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"Procédé et dispositif pour la fabrication de la soie artificielle".
La présente invention a pour objet, d'une part, un procédé pour la fabrication de.la soie arti- ficielle et, d'autre part, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Jusqu'à ce jour, la fabrication de la soie artificielle d'après le procédé de filage par voie hu- mide, procédé consistant à préparer une solution de'
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cellulose au moyen de solvants appropriés (principale- ment au moyen d'une solution cupro-ammoniacale ou au moyen d'alcalis caustiques et de sulfure de carbone), solution de cellulose que l'on chassait, à travers des filières, dans des bains précipitants appropriés, per- mettàit d'obtenir un fil d'abord très fragile que l'on durcissait au cours des opérations ultérieures au moyen d'agents appropriés. Ce fil était d'abord envidé sur des dispositifs d'enroulement, par exemple sur des bo- bines, sur des envidoirs ou dans des dispositifs cen- trifuges de filage, dispositifs sur lesquels le li- quide coagulant peut agir pendant un temps suffisant.
Ces produits étaient ensuite traités de différentes manières par des liquides.
Pour améliorer ce procédé on a proposé de guider en une seule fois le fil, depuis la filière jusqu'à la bobine envideuse, tout en le faisant passer dans les différents bains et sur un dispositif de sécha- ge. L'acheminement du fil, qui est d'abord très fragi- le, devait (conformément à une proposition déjà ancien- ne) être facilité au moyen de bandes sans fin sur les- quelles ledit fil vient se poser à la sortie de la fi- lière et se déplace en vue d'être soumis successivement à l'action du liquide précipitant et à celle d'autres liquides pour être finalément guidé sur des tambours chauffés en vue du séchage.
Avec ce procédé, il était nécessaire d'avoir des installations qui, non seulement, exigeaient beau- coup de place, mais encore étaient difficiles à desser- vir.
C'est pour ce motif que l'on a également pro- posé d'effectuer le traitement continu du fil dans des dispositifs d'encombrement plus réduit. On utilisait - dans ce but des tambours ou des disques rotatifs sur lesquels.le fil était guidé suivant plusieurs spires @
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pour être d'abord soumis à l'action du liquide préci- pitant puis traité successivement par d'autres liquides.
Pour éviter.un chevauchement et un croisement des spi- res de fil, celui-ci était guidé, en hélice, sur les tambours et passait, à cet effet, par les orifices d'un peigne de guidage disposé parallèlement au tambour. On utilisait également des envidoirs perfectionnés munis de groupes de segments mobiles dans le sens radial et dans le sens axial, ceci dans le but d'obtenir ainsi le mouvement d'avance.
Malgré ces propositions dignes d'intérêt, ces procédés n'ont pas pu être mis en oeuvre indus- triellement. il est évident que le dépôt du fil sur ces dispositifs nécessiterait beaucoup de temps, car le trajet effectué par le fil libre était encore de 20 à 50 mètres pour une vitesse de filage économique. D'au- tre part, en raison de la gtande fragilité du fil frais, sa mise en place était extraordinairement difficile, surtout lorsqu'on utilisait un peigne de guidage. La difficulté principale résidait dans le fait que:, par suite de sa fragilité, le fil se rompait fréquemment, parce que, même en utilisant avec précaution les liqui- des de traitement, le courant de ces liquides était néfaste pour le fil.
Le fil s'enroulait alors pour for- mer des bourrelets et il taillait l'enlever complètement et le replacer à nouveau, ce qui déterminait une perte de matière et de temps.
Des difficultés ne rendaient possible que la fabrication de produits à fil très grossiers, no- tamment la fabrication de crin artificiel. Mais cette fabrication a également été abandonnée depuis assez longtemps au profit du procédé discontinu dont il a été question au début, et ceci des que l'on eut acquis la certitude que la difficulté et les pertes ne cor-
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respondaient pas aux avantages du procédé.
Un a donc été très surpris, lorsqu'on s'est aperçu qu'on pouvait surmonter les difficultés précitées en fa- briquant, d'après le procédé continu, les fils particuliè- rement fins (d'environ 2 deniers et au-dessous). Le pro- cédé dit de filage avec entonnoir s'est révélé comme con- venant particulièrement dans ce cas, procédé qui permet d'obtenir (avec utilisation d'un courant de liquide pré- cipitant) un fil très fin ayant un titre d'environ un de- nier, en partant d'une solution cupro-ammoniacale de cel- lulose.
Avec ce procédé, on peut se passer complètement d'un traitement ultérieur par des agents de coagulation sur le tambour; il suffit de traiter, sur son trajet li- bre, le fil suffisamment durci par des liquides qui éli- minent ses impuretés, c'est à dire en premier lieu par de l'eau et également par des alcalis, des acides, des bains décolorants, des bains de teinture, bref, par tous les liquides qui peuvent être utilisés régulièrement pour le traitement de la soie artificielle.
On obtient des avantages particuliers lorsque ces traitements ultérieurs sont pratiqués de elle maniè- re que le fil de soie artificielle aussi bien que le li- quide de traitement soient déplacés sur la périphérie d'un tambour rotatif, suivant une trajectoire essentielle- ment en forme d'hélice.
On peut, par exemple, amener tangentiellement le liquide de traitement sur un tambour rotatif. On peut également,ave@ un tambour qui est avantageusement placé dans une position horizontale, repousser pendant la ro- tation dudit tambour, vers une de ses extrémités et à l'aide d'air comprimé, le liquide qui s'y trouve fixé par adhérence.
Grâce à cette manière de travailler,, on obtient une bonne utilisation du liquide de traitement étant donné
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qu'il touche les spires de fil sur un trajet plus long.
Dans certaines circonstances, la trajectoire en hélice du liquide de traitement peut coïncider avec la trajec- toire en hélice du fil.
Un avantage particulier peut être obtenu lors- que le liquide est amené à contre-courant parrapport au fil.
On a constaté de plus que l'on peut, dans cer- taines conditions et en utilisant deux tambours rotatifs ordinaires, arriver à obtenir une action bien meilleure du liquidepar un mouvement d'avance automatique.
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Avec des tambours inclinés, c'est à dire des tambours dont les axes se croisent, la direction dans laquelle se déplace le fil dépend du sens de:-rotation des tambours en question; alors qu'avec des tambours dont les axes se coupent le déplacement du fil
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a lieu dans l'espace libre séparant les deux tambours c'est le contraire qui a essentiellement lieu avec des tambours inclinés : dans ce cas, l'avance s'effectue principalement Ià où le fil est en contact avec les tam- bours.
Ce qui est essentiel, avec ce déplacement du fil, c'est qu'en raison de son avance, il exécute passa- gèrement sur les tambours un mouvement de rotation de manière qu'il subisse une fausse torsion. De cette façon, non seulement il est soumis de tous c8tés à l'action du liquide, mais encore on détermine, par une accumulation de fil alternant avec uneséparation, un échange particu- lièrement intense de liquide, échange qui sans celà n'a lieu presqu'exclusivement que par diffusion.
On a ainsi simultanément la possibilité de donner, avec une vitesse de filage élevée, des dimensions plus modestes aux appareils de lavage.
On peut encore procéder à plusieurs traitements humides successifs, suivant la nature de la soie artifi- cielle à obtenir, le fil pouvant, à volonté, être égale- ment décoloré, teint, lissé ou encollé.
On a également constaté que l'on obtient des avantages particuliers lorsque l'on réunit, sous forme de boucle, sur la même paire de tambours, plusieurs fils provenant de différentes filières qui sont avantageuse- ment voisines les unes des autres. On constate alors que les différents fils se séparent les uns des autres après plusieurs tours des tambours et qu'ils se déplacent à des intervalles réguliers les uns dès autres, sous forme d'enroulement à plusieurs hélices vers l'extrémité des tambours.
L'emploi des paires de,tambours rend encore possible une 'économie très sensible de travail ainsi qu' une'augmentation de la sécurité de fonctionnement, étant @
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donné que l'on n'est plus oblige de faire appel à des moyens particuliers pour guider le fil sous forme de spires en hélice sur les tambours. Tous croisements et emmêlements des différentes spires se trouvant ipso facto être exdus.
Le procédé permet d'obtenir un fil artifi- ciel possédant une qualité que l'on n'avait pu attein- dre juqqu'à ce jour. Ce fil est comparable, en finesse, à la soie naturelle tout en lui étant notablement supé- rieur en ce: qui concerne la longueur sous noeuds.
La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Ce dispositif consiste en un entonnoir de filage d'un type connu, en un ou en plusieurs tambours avec des peignes ou des tambours de guidage correspondantsaur lesquels a lieu le traitement par voie humide et finalement en un cylindre analogue chauffé en vue du séchage. Entre ces différents dispositifs se trouvent des guide-fil ou des barres de déviation et à l'extrémité de l'appareil se trouve un envidoir, une bobine ou un broche de re- tordage pour enrouler le fil à l'état retordu ou non.
Les tambours peuvent être cylindriques eu à gradins ou encore coniques. Dans ces deux derniers cas et suivant les propriétés envisagées pour le fil, on peut obtenir d'une manière simple un retrait ou un étirage du fil.
L'application du liquide de traitement peut avoir lieu de différentes manières; on fait tour- ner les tambours dans des auges. L'arrosage des tambours s'est montré comme particulièrement efficace et avanta- geux pour le service, le liquide s'écoulant le long de toute la surface du tambour et donnant lieu ainsi à un traitement efficace.
D'autre part, on peut appliquer le principe
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du contre-courant ; ce cas, la position debout ou légèrement inclinée des tambours est avantageuse. D'au- tre part, les tambours peuvent être perforés ou rainu- rés pour permettre un traitement plus facile du fil sur tous les cotés.
On a découvert qu'il est particulièrement avan- tageux de tenir par un côté seulement les tambours et, éventuellement, les peignes de guidage, comme on l'a,re- présenté avec le cylindre 5 sur les figures 2 et 3 du dessin annexé. On facilite ainsi considérablement la mise en place du fil au début du filage..Le service se trouve encore considérablement simplifié si les tambours sont disposés perpendiculairement au sens longitudinal de la machine.
Pour, guider le fil de soie artificielle aussi bien que le liquide de traitement én forme d'hélice on peut prévoir un tambour disposé de préférence horizonta- lement et muni,d'un râcloir en matière élastique, par exemple en caoutchouc, râcloir placé obliquement par rapport à la génératrice du tambour et comportant des ouvertures disposées à intervalle les unes des autres, lequel râcloir, par suite de la'rotation propre du tambour, achemine le liquide adhérent d'une extrémité à l'autre dudit tambour.
D'autre part, on peut munir un tambour (dis- posé de préférence horizontalement) de rainures ou échan- crures disposées en hélice sur sa périphérie,rainures ou échan- crures qui, par suite de la rotation propre du tambour acheminent, vers,-.une extrémité de ce dernier et sous forme d'hélice, le liquide qui y adhère.
Finalement, on peut également prévoir un tam- bour disposé obliquement, de manière que le liquide qui y adhère se déplace également et essentiellement suivant une trajectoire en hélice.
Les paires de tambours travaillant sans peignes de guidage sont organisées avec des axes horizontaux
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ou .inclinés et elles sont commandées, da préference par groupes ou ensemble, à partir d'un dispositif d'ëntraine- ment. il est bon de ne disposer les tambours pour le traitement humide que sur un seul côté de la machine,les autres dispositifs pour le séchage et pour le traitement du fil séché se trouvant de l'autre côté de la dite ma- chine.
Sur le dessin annexé, on a représenté schéma- tiquement et à titre d'exemple seulement des dispositifs établis conformément à la présente invention :
La fig. 1 représente un dispositif pour la fa- brication continue d'un fil, fabrication dans laquelle on utilise un entonnoir de filage ;
La fig. 2 représente un dispositif dans lequel le fil peut se contracter pendant le traitement par voie humide tandis qu'on l'étire par phases successives pen- dant le séchage;
La fig. 3 représente l'organisation de la sur- face d'un cylindre maintenu d'un seul côté.
La fig. 4 est une vue en élévation d'un tambour vertical avec un dispositif pour l'amenée tangentielle du liquide;
La fig. 5 est une vue de face d'une paire de tambours horizontaux avec un dispositif pour l'amenée de l'air comprimé;
La fig. 6 estune vue de profil du même dispo- sitif;
La fig. 7 est une vue en plan de la même paire de tambours;
La fig. 8 est une vue en plan du tambour infé- rieur seul muni du dispositif pour l'amenée du liquide et pour l'amenée de l'air.
Les fig. 9,10,11,12 et 13 sont des vues dif-
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férentes et des vues partielles d'une installation munie d'un râcloir;
Les fig. 14 et 15 sont respectivement une vue en élévation et une vue de profil d'une paire de tambours munis de rainures ou d'échancrures en forme d'hélice;
La fige 16 représente schématiquement un tambour monté obliquement et muni d'un dispositif d'arrosage.
La fige 17 est une vue schématique d'une paire de tambours dont les axes se coupent;
Les fig. 18 et 19 représentent schématiquement, vu de profil et vu en plan deux tambours dont les axes se croisent ;
La fige 2D représente schématiquement une ma- chine pour le filage par étirage, machine comportant une paire de tambours dont les axes se coupent pour le trai- tement par voie humide.
Dans l'exemple de la fig, l, le fil 1 est traité, dans l'entonnoir de filage 2, par un courant de liquide précipitant puis il est guidé, en passant sur une tige de déviation 24, vers une gouttière 3,qui est alimentée, à partir du tube 4, par un autre liquide, par exemple de l'acide. Le fil passe ensuite sur une autre tige de dévia- tion 24 pour s'appliquer, en décrivant une hélice, sur un tambour rotatif 5, les différentes spires de l'hélice étant guidées dans les crochets 12 d'un peigne de guidage 11. Le tambour 5 est guidé, par ses bouts d'arbre 6 et 6', dans des paliers 7 et 7' et plonge dans un récipient 8 ali- menté, d'après le principe du contre-courant, en liquide, par exemple de l'eau, à partir du tube 9. Le liquide usé s'écoule contamment par le trop-plein 10. Les flèches A et B indiquent le mouvement du liquide.
Le fil dont le traitement par voie humide est terminé arrive alors sur un tambour de séchage 13 chauffé, tambour qui tourne, par l'intermdédiaire de ses bouts d'ar- bre 16 et 16' dans des paliers 17 et 17'. Le tambour est
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maintenu à une température uniforme par de la. vapeur chau- de, par un rampe à gaz ou, d'une manière particulièrement avantageuse,par de l'huile chaude en circulation et amenée par l'axe. Les différentes spires de fil sont de nouveau introduites dans les crochets 15 d'un peigne de guidage 14.
Après que le fil 1 a été séché pour être amené au degré d'humidité désiré, il arrive sur la bobine à enrou- lement croisé 18 le long de laquelle il exécute, d'une manière connue, grâce au guide-fil 19, un mouvement de va- et-vient.
Dans l'exemple représenté sur la fig. 2, le fil 1 qui, d'une manière appropriée, est précipité à l'état fin, savoir avec un titre de deux deniers, est placé en hélice sur un tambour 5, retenu d'un côté par son arbre 6 dans des paliers 7 et 7'. Le tambour est de forme conique et ceci de manière que le fil puisse en se contractant, compenser se tension'intérieure provenant de la précipi- tation. Si l'on donne au tambour une conicité en sens inverse, le fil est étiré, ce qui peut être désiré dans certains cas. Des crochets 12 montés sur une peigne de guidage 11 assurent de nouveau le maintien de spires ré- gulières. Le traitement par des liquides (eau, bains de désulfuration, etc..) a lieu par arrosage du tambour 5 au- dessus duquel on a disposé à cet effet plusieurs tubes 26, 26' comportant de petites ouvertures 27,27'.
Le nombre de tubes et la longueur du tambour sont .augmentés suivant le traitement désiré et suivant sa durée. Les liquides s'écou- lent, après avoir passé sur la surface du tambour, dans un réservoir 8 dans lequel on les recueille. On peut éga- lement utiliser plusieurs tambours séparés et un nombre correspondant de réservoirs, lorsqu'on attache de l'im- portance à la récupération séparée des liquides en vue de leur traitement.
A partir des tambours 5, le fil passe sur une au- tre tige de déviation 24, puis est guidé sur un tambour chauffé il$ qui, grâce à un manchon 13', reçoit ,la forme
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de gradins. Le tambour est maintenu par ses arbres 16 et 16' dans des paliers 17 et 17'. Les enroulements en hélice sont assurés par l'utilisation de peignes de guidage 14 et 14' munis de crochets lb. Le fil est séché sur la sur- face de la partie de petit diamètre du tambour de sécha- ge 13, puis passe pa sur un galet humidifié 20 pour être de nouveau légèrement humidifié, puis arrive sur la sur- face de la partie de grand diamètre 13' dudit tambour où ledit fil est séché à l'état étiré.
Le séchage peut également être effectué de maniéré que le fil passe d'a- bord sur la partie de grand diamètre du tambour, puis sur la partie de petit diamètre dudit tambour tout en étant avantageusement humidifié entre ces parties. Hais le séchage peut également avoir lieu en suivant deux phases graduelles, en ce sens que le fil peut, par exem- ple, être séché sur l'une des surfaces cylindriques, de manière à ne comporter que 50% d'humidité et être ensuite complètement séché sur la deuxième surface cylindrique.
Le disque 20 tourne dans un récipient 21 qui peut être rempli d'eau, d'une solution de savon, d'une solution d'un agent amollissant ou d'une solution de lis- sage.
Au lieu des peignes de guidage 14 et 14' mu- nis de crochets 15, on peut également utiliser des galets rainurés individuels ou des cylindres rainurés.
Le fil définitivement sédhé est ensuite ache- miné, en passant sur des tiges de déviation 24 et par un guide-fil 22, vers une bràche 23, sur laquelle il est envidé d'une manière connue tout en subissant un retorda- ge.
Sur la fig. 3, on a réprésenté un tambour pour le traitement par voie humide, tambour maintenu d'un seul côté. Le tambour 5 est maintenu par son bout d'arbre 6 dans, un palier 7, soit verticalement, soit dans une po-
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sition sensiblement verticale. La surface du tambour comporte des orifices ou des évidements. La surface du tambour 5 est arrosée tangentiellement par du liquide de traitement, à par- tir du tube 25, le fil étant amené dans le courant de liquide conformément au prihcipe du contre-courant. La perforation de la surface du tambour présente l'avantage qu'en ces points l'enveloppe liquide du tambour entoure le fil sur tous les cotés et peut agir ainsi sur lui.
La. fig. 4 représente un tambour vertical 30 maintenu par son arbre 31 dans un palier 32. Le liquide est projeté tangentiellement, à l'aide du tuyau 33, sur la surface du tambour et se déplace vers le bas en s'étalant suivant une trajectoire devenant de plus en plus verticale pour s'écou- ler finalement, à partir du bord 34, dans un récipient an- nulaire 35. Le fil 36 est guidé, sous forme d'enroulement en hélice, sur la périphérie du tambour ; peigne 37 pour le guidage du fil, peigne muni de crochets 38, sert à guider les différentes spires à intervalles réguliers.
Sur les fig. 5 à 8, on a prévu une paire de tambours
39 et 40 pour'le déplacement du fil. Le liquide coule, par deux canalisations 41 et 42 sur la périphérie du tambour inférieur 39 et il'a tendance sous l'action de la pesanteur, à s'écouler vers le baà. Toutefois, grâce à l'air comprimé s'échappant du tube 43, le liquide exécute simultanément un mouvement dans le sens axial, ce qui fait que la résul- tante des deux mouvements est une trajectoire en forme d'hé- lice.
Avec la paire de cylindres 44 et 45 représentée sur les fig. 9 à 13, on a disposé deux râcloires 46 et 47 placés obliquement par rapport à la génératrice du tambour infé- rieur 44. Les râcloirs 46 et 47 comportent,sur leur bord frottant,des échancrures 48. On amène par l'intermédiaire de deux canalisations 49 et 50, deux liquides différents sur le cylindre inférieur 44, liquides qui, gr.â-.ce aux:râcloirs
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46 et 47, sont déplacés (pour le sens de rotation désigné par la flèche a) versl'extrémité de droite.
On a prévu un autre râ@loir 51 qui empêche un mélan- ge des deux liquides. L'eau (ou un autre liquide) amenée est thujours déplacée µ.Lune petite quantité vers la droite par suite des arêtes râclantes dentées ; cette eau s'écoule ensuite par une échancrure 48 pour être reprise, après une la nouvelle répartition sur le tambour, par/dent suivante, et être acheminée-plus loin.
Les fig.-14 et 15 représentent une paire de cylindres 52 et 53 comportant desrainures hélicoïdales 54. Sous l'ac- tion des rainures hélicoïdales, le liquide est acheminé vers la droite dans le sens de rotation désigné par b sur le dessin, de la même manière qu'un écrou sur une tige fi- letée et il s'écoule à l'extrémité inférieure du cylindre 52; on peut évidemment changer à volonté le sens de mouve- ment du liquide suivant .que.les rainures sont avec pas à droite ou avec pas à gauche et suivant le sens de rotation du cylindre.
La fig. 16 représente un tambour incliné 55 qui est maintenu par son arbre 56 dans un palier 57. Le liquide goutte ou¯ruisselle hors du tuyau 58 et se déplace de nou- veau suivant une trajectoire hélicoïdale vers le bord d'é- gouttage 59, d'où il goutte dans un récipient 60 où il peut être recueilli. Un peigne de guidage 61, muni de cro- chets 62, détermine également un enroulement régulier en hélice du fil 63.
Avec une paire de,tambours dont les axes se coupent (figure 17) le traitement par voie humide du fil 64 a lieu pendant qu'il subit un déplacement en direction de la flé- che d sur les paires de tambours 65 et 66 et pendant qu'il se déplace latéralement, tout en roulant, sur les points où il prend ou perd contact avec -les rouleaux.
-.Dans une disposition conforme aux figures 18 et 19,
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les tambours sont disposés obliquement, c'st à dire que l' axe G.E.H. du tambour 68 croise l'axe U.F.D. du tambour 67, ces axes étant situés respectivement dans des plans horizon- taux A et B. Le fil 64 est amené au tambour supérieur 67 dans le sens de la flèche quicorrespone au sens de rotation des tambours 67 et 68, sens de rotation indiqué par la flè- che b ; ce fil décrit ensuite un arc de cercle disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe et se déplace (tout en tour- nant au point de contact sur le..tambour) à, l'air libre sui- vant un trajet aussi court que possible pour arriver sur le tambour inférieur 68 où la même opération se répète. On obtient une avance en direction de la flèche c.
Le traitement du fil 64 par voie humide a lieu, par mouillage soit du tambour supérieur 67, soit du tam- bour inférieur 68, soit des deux tambours, et ceci d'une manière' qui n'a pas été représentée sur le dessin, soit en plongeant les deux tambours dans des bains soit en les arrosant.
Dans la machine représentée sur la figure 20 le fil 1 se forme dans le dispositif de filage 2, passe de ce dispositif, sur la tige de déviation 24, traverse la gouttière 3 qui est alimentée en acide à partir du tube 4, puis arrive après avoir passé sur les tiges 69 et 70 sur la paire de tambours 65 et 66. Le liquide précipitant usé est recueilli par le récipient 71 et l'acide usé est re- cueilli par le récipient 72, ces deux:récipients étant dis- posés sur la console 73.
Les tambours 65 et 66, dont les axes se coupent, sont disposés en rang et les paliers 74 et 76 sont dispo- sés sur une rangée avec leurs arbres 75 et 77 . Ces tam- bours sont commandés par rangées à partir des arbres lon- et gitudinaux 78 et 79%par l'intermédiaire de roues à dentu- res hélicoïdales 80 et 82, d'une part, et 81 et 83, d'autre part. Le fil est traité pendant son passage sur les tam-
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bours 65 et 66 par le liquide de lavage qui est amené par le tube 84, qui s'écoule ensuite dans le sens du déplacement latéral du fil sur la surface du tambour et qui est évacué par l'auge 85.
Les tambours 65 et 66 peuvent également être tous disposés sur un rang dans un plan horizontal, de telle manière que leurs axes se coupent deux par deux, comme le montre la fig. 17. Ils peuvent également être disposés en rang l'un au-dessus de l'autre dans deux plans et horizontaux!comme le montrent les figures 18 et 19/de telle manière que leurs axes se croisent.
A partir des tambours 65 et 66, le fil passe sur des tiges de guidage 86 et sur des galets de renoi 87 pour parvenir de l'autre c8té de la machine où il fait plusieurs tours sur un tambour de séchage horizon- tal 88¯d'où il est facilement envidé sur des bobines 89 qui reçoivent leur mouvement d'enroulement à partir de tambours de commande 90.
Revendications.
1.- Procédé pour la fabrication de fils artificiels, ca- ractérisé en ce qu'un fil d'un titre fin, à l'état préci- pité, de préférence un fil produit suivant le procédé de filage avec entonnoir, est soumis au traitement ulté- rieur par les liquides nécessaires, par exemple par des bains de lavage, de désulfuration, de blanchiment, de teinture et d'encollage, en spires hélicoïdales sur un ou plusieurs tambours tournants, est séché ensuite sur des tambours sécheurs chauffés tournants, éventuellement de nouveau en spires hélicoïdales et est est finalement enroulé sur une bobine d'envidage'ou de retordage.
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"Method and device for the manufacture of artificial silk".
The subject of the present invention is, on the one hand, a process for the manufacture of artificial silk and, on the other hand, a device for carrying out this process.
Up to now, the manufacture of artificial silk by the wet spinning process, the process consisting in preparing a solution of '
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cellulose by means of suitable solvents (mainly by means of a cupro-ammoniacal solution or by means of caustic alkalis and carbon disulphide), solution of cellulose which was expelled, through dies, in baths suitable precipitants, made it possible to obtain a yarn which was initially very fragile which was hardened during subsequent operations by means of suitable agents. This yarn was first sent onto winding devices, for example on spools, on reels or in centrifugal spinning devices, devices on which the coagulating liquid can act for a sufficient time.
These products were then treated in different ways with liquids.
In order to improve this process, it has been proposed to guide the yarn in one go, from the die to the feeder reel, while passing it through the various baths and over a drying device. The routing of the wire, which is at first very fragile, should (in accordance with an already old proposal) be facilitated by means of endless belts on which said wire comes to rest at the exit of the wire. - Lière and moves in order to be subjected successively to the action of the precipitating liquid and that of other liquids to be finally guided on heated drums for drying.
With this process, it was necessary to have installations which not only required a lot of space, but were also difficult to serve.
It is for this reason that it has also been proposed to carry out the continuous treatment of the yarn in devices of smaller size. Drums or rotating discs on which the wire was guided along several turns were used - for this purpose.
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to be first subjected to the action of the precipitating liquid and then successively treated with other liquids.
In order to avoid overlapping and crossing of the turns of wire, the latter was guided, in a helix, on the drums and for this purpose passed through the orifices of a guide comb arranged parallel to the drum. Improved feeders provided with groups of segments movable in the radial direction and in the axial direction were also used, with the aim of thus obtaining the advance movement.
Despite these worthwhile proposals, these processes have not been able to be implemented industrially. it is obvious that the deposition of the yarn on these devices would require a lot of time, since the path taken by the free yarn was still 20 to 50 meters for an economical spinning speed. On the other hand, due to the great fragility of the fresh wire, its positioning was extraordinarily difficult, especially when using a guide comb. The main difficulty was that, owing to its brittleness, the yarn frequently broke, because even with careful use of the treatment liquids, the flow of these liquids was harmful to the yarn.
The wire was then wound up to form beads and he cut it off completely and put it back in again, which wasted material and time.
Difficulties only made possible the manufacture of very coarse wire products, in particular the manufacture of artificial horsehair. But this manufacture has also been abandoned for quite a long time in favor of the batch process which was discussed at the beginning, and this as soon as one had acquired the certainty that the difficulty and the losses do not cor-
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did not meet the advantages of the process.
One was therefore very surprised, when it was found that the above difficulties could be overcome by making, by the continuous process, the particularly fine yarns (of about 2 denier and below. ). The so-called funnel-spinning process has been found to be particularly suitable in this case, a process which makes it possible (with the use of a stream of precipitating liquid) to obtain a very fine yarn having a yarn count. about a decade, starting with a cupro-ammoniacal solution of cellulose.
With this process, subsequent treatment with coagulating agents on the drum can be completely dispensed with; it suffices to treat, on its free path, the sufficiently hardened wire with liquids which eliminate its impurities, that is to say in the first place with water and also with alkalis, acids, baths. bleaches, dye baths, in short, by all liquids which can be used regularly for the treatment of artificial silk.
Particular advantages are obtained when these subsequent treatments are carried out in such a way that the artificial silk thread as well as the treatment liquid are moved over the periphery of a rotating drum, following a substantially shaped path. propeller.
It is possible, for example, to bring the treatment liquid tangentially onto a rotating drum. It is also possible, with a drum which is advantageously placed in a horizontal position, to push back during the rotation of said drum, towards one of its ends and with the aid of compressed air, the liquid which is fixed therein by. adhesion.
Thanks to this way of working, a good use of the treatment liquid is obtained, given
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that it touches the turns of wire on a longer path.
Under certain circumstances, the helical path of the process liquid may coincide with the helical path of the wire.
A particular advantage can be obtained when the liquid is fed against the current against the wire.
It has further been found that it is possible, under certain conditions and by using two ordinary rotary drums, to obtain a much better action of the liquid by an automatic advancing movement.
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ce n '' fil 'lU:> ié,' -, i *, '"' be fil- 'e3t 1,' i i.dé #n 1. <., 1,: '' r ': 1 dn" t,. 'l "1)' 1 L '! = j., rer it in a perfectly regular way in the form of helical turns, With drums whose axes intersect, the wire always moves, independently direction, of rotation of the drums, towards the geometric meeting point of the axes.
With inclined drums, ie drums whose axes cross, the direction in which the wire moves depends on the direction of: -rotation of the drums in question; whereas with drums whose axes intersect the movement of the wire
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takes place in the free space separating the two drums; the opposite occurs mainly with inclined drums: in this case, the advance takes place mainly where the wire is in contact with the drums.
What is essential with this displacement of the wire is that, owing to its advance, it temporarily executes a rotational movement on the drums so that it undergoes a false twist. In this way, not only is it subjected on all sides to the action of the liquid, but also, by an accumulation of wire alternating with a separation, a particularly intense exchange of liquid is determined, an exchange which otherwise does not take place. almost exclusively by broadcasting.
It is thus simultaneously possible to give, with a high spinning speed, more modest dimensions to the washing apparatus.
Several successive wet treatments can also be carried out, depending on the nature of the artificial silk to be obtained, the yarn being able, at will, also to be bleached, dyed, smoothed or glued.
It has also been observed that particular advantages are obtained when several threads coming from different dies which are advantageously close to each other are brought together in the form of a loop on the same pair of drums. It is then observed that the various threads separate from each other after several turns of the drums and that they move at regular intervals from one another, in the form of a winding with several helices towards the end of the drums.
The use of pairs of drums still makes possible a very significant saving in labor as well as an increase in operational safety, being @
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given that we no longer have to resort to special means to guide the wire in the form of helical turns on the drums. All crossings and entanglements of the various turns being ipso facto excluded.
The process makes it possible to obtain an artificial yarn having a quality which has not been possible until now. This thread is comparable, in fineness, to natural silk while being notably superior to it as regards the length under knots.
A subject of the present invention is also a device for implementing the method. This device consists of a spinning funnel of a known type, one or more drums with corresponding combs or guide drums in which the wet treatment takes place and finally a similar heated cylinder for drying. Between these different devices are yarn guides or deflection bars and at the end of the apparatus there is a winder, a spool or a twisting pin for winding the yarn in the twisted state or not.
The drums can be cylindrical or stepped or even conical. In these last two cases and depending on the properties envisaged for the yarn, it is possible to obtain a withdrawal or a drawing of the yarn in a simple manner.
The application of the treatment liquid can take place in different ways; the drums are turned in troughs. The watering of the drums has been shown to be particularly efficient and advantageous in service, the liquid flowing along the entire surface of the drum and thus giving rise to efficient treatment.
On the other hand, we can apply the principle
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against the current; in this case, the upright or slightly inclined position of the drums is advantageous. On the other hand, the drums can be perforated or grooved to allow easier processing of the yarn on all sides.
It has been found that it is particularly advantageous to hold at one side only the drums and, possibly, the guide combs, as has been shown with the cylinder 5 in Figures 2 and 3 of the accompanying drawing. . This considerably facilitates the introduction of the wire at the start of spinning. The service is further simplified if the drums are arranged perpendicular to the longitudinal direction of the machine.
In order to guide the artificial silk thread as well as the treatment liquid in the form of a helix, it is possible to provide a drum preferably arranged horizontally and provided with a scraper made of elastic material, for example rubber, scraper placed obliquely. relative to the generator of the drum and comprising openings arranged at intervals from one another, which scraper, as a result of the proper rotation of the drum, conveys the adherent liquid from one end of said drum to the other.
On the other hand, it is possible to provide a drum (preferably arranged horizontally) with grooves or notches arranged in a helix on its periphery, grooves or notches which, as a result of the proper rotation of the drum, convey towards, -.one end of the latter and in the form of a helix, the liquid which adheres to it.
Finally, it is also possible to provide a drum arranged obliquely, so that the liquid adhering to it also and essentially moves in a helical path.
Pairs of drums working without guide combs are organized with horizontal axes
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or inclined and they are controlled, preferably in groups or together, from a training device. it is good to have the drums for the wet treatment only on one side of the machine, the other devices for the drying and for the treatment of the dried yarn being on the other side of the said machine.
In the accompanying drawing, there is shown diagrammatically and by way of example only devices established in accordance with the present invention:
Fig. 1 shows a device for the continuous manufacture of a yarn, in which manufacture is used a spinning funnel;
Fig. 2 shows a device in which the yarn can contract during wet processing as it is stretched in successive stages during drying;
Fig. 3 shows the organization of the surface of a cylinder held on one side.
Fig. 4 is an elevational view of a vertical drum with a device for the tangential supply of the liquid;
Fig. 5 is a front view of a pair of horizontal drums with a device for supplying compressed air;
Fig. 6 is a side view of the same device;
Fig. 7 is a plan view of the same pair of drums;
Fig. 8 is a plan view of the lower drum alone fitted with the device for supplying liquid and for supplying air.
Figs. 9,10,11,12 and 13 are different views
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férents and partial views of an installation fitted with a scraper;
Figs. 14 and 15 are respectively an elevational view and a profile view of a pair of drums provided with grooves or notches in the form of a helix;
Fig 16 schematically shows a drum mounted obliquely and provided with a sprinkler device.
Fig. 17 is a schematic view of a pair of drums whose axes intersect;
Figs. 18 and 19 show schematically, seen in profile and seen in plan, two drums whose axes cross;
Fig. 2D schematically represents a machine for stretch-spinning, a machine comprising a pair of drums the axes of which intersect for wet processing.
In the example of FIG, 1, the wire 1 is treated, in the spinning funnel 2, by a stream of precipitating liquid then it is guided, passing over a deflection rod 24, towards a gutter 3, which is supplied from tube 4 with another liquid, for example acid. The wire then passes over another deflection rod 24 to apply, describing a helix, on a rotating drum 5, the various turns of the helix being guided in the hooks 12 of a guide comb 11. The drum 5 is guided, by its shaft ends 6 and 6 ', in bearings 7 and 7' and is immersed in a receptacle 8 supplied, according to the counter-current principle, with liquid, for example of water, from tube 9. Used liquid continuously flows through overflow 10. Arrows A and B indicate liquid movement.
The yarn, which has been wet-treated, then arrives on a heated drying drum 13, which drum rotates, through its shaft ends 16 and 16 'in bearings 17 and 17'. The drum is
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maintained at a uniform temperature by. hot steam, by a gas train or, in a particularly advantageous manner, by hot oil circulating and supplied by the axis. The different turns of wire are again introduced into the hooks 15 of a guide comb 14.
After the yarn 1 has been dried so as to be brought to the desired degree of humidity, it arrives on the cross-winding spool 18 along which it executes, in a known manner, thanks to the yarn guide 19, a back and forth movement.
In the example shown in FIG. 2, the yarn 1 which suitably is precipitated in the fine state, namely with a count of two deniers, is placed helically on a drum 5, held on one side by its shaft 6 in bearings 7 and 7 '. The drum is conical in shape, so that the wire can, while contracting, compensate for the internal tension resulting from the precipitation. If the drum is tapered in the reverse direction, the wire is stretched, which may be desired in some cases. Hooks 12 mounted on a guide comb 11 again ensure the maintenance of regular turns. The treatment with liquids (water, desulphurization baths, etc.) takes place by spraying the drum 5 above which several tubes 26, 26 'having small openings 27, 27' have been placed for this purpose.
The number of tubes and the length of the drum are increased according to the desired treatment and according to its duration. The liquids flow, after having passed over the surface of the drum, into a reservoir 8 in which they are collected. A number of separate drums and a corresponding number of reservoirs can also be used, where importance is attached to the separate recovery of liquids for processing.
From the drums 5, the wire passes over a further deflection rod 24, then is guided on a heated drum il $ which, thanks to a sleeve 13 ', receives the form
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of steps. The drum is held by its shafts 16 and 16 'in bearings 17 and 17'. The helical windings are ensured by the use of guide combs 14 and 14 'provided with hooks lb. The yarn is dried on the surface of the small diameter portion of the drying drum 13, then passes over a moistened roller 20 to be slightly moistened again, then arrives on the surface of the large portion. diameter 13 'of said drum where said yarn is dried in the stretched state.
The drying can also be carried out in such a way that the yarn passes first over the part of large diameter of the drum, then over the part of small diameter of said drum while being advantageously moistened between these parts. But the drying can also take place in two gradual phases, in that the yarn can, for example, be dried on one of the cylindrical surfaces, so as to have only 50% moisture and then be completely dried on the second cylindrical surface.
The disc 20 rotates in a container 21 which may be filled with water, a soap solution, a softening agent solution or a smoothing solution.
Instead of the guide combs 14 and 14 'with hooks 15, it is also possible to use individual grooved rollers or grooved cylinders.
The definitively sedhed yarn is then fed, passing over deflection rods 24 and through a yarn guide 22, to a yarn 23, on which it is envied in a known manner while undergoing twisting.
In fig. 3, there is shown a drum for wet processing, drum held on one side. The drum 5 is held by its shaft end 6 in a bearing 7, either vertically or in a po-
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substantially vertical sition. The surface of the drum has holes or recesses. The surface of the drum 5 is sprayed tangentially with processing liquid from the tube 25, the wire being fed into the liquid stream in accordance with the counter-current principle. The perforation of the surface of the drum has the advantage that at these points the liquid envelope of the drum surrounds the wire on all sides and can thus act on it.
Fig. 4 shows a vertical drum 30 held by its shaft 31 in a bearing 32. The liquid is projected tangentially, by means of the pipe 33, on the surface of the drum and moves downwards, spreading out along a trajectory becoming more and more vertical to finally flow, from the edge 34, into an annular container 35. The wire 36 is guided, in the form of a helical coil, around the periphery of the drum; comb 37 for guiding the wire, comb provided with hooks 38, is used to guide the various turns at regular intervals.
In fig. 5 to 8, we have planned a pair of drums
39 and 40 pour'le displacement of the wire. The liquid flows through two pipes 41 and 42 on the periphery of the lower drum 39 and it has a tendency under the action of gravity to flow towards the baà. However, thanks to the compressed air escaping from the tube 43, the liquid simultaneously performs a movement in the axial direction, so that the result of the two movements is a propeller-shaped path.
With the pair of cylinders 44 and 45 shown in Figs. 9 to 13, two scrapers 46 and 47 have been placed, placed obliquely with respect to the generatrix of the lower drum 44. The scrapers 46 and 47 have, on their rubbing edge, notches 48. It is brought by means of two pipes 49 and 50, two different liquids on the lower cylinder 44, liquids which, thanks to: scrapers
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46 and 47, are moved (for the direction of rotation designated by the arrow a) towards the right end.
A further rake 51 has been provided which prevents mixing of the two liquids. The water (or another liquid) brought in is always displaced µ. A small quantity to the right as a result of the toothed scraping edges; this water then flows through a notch 48 to be taken up, after a new distribution on the drum, by the next tooth, and to be routed further.
Figures 14 and 15 show a pair of cylinders 52 and 53 with helical grooves 54. Under the action of the helical grooves, the liquid is directed to the right in the direction of rotation designated by b in the drawing, from the same as a nut on a threaded rod and it flows to the lower end of cylinder 52; the direction of movement of the liquid can obviously be changed at will, depending on whether the grooves are right-hand or left-hand and depending on the direction of rotation of the cylinder.
Fig. 16 shows an inclined drum 55 which is held by its shaft 56 in a bearing 57. The liquid drips out of the pipe 58 and again moves in a helical path towards the drip edge 59, d 'where it drops into a container 60 where it can be collected. A guide comb 61, provided with hooks 62, also determines a regular helical winding of the wire 63.
With a pair of drums with intersecting axes (Fig. 17) the wet processing of the wire 64 takes place while it is being moved in the direction of the arrow d on the pairs of drums 65 and 66 and during that it moves sideways, while rolling, on the points where it makes or loses contact with the rollers.
- In an arrangement according to Figures 18 and 19,
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the drums are arranged obliquely, that is to say that the G.E.H. of the drum 68 crosses the U.F.D. of the drum 67, these axes being situated respectively in horizontal planes A and B. The wire 64 is brought to the upper drum 67 in the direction of the arrow corresponding to the direction of rotation of the drums 67 and 68, direction of rotation indicated by the arrow b; this wire then describes an arc of a circle arranged in a plane perpendicular to the axis and moves (while turning at the point of contact on the ... drum) in the open air following a path as short as possible to reach the lower drum 68 where the same operation is repeated. We obtain an advance in the direction of the arrow c.
The wet treatment of the yarn 64 takes place by wetting either the upper drum 67, or the lower drum 68, or both drums, and this in a manner which has not been shown in the drawing. either by immersing the two drums in baths or by watering them.
In the machine shown in FIG. 20 the yarn 1 is formed in the spinning device 2, passes from this device, on the deflection rod 24, passes through the gutter 3 which is supplied with acid from the tube 4, then arrives after have passed over the rods 69 and 70 on the pair of drums 65 and 66. The spent precipitating liquid is collected by the container 71 and the used acid is collected by the container 72, these two: containers being placed on console 73.
The drums 65 and 66, the axes of which intersect, are arranged in a row and the bearings 74 and 76 are arranged in a row with their shafts 75 and 77. These drums are controlled in rows from the longitudinal and longitudinal shafts 78 and 79% by means of helical toothed wheels 80 and 82, on the one hand, and 81 and 83, on the other hand. The yarn is treated during its passage over the drums.
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purses 65 and 66 by the washing liquid which is supplied by the tube 84, which then flows in the direction of the lateral displacement of the yarn on the surface of the drum and which is discharged by the trough 85.
The drums 65 and 66 can also all be arranged in a row in a horizontal plane, such that their axes intersect two by two, as shown in FIG. 17. They can also be arranged in a row one above the other in two planes and horizontal! As shown in Figures 18 and 19 / in such a way that their axes intersect.
From the drums 65 and 66, the wire passes over guide rods 86 and over idlers 87 to reach the other side of the machine where it makes several turns on a horizontal drying drum 88¯d 'where it is easily sent onto reels 89 which receive their winding motion from control drums 90.
Claims.
1.- Process for the manufacture of artificial yarns, characterized in that a yarn of a fine title, in the precipitated state, preferably a yarn produced by the funnel-spinning process, is subjected to the subsequent treatment with the necessary liquids, for example by washing, desulphurization, bleaching, dyeing and sizing baths, in helical turns on one or more rotating drums, is then dried on heated rotating drying drums, possibly again in helical turns and is finally wound onto a winding or twisting spool.