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PROCEDE DE FINISSAGE DES FEUILLES DE PYROXYLINE
La présente invention a trait à un procédé de fabrication et de finissage des feuilles de pyroxyline telles que celles dont on se sert dans la fabrication du verre feuilleté dit "de sûreté". En général;, l'objet de l'invention est de perfectionner le procédé de fabrication des feuilles de ce genre consistant à extruder une masse plastique de pyroxyline et de rendre possible le finissage des feuilles par un procédé continu dont fait partie l'extrudage,
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sans avoir recours au polissage à ltaide de plaques.
Dans le procédé tel qu'il a été appliqué jusqu'à ce jour, on refoule de la pyroxyline à l'état de gel colloidal de la dureté dtune pâte à pain à travers un orifice, sous une pression extrêmement élevée , et on la transforme ainsi en une feuille qui, tout en étant encore molle et tout en contenant une proportion considérable de dissolvant,se supporte néanmoins dtelle-même et est susceptible d'être manipulée.
Le présent procédé rend possible de finir progres- sivement une feuille continue de pyroxyline et d'obtenir un produit égal ou supérieur à celui obtenu antérieurement, sans avoir recours à aucun traitement des feuilles individuelles comme jusqutà ce jour.
L'importance de la présente invention ressort d'une comparaison avec ltancien procédé de fabrication de feuilles polies de pyroxyline. Dans ce procédé, après avoir laminé le mélange usuel de nitrocellulose, de camphre et dtalcool sur des rouleaux chauds, on le transformait en un bloc ayant les dimensions de la feuille en le comprimant dans un moule convenable à l'aide d'une presse hydraulique; on découpait ce bloc en tranches dans une machine à découper; on suspendait alors les feuilles séparément dans une étuve dans laquelle on les laissait séjourner pendant quelques jours, et finalement, si cela était désirable, on pressait chaque feuille entre des feuilles d'acier polies dans des presses hydrauliques chaudes. Le traitement entier demandait de 10 jours à 2 semaines.
La quantité de matière en cours de transformation, l'espace nécessaire et l'équipement étaient tous très grande. Ltéquipement comprenait des milliers de plaques de pression en acier nickelé dont chacune devait être polie dtune façon parfaite.
Lorsqu'on imagine de fabriquer des feuilles par le
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procédé d'extrudage Esselen, on pensait au début que ceci supprimerait le polissage à l'aide de plaques, mais on constata que bien que la feuille pouvait être fabriquée de cette façon et se prêtait admirablement à certaines applications, elle était sujette à recevoir une épaisseur irrégulière, à être plissée ou ondulée et à posséder une surface terne, de sorte qu'il était nécessaire de la polir et de l'aplanir. On essaya à cet effet de se servir de rouleaux de calandre, mais ceci ne fut pas entièrement satisfaisant et il fut nécessaire d'avoir recours au polissage à l'aide de plaques malgré la dépense et les inconvénients de ce procédé.
La présente invention supprime le polissage à l'aide de plaques et le calandrage et produit une surface satisfaisante sur une feuille continue de matière. Parconséquent, en combinaison avec le procédé d'extrudage Esselen, l'invention offre un procédé continu permettant de fabriquer une feuille finie et vieillie de matière sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des opérations quelconques sur des feuilles individuelles.
Comme le procédé est continu et que levieillissage a lieu pendant le finissage; et comme la feuille est terminée en moins de 24 heures (usuellement moins de 20) à partir du moment où le mélange a été préparé, la quantité de matière en cours de traitement ne représente qu'une faible fraction de celle qui était nécessaire dans le procédé au bloc, et les dépenses nécessaires pour l'équipement et l'espace d'emmagasinage sont aussi faibles.
La présente invention est basée sur cette découverte que lorsqu'on étire (c'est-à-dire allonge dans des directions quelconques ou toutes) une feuille de mélange de pyroxyline de caractères chimique et physique convenables avant de la sécher (c'est-à-dire pendant qu'elle contient encore une certaine proportion de dissolvant) et avant que
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sa structure physique ait été modifiée par l'élimination du dissolvant, il se produit dans l'aspect de la surface de la feuille un changement frappant qui est probablement dû au fait que la disposition des particules ou molécules, et en particulier celles de la surface, est modifiée ; enoutre, si l'on élimine une quantité suffisante de dissolvant pendant que la feuille est maintenue sous tension , la nature de la surface devient permanente.
La nature exacte de la modification est incertaine, mais son existence saute aux yeux lorsqu'on observe le changement d'aspect que subit la surface de la feuille au cours de son extension. A cet égard ,on remarquera qu'une pression de l'ordre de 20kg par¯centimètre carré, par exemple', est nécessaire pour refouler la masse à travers l'orifice de façon à constituer la feuille, que la pyroxyline est un peu compressible et se dilate par conséquent lorsque la pression est brusquement supprimée au moment où la feuille émerge de l'orifice, que les différentes parties de la masse peuventcouler à des vites- ses différentes dans le passage de cette masse à travers l'orifice, que la masse contient une quantité considérable de dissolvant (30 à 40% environ en poids) et que le dissol- vant est rapidement extrait de la masse.
Tous ces facteurs (et peut-être d'autres) ont une influence nuisible plus ou moins grande sur l'uniformité de la feuille et la nature de sa surface.
On avait déjà proposé d'éliminer les plis d'une feuille de pyroxyline en la maintenant à plat sous tension pendant qu'elle sèche, mais on ignorait que le fait d'étirer la matière pendant qu'elle est encore molle et plastique et d'éliminer le dissolvant améliorerait l'aspect et la surface de la feuille, surtout lorsque l'étirage est réalisé en combinaison avec l'application convenable d'air chaud à la surface. On ntavait d'tailleurs jamais cherché à tirer
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parti de ces faits pour produire une feuille finie, en par- ticulier une feuille extrudée fabriquée parmun procédé continu.
La présente invention est principalement applica- ble au procédé à sec dans lequel le dissolvant est éliminé par évaporation, mais elle est aussi applicable dans une certaine mesure au procédé au mouillé dans lequel la pyro- xyline plastique est reçue, directement à sa sortie de l'orifice d'extrudae, dans un bain durcissant la pyroxyline.
Dans le procédé à sec, l'application d'air chaud sur la pyroxyline au cours de l'étirage constitue une des caractéristiques importantes de l'invention. Il est impor- tant que l'air soit chauffé à la température correcte pour maintenir l'extérieur de la feuille à l'état plasti'que de façon qu'elle ne se fissure pas ou ne se rompe pas comme résultat de l'étirage, ainsi que pour empêcher l'obscurcis- sement de la surface qui a lieu si l'air est trop froid, probablement par suite de la condensation d'humidité qui s'effectue chaque fois que la température de la surface de la feuille tombe au-dessous du point de condensation.
Dans le dessin annexé:
Fig.1 est une coupe longitudinale d'un appareil permettant de réaliser l'invention dans le cas de son appli- cation à la fabrication d'une feuille de pyroxyline par le procédé à sec.
Fig.2 est un plan de l'appareil de fig.l.
Fig.3 est un détail en perspective de la filière.
Fig.4 est une vue analogue d'une autre construc- tion de filière.
On remarquera que le présent mode de réalisation n'a été donné qu'à titre d'exemple pour faire comprendre l'invention, étant donné que d'autres types d'appareils sont susceptibles de donner de meilleurs résultats sous certaines conditions.
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Dans le dessin annexé, 11 représente un mélangeur du type normal comme on en emploie généralement pour préparer un mélange convenable. Ce mélange peut être celui qu'on emploie habituellement dans le procédé au bloc, les ingrédients principaux étant un ester cellulosique convenable tel que le nitrate , l'acétate, le formate,etc., ou son équivalent pour le but visé; du camphre -- naturel ou synthétique -- ou quelque autre plastifiant convenable; un dissolvant de la matière particulière employée; et le cas échéant un stabili- sateur tel que lturée. On indiquera uniquement à titre d'exemple des ingrédients d'un mélange convenable la formule suivante:
105 kg de pyroxyline (poids à sec)
35 kg de camphre
87,5 kg d'alcool
530 gr dturée.
Dans la pratique, et avec le mélange décrit, on dissout le camphre dans l'alcool, puis on le mélange avec le nitrate de cellulose dans le malaxeur 11, le malaxage étant continué jusqu'à ce qu'on ait obtenu une masse plastique parfaitement homogène. Cette masse est un Gel colloidal, le rapport entre le dissolvant et les matières solides étant tel que le dissolvant soit entièrement enveloppé ou absorbé par les particules solides et que les particules solides ne soient en aucun cas entourées par le dissolvant. Dans la pratique et avec les proportions mentionnées, le mélange aura la consistance d'une pâte un peu plus ferme que la pâte de pain.
A sa sortie du malaxeur 11, le mélange est introduit dans un filtre-presse hydraulique convenable muni d'un cylindre hydraulique 12 et d'un cylindre de travail 13 et est refoulé à travers un agent de filtrage convenable tel qu'une toile à voile comme indiqué en 14. Après avoir traversé
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le filtre, la masse pénètre dans un cylindre d'alimentation
15 contenant une vis d'Archimède 16 qui la refoule dans la presse à extruder 17. Dans la pratique ,on a trouvé qu'une presse à extruder à vis produit un débit et une pression suffisamment à la filière. La filière 18 de la presse 17 présente un orifice 19 (fig.3) qui, dans la machine repré- sentée, est circulaire et produit une feuille tubulaire qui est fendue par un couteau 20 pour constituer la feuille A.
Il va de soi que l'invention nmest pas limitée à un orifice circulaire, étant donné qu'un orifice rectiligne 50 (fig.4) peut être utilisé avec le même succès. A sa sortie de la filière 18 et après avoir été fendue par le couteau 20, la feuille A est conduite sur des rouleaux 21 qui l'ouvrent et la maintiennent à plat. Elle passe alors sur une série de rouleaux 22 propres à constituer une série de sections verticales, puis arrive à un rouleau commandé 23, avant son entrée dans une étuve ou séchoir 32. En quelque point compris entre les rouleaux 21 et le rouleau commandé 23, une boucle est constituée et un rouleau mobile 24 est supporté dans cette boucle.
Le rouleau 23 est actionné à une vitesse superficielle supérieure à celle à laquelle la feuille sort de la filière et, conjointement avec le rouleau mobile 24, exerce une tension continue sur la feuille en tous les points compris entre le rouleau de commande 23 et la filière 18. Le mécanisme ainsi décrit entraine la feuille sortant de la filière à une vitesse plus grande que celle à laquelle elle serait autrement extrudée, de sorte qu'il étire la feuille sur tout le chemin compris entre le rouleau de commande et la filière. Ceci constitue une caractéristique importante de l'invention car on constate que l'étirage en ce point tend à éliminer les irrégularités résultant de certains des facteurs déjà mentionnés, et le cas échéant, d'autres facteurs.
En 25 et¯?6 sont représentés les tuyaux
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à air chaud à l'aide desquels de l'air chaud refoulé par des ventilateurs 27 et 28 est projeté sur la surface de la feuille directement à sa sortie de la filière, Ceci contri- . bue aussi notablement au résultat satisfaisant obtenu, étant donné que l'air chaud évapore et entraine le solvant volatil au moment où il quitte la surface de la feuille, ce qui con- tribue à maintenir la pyroxyline à l'état voulu pour le trai- tement subséquent. En outre, le dissolvant est ainsi évaporé plus rapidement, la surface est maintenue plastique et la température est maintenue supérieure au point de condensation, ce qui évite l'obscurcissement de la surface de la feuille.
Dans le séchoir 32 qui reçoit la feuille quittant les rou- leaux 23, l'air est chauffé et maintenu à la température convenable pour éliminer la quantité requise de dissolvant avant que la feuille en sorte. A sa sortie, la bande passe autour dtun rouleau de guidage 51. En 52 est représenté un autre rouleau mobile qui maintient la bension convenable à l'intérieur du séchoir .
A sa sortie du séchoir 32, la feuille A est sou- mise à un étirage transversal dans quelque appareil conve- nable. A cet effets on fait usage d'un appareil élarisseur de construction spéciale 40 muni de deux séries longitudina- les et légèrement divergentes de pinces mobiles 34 portées par des chaînes sans fin 35 qui divergent. La divergence des chaînes est très faible (elle a été exagérée dans le des- sin dans un but de clarté), mais l'élargissement s'effectue sur une longueur considérable, de sorte que la feuille est étirée transversalement d'une façon très lente, puissante et progressive par l'appareil 40.
En même temps, une série de tuyères 37 projettent sur les deux faces de la feuille de l'air chaud qui élimine le dissolvant et empêche la surface de se durcir au point qu'elle risque de se rompre comme résultat de l'étirage auquel elle est soumise.
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Au moment où la feuille sort de l'appareil élar- gisseur 40, sa surface possède un aspect nettement différent de celui d'un fragment de feuille extrudée n'ayant pas été soumis à ce procédé de finissage. La surface de la feuille est lisse et brillante, et quoique son aspect diffère un peu de celui d'une feuille polie à la plaque, elle est aussi satisfaisante pour la plupart des usages industriels. L'épaisseur est remarquablement constante et la feuille présente le grand avantage que l'état plat de la surface est permanent' et qu'il n'existe pas de lignes qui réapparaissent par la suite comme dans le cas de feuilles fabriquées par le procédé au bloc et polies à l'aide de plaques.
A sa sortie de l'appareil élargisseur 40, la feuille traverse un séchoir final ou chambre de vieillissage convenable 38 dans lequel une nouvelle quantité de dissolvant est éliminée et jusqu'à ce qu'il ne reste que la quantité résiduelle qu'on trouve usuellement dans les matières de ce genre. La feuille peut alors être découpée en planches ou plaques individuelles.
Il ressort de cequi précède que l'invention offre un procédé continu permettant de transformer en feuilles finies une masse plastique de pyroxyline du genre approprié à la fabrication par le procédé au bloc sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des opérations quelconques sur des feuilles individuelles, et que le procédé peut être terminé dans le temps nécessaire pour le passage de la feuille à travers l'appareil, lequel temps, dans le cas du mélange et de l'appareil particuliers qui ont été employés par la demanderesse, ne dépasse pas 20 heures.
Le procédé présente aussi le grand avantage qu'il rend possible de fabriquer des feuilles de différentes dimensions par le même équipement avec le minimum de déchet, car il suffit, à cet effet, de changer la filière de la presse à extruder pour produire une feuille
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plus large ou: .une feuille plus étroite, en apportant des ré- glages convenables à la presse et en réglant l'élargisseur dtune façon correspondante.
Dans le cas du procédé au bloc, par contre, les dimensions des feuilles qui peuvent être produites sont limitées par celles des moules à bloc et des presses,.des plaques de polissage et des presses de polissage, de sorte qu'on ne peut fabriquer économiquement, avec un équipement donné, qu'une seule dimension deeuille.