avec el- les.
Le fil 3 quitte la cellule 13 et est lubrifié au contact d'un petit galet 22 alimenté en émulsion lubrifiante d'une auge 23 par un galet 24 plongeant dans l'auge 23. Le fil lubrifié passe dans le dispositif de séchage 25. Ce dispositif comporte deux tambours 26 et 27 dont les axes sont inclinés l'un vers l'autre. Le tambour 27 est chauffé intérieurement par de la vapeur afin de sécher le fil qui se déplace à l'intérieur du dis- positif. Le fil séché est enroulé sur un support 28 par un cap-twister 29,
La machine reproduite dans le dessin ne représente qu'une "bro- che" d'une grande'machine à 100 broches, par exemple, dans laquelle la cel- lule 13 est commune à tous les dispositifs d'accumulation et d'avancement du fil dont les axes sont perpendiculaires à la longueur de la machine.
Le bain de coagulation 2, le réservoir 19 et l'auge 23 s'éten- dent sur toute la longueur de la machine. Un certain nombre d'orifices d'entrée de vapeur sont répartis sur la longueur de la machine, mais pas nécessairement à raison d'un par dispositif d'accumulation et d'avancement.
De préférence, les orifices d'entrée de vapeur sont distribués le long d'une conduite qui s'étend sur la longueur de la machine. Des tuyaux individuels 18 sont prévus pour fournir l'eau à la'deuxième zone de traitement de chaque dispositif d'accumulation et d'avancement, mais peuvent avantageusement être reliés à une conduite principale commune qui s'étend sur la longueur de la machine. Le dispositif d'entraînement pour les dispo- sitifs d'accumulation et d'avancement et'les séchoirs peut être commun à toute la machine, mais chacun d'entre eux est muni d'un embrayage séparé.
La figure 2 est identique à la figure 1, à l'exception du dis- positif d'accumulation et d'avancement du fil, les cylindres 6 et 8 de'la figure 1 étant remplacés par les cylindres 30 et 31. Ces derniers compren- nent des extrémités 32 et 33 de diamètre réduit et sont divisés longitudina- lement en deux zones de traitement par des degrés 34 et 35; des guide-fils 36, 37, font passer le fil 3 d'un étage à l'autre.
Le fil 3 est étiré en deux phases, d'abord quand le" fil passe des extrémités de diamètre réduit 32 et-33 sur la partie principale des cylindres 30 et 31.,et une seconde fois quand le fil passe de la première à la seconde zone de traitement en 34, 35. 'Une faible'proportion de cet éti- rage peut être supprimée en entraînant les tambours du dispositif de séchage à une vitesse périphérique légèrement inférieure à la vitesse périphérique maximum des cylindres 30 et 31.
La figure 3 est identique à la. figure 1, à 1,1,exception du dispo- sitif d'accumulation et'd'avancement du fil et du dispositif de séchage, dans lesquels les cylindres 6 et 8 de la figure 1 sont remplacés par les cy- lindres 40 et 4jiI, et les tampours 26 et 27 du dispositif de séchage par un
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. @ tambour 42 et un cylindre 43.
Les cylindres 40 et 41 ont des extrémités de diamètre réduit 44 et 45, et sont divisés longitudinalement en deux zones de traitement par des rainures 46 et 47; des guide-fils 48 et 49 aident le fil 3 à passer des extré- mités 44 et 45 sur la partie principale des cylindres, et à franchir les rai- nures 46 et 47. @ @
Le tambour 42 du dispositif de séchage est chauffé intérieure- ment au moyen de vapeur. 'L'axe du cylindre 43 est oblique par rapport à l'axe du tambour 42. Les vitesses pérphériques du tambour 42 et du cylindre 43 sont égales.
Quittant le dispositif de séchage, le fil 3 est lubrifié par passage au contact d'une mèche de lampe 50 plongeant dans un réservoir (non représenté) contenant un mélange d'huile minérale et d'une huile sul- fonée pour faciliter dans la suite l'élimination de l'huile du fil.
L'invention est illustrée par les exemples suivants dans lesquels les proportions sont exprimées en poids.
Exemple 1
En se servant de la machine représentée sur la figure 2, on extru- de une viscose contenant 8 % de cellulose et 6% d'hydroxyde de sodium, mûrie à un point de sel de 6,0,dans le bain de coagulation par une filière percée de 16 trous de 0,1 mm. de diamètre.
Le bain de coagulation contient 9 % d'acide- sulfurique, 20 % de sulfate de sodium et 1 % de sulfate de zinc, et a une température de 48 C.
La longueur immergée est de 37 1/2 cms. et le fil 3 quittant le bain est char- gé d'acide à raison de 5 % sur la base du poids du fil humide..Le fil passe sur la paire de cylindres inclinés 30 et 33. Les axes de ces cylindres sont écartés l'un de l'autre de 25 -oms.
Le cylindre 31 est'disposé à un angle de 2 sur l'horizontale en s'inclinant vers le bas dans la direction de l'extrémité d'entrée du fil.
Les extrémités de diamètre réduit 32 et 33 ont 5 oms. de longueur et 15,25 cms, de diamètre. Les parties.principales des deux cylindres 30 et 31 sont divisées en deux zones par des degrés 34.et 35, hauts de 5 mm., le diamètre des cylindres dans la première zone étant 16 1/2 cms. et dans la seconde 17 1/2 cms. Les cylindres 30 et 31 tournant à une vitesse choisie pour que la vitesse périphérique de la seconde zone atteigne 80,8 m./min. La premiè- re zone de traitement a 50 cms. et la seconde 30 cms. de longueur.
La vapeur est introduite dans la cellule 13 par l'orifice 15 de manière à maintenir la température à 35 C. et l'humidité relative à 90 %.
Le fil est accumulé à l'état acide dans la première zone de traitement.
Dans la seconde zone de traitement,de l'eau à 20 C. est appliquée à raison de 250 cm. 3/min. par le tube 18 au cylindre 31, et une partie de cette eau est entraînée par le fil 3 sur le cylindre 30. L'eau se sépare des cylindres dans la région des degrés 34 et 35 et est recueillie dans le réservoir 19.
Le fil sort de la cellule 13 et passe au contact du galet 22 enduit d'une émulsion contenant 3 % d'huile minérale et d'une huile sulfonée, contenue dans l'auge 23. Le fil lubrifié passe dans le dispositif de séchage 25.
Les tambours 26, 27 du dispositif de séchage 25 ont 12 1/2 cms. de diamètre et 12 1/2 oms. de longueur. Le fil séché est enroulé sur le support 28 par le cap-twister 29. Le fil-obtenu a 16 brins et 60 deniers.
Il a une couleur crème agréable, une bonne ténacité et une bonne capacité d'allongement.
Exemple 2
En se servant de la machine représentée sur la figure 3, on ex- trude une viscose* contenant 8 %' de cellulose'et 6 % d'hydroxyde de sodium, mûrie à un point de sel de 6,0, dans un bain de coagulation 2 par une filiè- re 1 percée de 16 trous'de 0,1'mm. de diamètre.
Le bain de coagulation contient 9 % d'acide sulfurique, 20 % de
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sulfate de sodium et 1% de sulfate de zinc et a une température de 48 C.
La longueur immergée est 37 1/2 cms. de sorté que le fil quittant le bain de coagulation est chargé d'acide à raison de 5 % du poids du fil humide.
Le fil passe ensuite sur les cylindres d'accumulation et d'a- vancement 40 et 41. Les axes de ces cylindres sont écartés l'un de l'autre de 25 cms. Le cylindre 41 est incliné de 2 sur l'horizontale, l'extrémité, d'entrée du fil dirigée vers le bas. Les extrémités de diamètre réduit 44 et 45 des cylindres 40 et 41 ont 5 cms. de longueur et 15,25 cms. de diamètre.
La partie principale des cylindres 40 et 41 a 17,7 cms. de dia- mètre et tourne à une vitesse périphérique de 80,8 m./min. Les cylindres 40 et 41 sont divisés en deux zones de traitement par des rainures péri- phériques ininterrompues 46,et 47, larges de 6,25 mm. et profondes de 5 mm La première zone de traitement a 50 centimètres, et la seconde 30 centimè- tres de longueur.
La vapeur est introduite dans la cellule 13 par l'orifice 15, de manière à régler la température à l'intérieur de la cellule à 40 C. et l'humidité relative à 95 %. Le fil est accumulé à l'état acide dans la première zone de traitement. On applique dans la seconde zone de trai- tement de l'eau à 20 G. par un tube 18 à raison de 250 cm. 3 par minute.
L'eau s'écoule le long et au-dessus du.cylindre 41, à contre- courant du sens de déplacement du fil, et une partie de cette eau est entraînée par le fil sur le cylindre 40. L'eau se sépare des cylindres 40 et 41 dans la région des rainures 46 et 47, et est recueillie dans le ré- servoir 19. A la sortie des cylindres, le fil est lubrifié par passage au contact du galet 22 enduit d'une émulsion contenant 3 % d'huile minérale et d'huile sulfonée provenant de l'auge 23. Le fil lubrifié passe dans le dispositif de séchage 25. Le tambour 42 a 12 1/2 cms. de diamètre et 12 1/2 cms. de longueur, et le cylindre 43 a 5 cms. de diamètre et 12 1/2 cms. de longueur; l'axe de ce dernier est incliné par rapport à 1'axe du tam= bour.
Les vitesses périphériques du tambour 42 et du cylindre 43 sont égales, et l'intérieur du tambour 42 est chauffé à la vapeur. Le fil séché passe au contact d'une mèche de lampe 50 garnie d'un mélange d'huile miné- rale et d'une huile sulfonée pour faciliter dans la suite l'élimination de l'huile du fil. Le fil séché et lubrifié est enroulé sur le support 28 du cap-twister 29.
Le fil obtenu a 16 brins et 60 deniers.'
La suppression du traitement à l'acide dilué est un avantage important de l'invention; d'autres avantages sont : une économie de com- bustible,puisqu'en chauffant l'atmosphère au lieu du dispositif d'accu- mulation et d'avancement du fil, on évite la déperdition de chaleur de la surface du fil et du dispositif d'accumulation et d'avancement; la diminution de la tendance à la formation de cristaux de sulfate de s'odium sur le fil et les pièces de la machine; une simplification générale de la construction et du fonctionnement des installations de filature de rayonne viscose.