Installation pour la production de filaments de caoutchouc. La présente invention a pour objet une installation pour la production -de filaments de caoutchouc à partir d'une dispersion aqueuse de caoutchouc.
Dans la fabrication industrielle de fil de caoutchouc, une façon d'opérer consiste à former une feuille de caoutchouc de l'épais seur désirée, par exemple par calandrage, et à découper ensuite la. feuille en fils de la lar geur désirée en réglant la distance séparant l'entaille d'un bord précédemment coupé. Cette façon d'opérer est d'une réalisation -dif ficile et donne lieu à certaines caractéristi ques désavantageuses dans la qualité du fil produit, par exemple des bords dentelés et un défaut d'uniformité de section transversale.
En outre, le produit n'a pas une solidité re marquable 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 caout chouc sans -Tain broyé tiré du latex. Il existe une limite pratique de la grosseur suivant la quelle un fil -de caoutchouc découpé peut être produit, cette limite étant d'environ 1,66 mm en section transversale, et il est extrêmement difficile de fabriquer par ce procédé un pro duit pouvant être utilisé.
Afin -de remédier aux difficultés que l'on rencontre dans la fabrication de fins fils dé coupés dans des feuilles de caoutchouc, on a proposé de fabriquer le fil de caoutchouc di rectement 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 vulcani sant le produit. Un procédé pour la fabrica tion d'un fil de ce genre est décrit dans le brevet français no 581204 .du 14 avril 1924, au nom du même inventeur.
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 pré sente une résistance ou solidité inaccoutu mée ainsi que des propriétés d'extensibilité et de conservation de ses qualités. Un fil de caoutchouc produit à l'aide -de dispersion aqueuse de caoutchouc présente des bords rec tilignes lisses et une section transversale uni- forme, il résiste à l'échauffement par frotte ment lorsqu'il est combiné avec une matière de revêtement fibreuse ou avec -des éléments en caoutchouc analogues à des fils, et il pré sente également d'autres avantages sur les fils fabriqués par les procédés utilisés an térieurement.
L'installation selon l'invention permet la production de filaments de caoutchouc à par tir de dispersions aqueuses de caoutchouc et permet donc la fabrication de fil fin. Dans cette installation sont prévus: des moyens pour former au moins. un filament continu, coagulé, à. partir d'une dispersion aqueuse -de caoutchouc, des moyens pour sécher et des moyens pour vulcaniser -ce filament, et des moyens pour transporter le filament à. travers les moyens de séchage et de vulcanisation.
Cette installation est caractérisée en ce que les moyens de vulcanisation sont logés à l'in térieur d'une enveloppe renfermant les moyens de séchage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'instal lation selon l'invention.
La fig. 1 est une élévation d'une extré mité de l'installation; La fig. 2) est une élévation .du reste de l'installation et fait suite à la fig. 1; La fig. 3 est une vue en plan d'une extré mité -de l'appareil servant au séchage, com biné avec un appareil servant à la vulcanisa tion.
Dans la fabrication -d'un fil très fin, il est essentiel que les matières utilisées soient à l'état de très grande pureté, et soient non seulement exemptes de particules étrangères préjudiciables, mais également -de bulles d'air. A cet effet, le réservoir d'alimentation 1 que comprend l'installation peut être rem pli 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 vulcanisation, -des matières -de charge, -des agents. d'accélération et anti-oxyda-nts, des pigments, etc., à volonté.
Les ingrédients in corporés devront être à l'état finement divisé, et l'inventeur a trouvé que les matières ajou tées, sauf le soufre, peuvent être utilisées à l'état de subdivision analogue à une poudre;
forme sous laquelle elles sont généralement employées -dans la fabrication du caoutchouc. Toutefois, le soufre devra être soit à l'état colloïdal, soit en solution, étant donné que dans les matières sous forme de fins fila ments que l'on peut produire au moyen de cette installation, et lorsque le soufre est utilisé sous forme de poudre ou de cristaux, il peut en résulter un produit inférieur rem pli de trous: ou pores visibles dus apparem ment 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 reliant celui-ci à une source d'aspiration par le tuyau 11, le réci pient 8' et le conduit 8. Le filtre utilisé peut être d'un type quelconque qui sépare les par ticules étrangères préjudiciables et permet le passage des particules présentant les caracté ristiques désirées.
Pendant le remplissage du récipent 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 réser voir 8'. Lorsque le récipient 5 est rempli, le robinet 4 est fermé, et le robinet 12 est réglé pour assurer la communication avec l'atmo sphère 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 composition -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 liquide à travers le dispositif de réglage de l'alimentation en ou vrant 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 per mettre que l'action du vide attire le liquide dans le récipient 5, et il -est possible qu'on laisse le robinet 4 accidentellement ouvert après que le récipient est rempli. Dans ce cas, le réservoir 8' :sera rempli, le flotteur 9 mon tera, coupera ainsi la communication avec la source de vide et empêchera, le gaspillage :du liquide.
Le liquide s'écoule par pesanteur hors du récipient 5; il passe par la canalisation 16, à travers le filtre 1,5, et ensuite à travers un dispositif de distribution :à solénoïde, qui con siste en un tube de caoutchouc 17 disposé entre des éléments de serrage 18 et 1.8', ce dernier étant relié ù un poids 19 par une tige (le 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 à travers un filtre 24 disposé .dans ledit conduit M.
Un guide 31 est pourvu d'une console coulissante 32 qui peut être réglée sur le guide dans toute position désirée et porte un support 33, avec des moyens convenables pour maintenir -de manière réglable le res sort 34 qui supporte le réservoir 36.
Une .conduite à. col de cygne 37 est 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 39.
Le réservoir 36, avec son système -de suspen sion, est disposé pour alimenter d'une manière continue le composé aqueux à la tuyère ou aux tuyères sous une pression hydraulique constante et prédéterminée, de la manière qui va maintenant être décrite.
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<B>à</B> fermer le circuit passant par l'enroulement 20, les fils 21 et une source appropriée d'éner gie électrique (non représenté). Le ressort 34 doit être réglé -de façon à compenser exacte ment le changement de niveau dans le réci pient, changement dû à la -diminution -du contenu du récipient et à son augmentation. c'est-à-dire que, lorsque le récipient est rem pli, son niveau s'élève d'une certaine distance -et le ressort 3:4 :doit abaisser le récipient de la même distance.
Lorsque le contenu du ré cipient diminue, son niveau baisse et le res sort 34 doit se contracter, par suite de la :diminution du poids, :d'une quantité suffi sante pour soulever le récipient de la même distance. Le niveau est ainsi maintenu cons tant par rapport à un point fixe, permettant ainsi qu'une pression hydraulique constante soit exercée dans le conduit 37 et dans le reste du système qui renferme le liquide. Le remplissage et le vidage du récipient 36 sont effectués automatiquement à l'aide -du -dis positif de distribution à solénoïde en combi naison avec l'interrupteur à mercure.
Lorsque le réservoir 3:6 est rempli, l'interrupteur -est incliné dans la position représentée, la con nexion électrique assurant l'excitation du so lénoïde est coupée, et le poids 19 agit sur l'or gane de serrage 18' pour fermer le -dispositif de distribution et empêcher que 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 reversoir 36 .s'a baisse jusqu'à un point prédéterminé, l'in terrupteur à .mercure sera amené dans une position approximativement horizontale et un contact sera établi dans la ligne reliée à l'enroulement 20, à la suite de quoi le plon geur sera centré dans l'enroulement et soulevé en opposition à la force du poids 19, per mettant au liquide de s'écouler :à nouveau dans le réservoir & 6.
Le conduit 37 est relié à un récipient 25 qui est disposé dans la canalisation -d'alimen tation aboutissant à la tuyère ou aux tuyères 38. Le niveau du liquide contenu :dans le ré cipient 25 est :de préférence réglé -de façon à juste recouvrir la partie supérieure du con duit 37;
ce réglage est effectué en laissant de l'air s'échapper, par le robinet 28, dans l'at mosphère, par la canalisation 29, le robinet étant fermé lorsque le niveau désiré est at teint. 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 pu pénétrer dans le système d'alimentation. Du récipient 25, un conduit 30 aboutit à la tuyère ou aux tuyères 38. Pour la commodité. au décrira le passage de la matière â travers une seule tuyère.
La tuyère 38 est,de préférence constituée par un petit tube dans l'extrémité duquel est introduit un tronçon ,d'un fin tube de verre capillaire, dont l'orifice peut varier suivant la grosseur du fil que l'on désire produire. Par exemple, un orifice de 0,4 mm -de diamètre produira un fil fini de 0,2,5 mm de diamètre.
Le liquide passant par cette tuyère s'écoule dans le coagulant 39' et se solidifie sous la forme d'un très petit filament 65 qui est tiré sur une courte distance vers le haut par un rouleau 41, d'où il est amené sur un transpor teur formé .d'une courroie 44.
Le rouleau 41 est actionné à la même vitesse périphérique que le transporteur 44, lequel est actionné à son tour par un rouleau de -commande 42, ou par des rouleaux 42 et 55 -disposés pour tour ner 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 racloir 40 analogue aux essuie-glaces ordinaires des pare-brises d'automobiles.
Le -déplacement .de la matière<B>ù</B> travers le bain et sur le transporteur de séchage 44 peut être facilité en augmentant le poids spécifi que .du bain acide à un point tel que le fila ment de caoutchouc aura naturellement ten dance .à venir à la surface, ce qui facilitera ainsi l'action des moyens mécaniques à l'aide -desquels le déplacement continu de la matière est entretenu.
I1 y a lieu de remarquer qu'en ce point 1e fil est à l'état fraîchement coagulé, qu'il n'est pas assez solide ou résistant pour être manipulé 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 frot- tement avec ce dernier, satisfait au mieux à cette condition.
Il y a également lieu de re marquer qu'en raison -de la finesse .de la ma tière à base de caoutchouc passant à travers la tuyère, la durée .de contact avec le liquide coagulant n'a pas besoin d'être grande, et qu'un -déplacement -de 2,5 à 15 centimètres ù travers un bain coagulant est suffisant. Un fil fin est si petit qu'il absorbe peu .d'acide et, par conséquent, il n'a pas besoin d'être -dé- barrassé de l'acide par lavage avant d'entrer dans l'appareil de séchage qui vaporise l'acide résiduaire.
Le transporteur 44 est, de préférence, ac tionné à une vitesse constante par le rouleau de commande 42 qui tourne juste assez vite pour entraîner le fil venant -du rouleau 41. On fait passer ce transporteur 44 à travers un séchoir en forme -de tunnel 47, et on l'en- traî#ie horizontalement dans celui-ci au-dessus d'une ,surface métallique 48. Un gaz chauffé, envoyé par un ventilateur, peut être intro duit dans le séchoir par les conduits 54, et peut passer .dans le canal supérieur dans le sens indiqué par les flèches dans la fig. 2.
On fait aussi circuler ce gaz ,de séchage dans le canal inférieur -du séchoir, afin de maintenir le transporteur 44 à des températures élevées. Le déplacement du gaz -de séchage ,dans le ca nal supérieur s'effectue dans le sens contraire au sens de déplacement du fil lorsqu'il est entraîné vers la droite surla surface supérieure du transporteur 44.
D y a lieu de remarquer que par suite .de la nature très fine de la matière produite, il n'est pas nécessaire que le séchoir soit ,d'une longueur excessive; en réalité, on a trouvé que pour -des applications d'ordre pratique, on obtient des résultats sa tisfaisants en utilisant un séchoir ayant une longueur de 11 mètres pour une vitesse du transporteur de 8 mètres à la minute. La len- gueur du séchoir peut également être réduite .
en augmentant la température du gaz chaud que l'on fait circuler dans ledit séchoir, et on a trouvé que les résultats les plus satisfai sants sont obtenus en employant un -séchoir -de la longueur indiquée, lorsque les gaz de séchage sont chauffés à ,des températures al- lant d'un minimum -de<B>127'</B> C, à. l'extrémité d'entrée, jusqu'à un maximum d'environ 176 C, la température étant graduellement augmentée jusqu'au maximum à l'extrémité adjacente à l'appareil de vulcanisation.
Pour faciliter l'obtention de faibles températures à l'extrémité d'entrée, le fond du séchoir est entaillé, comme indiqué en 63.
Après avoir traversé le séchoir, le trans porteur 44 portant le fil entre dans un vulca- nisateur 49, ce dernier étant logé dans l'en veloppe renfermant le séchoir. Un .gaz sur chauffé (et par "gaz" on entend des vapeurs telles que la vapeur d'eau) peut être introduit dans la chambre intérieure de ce vulca.nisa- teur 49, par un tuyau 51. IT ne partie de ce gaz se déplacera vers la droite du vulcanisa- teur représenté fig. 2, tandis que le reste se déplacera.
vers la gauche, les courants respec tifs étant évacués du vulcanisateur par des tuyaux 52 et 53. Le transporteur de séchage 41 continue à passer à travers le vulcanisa- teur, comme représenté, et permet au fil de venir en contact intime avec le gaz sur chauffé, qui -est de préférence maintenu à une température d'environ 204 C, lien que cette température puisse être plus élevée.
Il est bien entendu que la pression dans le vulcanisateur est la pression atmosphérique normale, afin de permettre au transporteur 44 de se dépla- cer à travers ledit vulcanisateur, comme re présenté.
Le transporteur 44 passe sur un rouleau d'extrémité 55 et revient alors sous le vulcanisateur et à travers le canal inférieur du séchoir, pour arriver au rouleau -de com mande 42, le petit rouleau 43 servant d'élé ment tendeur et de dispositif de déplacement. Le gaz de séchage chaud, provenant du tuyau 54, passe autour du vulcanisateur 49 avant d'entrer dans le séchoir proprement dit,
ai dant ainsi à maintenir 1e vuleanisateur à la température requise et constituant également un moyen pour effectuer le chauffage préala ble du vulcanisateur avant que de la vapeur soit introduite, empêchant ainsi la condensa tion lorsque le vulcanisateur est mis en mar che. Après passage sur le rouleau 55, le fil passe sur un rouleau 56 et est amené sur un dispositif à talquer 58 par .des rouleaux de serrage 59 et 60. Le fil est ainsi talqué, il est complètement vulcanisé et est prêt à être ma nipulé 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 ten sion, 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 moyen -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 au tomatique de vitesse du type Pueeves. Des tuyaux 45 et 46 assurent le retour des gaz de séchage chauds -dans le tuyau 54, le tuyau 46 étant disposé à l'extrémité antérieure du séchoir pour aspirer les gaz et les fumées qui autrement pourraient s'échapper dans la pièce.
Il est évident qu'on peut faire passer, pa rallèlement, un certain nombre de fils dans une installation telle que décrite.
On voit qu'à l'aide de l'installation -dé- crite, il est possible d'obtenir un fil ayant une section transversale extrêmement faible, qui peut être fabriqué à l'aide de disper- sions aqueuses de caoutchouc ou de composi tions de caoutchouc, et être complètement formé, séché, vulcanisé, talqué et préparé pour être expédié, en une .seule opération -con tinue.
Un fil fabriqué !à l'aide de cette instal lation est composé .de caoutchouc non broyé, sans grain et résistant, tiré de latex; ce fil présente une résistance plus grande et @pos- sède de meilleures qualités -d'extensibilité que les fils fabriqués jusqu'ici par des opérations .de calandrage 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 propre .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 suc cès directement, ou après revêtement, à -des vétements et comme -ces. derniers sont sou mis à des efforts de flexion et -d'extension continus,
il .est évident que le fil que l'on peut obtenir au moyen de l'installation décrite per met de réaliser un tissu qui résistera à l'ac tion d'échauffement -et de frottement à la quelle les vêtements sont soumis.
Bien que l'installation décrite ici soit particulièrement -destinée à la fabrication -de filaments fins, elle peut aussi être employée, avec ou sans modification -de construction, pour la fabrication de filaments plus gros.