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la pr4aute invention MMMM lt filaff bzz de #atttrti l3alent'tlre artificielle$ et plus p*rtio*ii r nt bzz praaidi de fil** à seo que 10= peut ,tube m $WM *## des vitesses de filait èl deet silo et rapport* <gal$- mat à an appareil pour i'applioation do e< pMo<d<< DMt les procédés de filage à sec pour la promue* tien de tières lil:entewer uttificientet oom* ded ';
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du solvant volatil ont évaporée et la matière filamenteuse est coagula et séchée.:a matière est ensuite tirée hors de la cellule et enroulée sous la forme d'un paquet, habituel** lement après avoir été huilée et avoir reçu une certaine tor- sion.
Pour obtenir des résultats satisfaisante dans un procédé de ce genre, il est nécessaire que la tension dans la matière filamenteuse, à sa sortie de la cellule, soit comprime dans une certaine gamme qui est normalement comprise entre
0,02 et 2 g par denier. Des tensions inférieures à 0,02 g/ dénier peuvent donner des résultats qui ne sont pas satisfai- sants, particulièrement quand on fabrique des filés à plu- sieurs filaments, car elles tendent à donner un filé bouclé, c'est-à-dire un filé dans lequel quelques-uns des filaments sont plus longs que les autres, et se tiennent en/dehors du corps du filé, soue forme de boucles. D'autre part, des ten- lions supérieures à 0,
2 gramme par denier peuvent provoque? de$ ruptures de la matière filamenteuse, en interrompant ainsi la continuité du filage et même si en fait il ne se produit pas de rupture, le produit tend à être cassant et à avoir un faible allongement sous tension.
Cette limitation de la tension qu'il est admissible d'exercer sur la matière exerce un sérieux effet restrictif sur la vitesse de filage, car la force nécessaire pour tirer le filament à travers et en dehors de la cellule de filage est d'autant plus grande que la vitesse de filage est plus grande. Ainsi, lorsque dans les procédés connus on travaille avec des vitesses de filage dépassent 600 m/min environ, la tension sur la matière dépasse 0,2 g/denier, avec ce résulat qu'il se produit des ruptures et que l'on obtient un produit peu extensible.
La présente invention a pour but un procédé et un appareil permettant de fabriquer des matières filamenteuses
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avec des viteewee de filage dép&eoaat oona.idérablement 600 io/ain sans provoquer de diminution important des propriétés des produite ou de la oontiauiK de la filature.
Do le brevet britannique ut 683.403 du 16 décembre 1949, au. nom de la demanderesse, et trouve décrit uri procédé de filage, dans lequel la vitesse de filage <<fta-dl3'$ la vitesse de la matière filamenteuse à na sortit de la cellule), dépasse 800 m%min, alors que la force nécessaire pour tirer le produit de la cellule est Maintenue entre 0,02 et bzz g/denier, en aspirant ou en refoulant un milieu d'6vparatioa dans toute on dans presque toute la lenteur de la cellule, avec un débit élevé dans le sono de déplacement de la matière filamenteuse*
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Conformément à la présente invention, on fabrique une matière filamenteuse artificielle en partant d'une solu- tion dans un solvant volatil, d'une substance formant un fila- ment,
par un procédé caractérisé par le fait qu'on extrude la solution par un ou plusieurs orifices dans un milieu d'évapo. ration dans une cellule de filage comprenant une zone de coa- gulation le plus près du point d'extrusion et une zone de séchage le plus loin du point d'extrusion ; on fait circuler le milieu d'évaporation dans la zone de coagulation en sens opposé du déplacement de la solution extrudée de sorte qu'une
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grande proportion du solvant defla solution est éliminée par évaporation et.la solution est coagulée sous la forme d'une matière filamenteuse ; on fait circuler le milieu davaaraQ3,0ri ;
dans la zone de séchage dans le sono du déplacement de & matière de Morte que la tnajtwt partie ou la totalité Mi noîr. vant restant est éliminée de la matière par évapofaU8a et ait tire la matière de la sont de séchage à une vitesse dlril6 600 mlmin, le débit du milieu d1 évaporation dam là sono dt séchage étant tel que la force nécessaire pour tirer la ma- tière hors de la zone de séchage ne dépasse pas bzz g%denier e
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est de préférence comprise entre 002 et 0,2 g denier,
Cette invention revêt une importance particulière dans la fabrication de matières filamenteuse à base d'acé- tate de cellulose,
Maie elle cet également applicale à la fabrication de matières d'autres substance$ formant des fila- ments, par exemple le propionate de cellulose, le butyrate de cellulose l'acéto-butyrate de cellulose, l'éthyl-cellules l'acétate de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle ou le copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle.L'- acétone est un solvant volatil convenant pour l'acétate de cellulose, et en fait pour la plupart des autres substances formant des filaments, mais on peut utiliser dans des cas convenables d'autres solvants et mélanges de solvants, par exemple le dichlorure d'éthylène, le chlorure de méthylène et l'alcool éthylique,
ou le chloroforme et l'alcool méthylique ou éthylique. On utilise en général de l'air corne milieu d'- évaporation, si ce n'est que pour des considérations écono- miques, mais on peut, si on le désire, utiliser d'autres gaz, par exemple l'azote ou l'anhydride carbonique. On va décrire plus particulièrement l'invention dans le cas de ce qui est à l'heure actuelle son application la plus importante, c'est- à-dire le filage à sec de solutions aoétoniques d'aoétate de cellulose en utilisant de l'air comme milieu d'évaporation.
De préférence de 60 à 80% de l'acétone ou d'un autre solvant volatil initialement présent dans la solution de filage sont éliminés dans la zone de coagulation par le courant d'air circulant en contre-courant$ qui a également pour rôle de coopérer arec le dispositif par lequel la ma- tière est tirée à travers la cellule en appliquant à la ma- tiare encore plastique une tension suffisamment importante pour l'orienter et pour lui donner une ténacité et un allon- gement acceptables du point de vue commercialOn évite d'- appliquer une tension trop élevée en maintenant la zone de coagulation relativement courte.
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Dana la sono de séchage la majeure partie ou la totalité de l'acétone résiduelle est éliminée de la matière par l'action d'un courant d'air circulant dans la même direc- tion, et qui a également pour autre rôle d'aider au passage de la matière dans la cellule et ainsi de diminuer la force néce-s eaire pour tirer la matière hors de la cellule. Il y a avantage à ce que ce courant d'air concourant ait une vitesse élevée, par exemple plusieurs centaines de mètres par minute.
Pour que la teneur en acétone puisse être suffisamment abaissée pour permettre de retirer le produit de la cellule et de l'enrouler immédiatementil est d'ordinaire nécessaire que la sons de séchage soit plusieurs fois plue longue que la sono de coagu- lation.
La vitesse minimale nécessaire du courant 4* air dans la zone de séchage, dans n'importe quel cas déterminé depend de la vitesse de filage, c'est-à-drie de la vitesse avec la* quelle le produit sort de la cellule et également du denier et du type de produit filamenteux que l'on fabrique. Bans le but de diminuer le volume d'air aspiré à travers la sont de séchage pour maintenir la vitesse nécessaire, ainsi pour sim- plitier une opération subséquente de récupération du solvant la surface en coupe transversale de la zone de séchage peut être faite considérablement inférieure à celle de la sono de coagulation..
Dans le but de restreindre le passage de l'air entre la zone de coagulation et la zone de séchage, la cellule de filage peut être par exemple construite aveo un étranglement entre les deux zones, ou bien elle peut être en deux parties de telle sorte que la matière filamenteuse traverse sur une courte distance l'atmosphère entre les deux zones, et qui aéra bien entendu normalement relativement tranquille.
On peut adopter n'importe quel dispositif approprié pour faire que l'air traverse la zone de coagulation et la
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zone de Bêchage de la cellule de filage à la vitesse requise et dans la direction voulue. D'une façon générale, l'air peut être ou bien introduit dans la cellule sous pression ou bien évacué de la oellule par aspiration ; de ces alternatives on préfère la dernière car, si l'air est introduit sous pression, la pression dans la cellule est nécessairement supérieure à la pression atmosphérique, ce qui empêche ainsi dans une cer- taine mesure l'évaporation recherchée de l'acétone et égale- ment augmente les risques de fuites d'air chargé d'acétone dans l'atmosphère environnante ;
d'autre part, lorsque l'on opère par aspiration, l'évaporation de l'acétone est activée et il n'y a pas de risques de fuites. A sa soreis de la cel- Iule, on peut faire passer l'air dans un dispositif de récu- pération de solvant.
On préchauffe de préférence l'air avant son entrée dans au moine la zone de coagulation de la cellule, ou bien on le chauffe dans la oellule, ou bien on adopte les deux artifices. On peut par exemple munir la cellule d'une enve- loppe ou bien de serpentine internes ou externes pour faire passer unfluide chauffant, ou bien on peut la chauffer élec- triquement. Le dispositif de chauffage peut s'étendre sur la totalité ou bien seulement sur une partie de la cellule et il peut être divisé en un certain nombre de sections pour per- mettre de maintenir différentes températures en différents points de la cellule. La cellule ou le dispositif externe de chauffage peuvent être calorifuges d'une manière convenable pour diminuer les pertes de chaleur.
Deux formes de dispositif de filage à Se, à utili- ser dans le procédé de cette invention sont illustrées dans les dessins annexés, sur lesquels - La figure 1 est une coupe d'une cellule de filage mettant en application une forme de l'invention, et - La figure 2 est une vue en coupe d'une cellule de filage dans laquelle on met en application une autre forme
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de l'invention,
Le dispositif Illustré sur la figure 1 comprend une cellule de filage, indiquée d'une mainère générale par le chif- fr de référence 6, divisée en une section supérieure courte 15 et une section inférieure beaucoup plus longue 23 par un étranglement constitué de sections céiques 24 et 25réunies par un conduit étroit et très court 26.
La aeotion supérieure peut avoir de 0,90 à. 1,80 mètre environ de longueur et elle sert de zone de coagulation ; la section inférieure 23 peut être plusieurs foie plus longue que la section supérieure 15 et elle sert de zone de séchage. La section supérieure 15 renferme près de son extrémité supérieure une filière de filage à plusieurs orifices 11, qui est alimentée sous pression en solution de filage chauffée par un conduit 12 et une bougie filtrante 13. et d'où la solution est extrudée sous forme de filaments 14.
Des conduits d'air 17 et 18 débouchent dans la cellule, respectivement près de l'extrémité supérieure et de l'extrémité inférieure deLa section 15 ; le conduit 17 est relié à un aspirateur (non figuré) à l'aide duquel de l'air est aspiré à travers la cellule depuis le conduit ouvert 18 et est envoyé dans un dispositif de récupération de solvants.
La section supérieure 15 est également munie d'un serpentin intérieur de chauffage 19 dans lequel on peut faire circuler un fluide de chauffage à l'aide due conduits 21 et 22.
La section inférieure 23 de la oellule est munie près de son extrémité supérieure d'un conduit d'entrés d'air 33.A son extrémité inférieure elle débouche Dans une chambre 27 aveo porte à charnière 29, percée d'une ouverture 29 pour le passage des filaments 14. Un conduit d'échappement d'air 34 débouche dans un coté de la chambre 27. Sous la cellule se trouve un rouleau entraîneur 31 à l'aide duquel les filaments peuvent être tirée hors de la cellule.
Quand on utilise ce dispositif pour filer des fila- ments en partant par exemple d'une solution chauffée d'acétate
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de cellulose dans de l'acétone, on peut faire tourner le rouleau entraîneur avec une vitesse telle et alimenter la filière 11en solution de filage avec un débit tel que cela donne une vitesse de filage de 800 m/min ou plue. La. tempé- rature et le débit d'écoulement d'air dans la section supé- rieure 15 sont de préférence tels que, pendant le temps que le filament met pour atteindre le conduit étroit 26, de 60 à 80% de l'acétone de la solution de filage ont été évaporée.
La section inférieure 23 de la cellule n'est pas chauffée, et la vitesse du courant d'air descendant dans cette section est telle que la force nécessaire pour tirer les filaments hors de la cellule par l'ouverture 29 est comprise entre 0,02 et 0,2 g/denier. Après leur sortie de la cellule 16, les fi- lamenta peuvent être lubrifiée, tordue et empaquetés ou mis en état d'une autre manière pour un traitement ou une utili- sation ultérieure.
Le dispositif illustré sur la figure 2 des dessine est constitué par une cellule de filage. indiquée d'une ma- nière par la référence 46 et divisée en deux parties sépa- rées. La partie supérieure 45 sert de zone de coagulation et elle peut avoir de 0,90 à 1,80 mètre de longueur ; la par- tie inférieure 57 beaucoup plus longue, sert de zone de sé- chage. La partie supérieure 45 de la oellule 46 renferme près de son extrémité supérieure une filière de filage 41 à plu- sieurs orifices,laquelle est alimentée nous pression en sc- lution de filage chaude par un conduit 42 et une bougie fil. trente 43, et d'où la solution est extrudée nous forme de filaments 44.
La partie supérieure 45 de la cellule est éga- lement munie près de son extrémité inférieure d'un conduit 48 d'entrée d'air et près de son extrémité supérieure d'un con- duit d'échappement 48 conduisant à l'atelier de récupération des solvants. Un serpentin de chauffage 49, dans lequel on peut faire circuler un fluide de chauffage par les conduits
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51 et 52, est monté dans la partie supérieurs de la cellule*
La partie supérieure 45 de la cellule est fermés à son extrémité inférieure à l'aide d'une plaque 58 percée d'une ouverture pour le passage des filaments et supportée par des montante 54 reposant sur un support 55.
La partie inférieure 57 de la cellule se prolonge vers le haut en traversant le support 55 et elle se t ermine en une ouverture en forme d' entonnoir 58, placée en dessous et suivant le mime axe que l' ouverture 56. La partie inférieure de la cellule 57 n'est pu chauffée et elle a une section droite beauooup plut petite
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que la partie supérieure 45e 30.1e est muate a la partie Itlpl- rieur. 44# entrée d'air 64# %Il$ débouche et parilî ïdd;
-- rieur dans une chambre 59 fermée par une porte * ehaofnllrl µi percée d'une ouverture pour le passage des t11I.111.l1t. 44 1 m conduit d'échappement d'air 65 débouche dans le côté de la chambre 59 et un rouleau entraîneur est monté sous l'ouverture
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62.
Un tube 66 fendu 10nitu41na1.m.nt peut être, si en le désire mis en position autour da l'ouverture en forme 4'tn;. noir 58 une fois le filaoaaa.no' de manière a r..t'1 la quantité d'air aspirée par l'ouverture 58 et à aider a
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maintenir la pression dan 4 partie inférieure 57 de la cellule' de filage en dessous de la pression atmosphérique* Dans une variante de la forme de oonatrutiatl peut se passer de l'entrée d'air 64 et du tube fendu 66 et aspirer tout l'air dans la partie inférieure de la cellule 57 par l'ouverture 58.
On peut faire fonctionner la forme de dispositif illustrée sur la figure 2 dans les conditions décrites ci-
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dessus dans le cas du dispositif del;1.a. figure 1, o'..t-k-41z1t que la vitesse de filage est de 800 m/min ou plus, de 60 a 8(? d4tacétone sont éliminés dans la zone de coagulation, et la force nécessaire pour tirer les filaments hors de la cellule est comprise entre 0,02 et 0,2 g/denier*