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Procédé et dispositif pour l'obtention chimico-mécanique de matières de filage de filasse en flocons cotonisées.
Les procédés connus pour l'obtention de matières de filage de filasse en flocons cotonisées reposent essentielle- ment sur un traitement chimique de la matière de départ de fi- bres de filasse sous forme de flocons embrouillés. Le dispositif employé à cet effet traite principalement la matière de départ par le système en paquets, en portians de 2-3000 kg., un écou- lement radial du bain s'effectuant de préférence dans les ré- servoirs de mouillage, de cuisson et de traitement par le chlore, etc..
Un rinçage préalable de la. matière après l'achèvement du traitement est effectué également dans le système par paquets,
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tandis qu'un traitement ultérieur, comme par exemple le rinçage final et l'avivage est effectué avantageusement sous la forme de flocons libres dans des machines à rincer analogues aux ma- chines à laver Léviathan connues pour le lavage de la laine.
C'est ainsi que s'effectuent également l'élimination de l'eau et le séchage de la matière de filage obtenue, d'une manière analogue au traite-ment final usuel dans le lavage de la laine.
Dans la désagrégation chimique des faisceaux de fi- bres de filasse en fibres individuelles, il importe, comme on le sait, essentiellement d'éliminer par un bon - rinçage des matières d'accompagnement non cellulosiques mises plus ou moins en solution par l'action chimique et qui, à l'état refroidi, ont plus ou moins la tendance de recoller les fibres indivi- duelles libérées. Cette élimination très poussée des matières agglutinantes, qui est absolument nécessaire pour l'obtention d'une matière de filage de filasse en flocons qui soit irrépro- chable au point de vue de la technique de la filature, ne peut jusqu'à présent être considérée comme résolue en aucune façon dans le traitement de la matière de départ en forme de flocons.
La conséquence en est que la matière de filage apparaît &près le séchage sous une forme agglomérée embrouillée qui ne peut être égalisée que de façon non satisfaisante même par des trai- tements d'ouverture mécaniques appliqués supplémentairement plusieurs fois. Ce traitement ultérieur mecanique est naturel- lement accompagné de détériorations des fibres et d'une perte de fibres nullement négligeable.
Cette constatation a conduit à passer d'une part à un traitement de la matière de départ en position de fibre paral- lèle, d'autre part à combiner au traitement chimique simultané- ment un traitement mécanique de la matière. Les méthodes de trai- tement de ce dernier genre employées jusqu'à présent présentent déjà des avantages par rapport au traitement en flocons. On ne
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peut toutefois pas parler encore d'une solution du problème,
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-1-edliminatIcLn à peu près complète des matières agglutinantes par lavage-.
Dans le traitement de la matière de départ en position parallèle de fibre-s, on est parti d'un traitement de la matière en forme de ruban de carde , La conformation normale du ruban de carde n'a toutefois pas- donné de bons résultats par suite de la séparation facile, par glissement des faisceaux de fibres de filasse, sans structure par eux-mêmes. On a par conséquent passé à l'idée de fabriquer moyennant l'emploi de plusieurs rubans de carde tordus au préalable, des câbles de matière fi- breuse à plusieurs torons.
L'emploi d'une forme en câble dans le traitement de la ma- tière de départ a supprimé, il est vrai,la séparation par glis- sernent des faisceaux. La disposition en câble usuelle jusqu'à présent ne présente toute-fois pas la position des fibres, de fa- çon parallèle marquée, car la préparation en câble peut se faire seulement en un traitement très grossier. La position parallèle désirable de toutes les parties de fibres autant que possible n'est donc nullement atteinte en cas d'emploi d'un câble. D'au- tre part, la traversée complète, par les bains, de la matière câblée, pour un :diamètre usuel du câble d'environ 80-100 mm., ne peut se réaliser en pratique avec sécurité.
Dans le cas d'une cuisson alcaline sous pression, le câble de matière fibreuse de préférence mouillé au préalable, est placé dans le récipient de cuisson en anneau ou en spirale autour du tuyau perforé d'amenée du bain et malgré une forte pression de la disposition en paquet chargée, on ne peut éviter qu'il reste des cavités dans le paquet. La conséquence en est que dans le cas d'un trajet radial de passage du bain, trajet qui présente pour les grandeurs usuelles des réservoirs une longueur mesurée radialement d'environ 0,8 m., et par suite de la haute pression
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de pompage nécessaire à cause de cette densité relativement gran- de de la matière, le bain tend à former des canaux par des in- tervalles restants.
De ce fait, toute la matière fibreuse conden- sée jusqu'au centre dans le câble n'est pas baignée de façon ir- réprochable et par conséquent l'uniformité du traitement chimique est compromise.
Dans le cas du traitement ultérieur de la matière fibreu- se en forme de câble, traitement auquel il faut combiner en même temps un traitement mécanique, il se produit également des dé- fauts d'uniformité. Le câble de matière fibreuse traité chimique- ment est conduit par exemple sur la machine a laver connue de corde de tissu, avec passage répété à travers les cylindres usuels d'écrasement au moyen des roues.
Le traitement mécanique ainsi combiné de la matière permet bien une amélioration notable de l'élimination des matières d'accompagnement dissoutes restant après le traitement chimique et par conséquent une plus grande finesse de la dissociation des fibres.
Un passage répété plus de deux fois du câble dans les cylindres d'écrasement a toutefois une action défavorable au point de vue de l' uniformité nécessaire, ce qui est provoqué par le manque d'uniformité inévitable de la densité des fibres dans le câble et par le diamètre inégal ou l'épaisseur inégale de celui-ci.
Dans le cas du passage répété trois ou plusieurs fois du câble dans les cylindres d'écrasement, seules les sections plus denses et plus épaisses du câble, par exemple, en cas de pressage répété trois fois, les deux extrémités de câble exté- rieures éventuellement plus épaisses sont naturellement soumises à une action mécanique par écrasement tandis que la section mé- diane éventuellement plus mince du câble parcourt les cylindres sans écrasement suffisant ou, suivant l'épaisseur, sans aucun
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écrasement. Lors du passage usuel répété plusieurs fois, par exemple dix fois,du câble dans les cylindres d'écrasement, les défauts d'uniformité augmentent naturellement rapidement.
Dans le cas d'un câble de fibres manquant fortement d'uni- formité, un passage répété deux fois seulement peut avoir une action défavorable car la disposition constructive des cylindres de pression permet seulement un déplacement compensateur limité.
D'autre part, un séchage uniforme de la matière fibreuse traitée complètement, se trouvant sous la forme de câble, n'est pas possible, en cas de densité inégale des fibres, sans dété- rioration des fibres par suite- d'une dessication excessive des couches extérieures de fibre-s. On est par conséquent passé à l'idée d'abandonner la forme de câble avant le séchage par le fait qu'on découpe le câble'en tronçons µ'environ 100 mm. qui sont ouvertes avant, le séchage dans une machine de dissociation et sont amenées au-moyen d'un appareil d'alimentation à un séchoir à bande.
Il en résulte de nouveau une position embrouillée des fibres qui par suite- du meilleur rinçage possible au préalable, contrairement au traitement en flocons, ne provoque pas une agglomération aussi forte, mais qui exige toutefois d'autre part que la matière, après dessication et avant la préparation au filage, soit soumise à une ouverture mécanique plus intensive.
Le but de la présente invention est de supprimer des in- convénients du traitement de la matière fibreuse en forme de câble.
La matière de départ de fibres de. filasse, à l'état non roui ou roui,, est d'abord placée dans ce but,avec une borne position parallèle des fibres, sous la forme d'un ruban d'épaisseur uni- forme et ensuite mise en grands enroulements à position croisée de la manière usuelle,
La matière fibreuse est alors amenée, avec une torsion si- multanée suffisamment forte et moyennant un mouillage- simultané, sous la forme d'une mèche concentrée et est ensuite enroulée en
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une opération en grands enroulements croisés de par exemple 600 mm. de diamètre et de longueur à peu près égale.
Le mouillage employé qui produit déjà par lui-même, par exemple moyennant l'em- ploi d'eau chaude, une uniformisation du traitement chimique ul- térieur de la matière fibreuse, peut également être rendu un traitement préalable chimico-physique, par exemple par l'emploi de solutions alcalines caustiques diluées, dans le cas d'un trai- tement alcalin ultérieur, ou moyennant l'emploi d'acide chlorhy- drique dilué, par exemple en vue de la préparation de la matière fibreuse pour un traitement ultérieur par le chlore.
A ce traitement préalable se raccorde le traitement prin- cipal chimique proprement dit, de la matière fibreuse. Consciem- ment, on n'emploie pas le traitement concentré de la matière fi- breuse en paquets mais le traitement est effectué à l'état sub- divisé.
Les enroulements de mèche traités au préalable par mouillage, ayant par exemple un poids à sec de 20-30 kg, sont engagés sur des douilles perforées,et sont juxtaposés et super- posés dans des récipients comme dans les opérations connues de blanchiment et de teinture de bobines croisées de fil. Dans ces récipients, la matière fibreuse, restant dans les enroulements en position parallèle, est soumise en partie moyennant cuisson sous pression, ou dans le cas d'un traitement de blanchiment et d'un rinçage, dans des récipients ouverts, à un rinçage à fond alternant de l'intérieur des enroulements vers l'extérieur et vice-versa, radialement.
L'avantage du traitement subdivisé de la matière fibreuse en enroulements de mèche par rapport au rinçage radial exécuté en grandes formations de paquets résulte sans ambiguïté du fait qu'en comparaison de la traversée d'une paroi radiale de matière d'environ 800 mm. de passage de la matière, sur les enroulements de mèche avec une densité radiale (paroi) de matière d'environ 250 mm. seulement, l'action de rinçage se fait beaucoupplus favo-
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rablement.
Avant tout l'action du passage du liquide sur les mè- ches de matière fibreuses de même épaisseur- et de même densité placées en couches croisées uniformes dans les enroulements, peut être maintenue parfaitement uniforme tandis que lors du passage radial à travers de grandes formations en paquets de câble, par suite de la formation inévitable de canaux pour le bain, il teste des nids de matière moins fortement traitée ou pas traitée du tout. La densité de- matière plus faible et plus uniforme, en comparaison des grandes formations en paquets de câble, sur les enroulements de mèches, permet en outre un rinçage plus à fond et plus rapide de la matière fibreuse, ce' qui donne l'avantage supplémentaire du raccourcissement du traitement ultérieur de la matière sur des machines à rincer.
Le raccourcissement possible du traitement ultérieur a encore pour conséquence une simplifica- tion du dispositif.
Le traitement ultérieur des mèches de fibres ayant seulement une épaisseur d'environ 20 mm. se fait naturellement aussi plus avantageusement et plus à fond que le traitement d'un câble plus épais. Par suite de l'imprégnation plus-rapide et plus uniforme des mèches plus minces, on obtient également la'possi- bilité d'intercaler à la suite d'une cuisson sous pression dans le réservoir sous pression, si on le désire, une cuisson ultérieu- re de la matière fibreuse avec un passage ininterrompu des mèches dans des bains de cuisson ouverts et des dispositifs d'écrasement, à laquelle on peut raccorder avec le même effet d'autres rinçages ou d'autres éliminations de matières d'accompagnement non cellu- losiques dissoutes, ainsi qu'un traitement d'avivage.
Ce mode de traitement ultérieur qui, par suite de l'action s'effectuant de façon plus sure et plus simple du traitement, peut être répété, suivant la dissociation désirée des fibres, à volonté jusqu'à l'élimination à peu près complète des matières d'accompagnement, est d'une importance décisive en comparaison du traitement inef- ficace en câble.
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Il devient ainsi possible de combiner efficacement à l'action chimique un traitement mécanique simultané des matières fibreuses. Ce traitement peut, suivant la matière de départ, être modifié plus facilement et approprié de façon sure à la désa- grégation désirée des fibres.
Le traitement de la matière fibreuse en forme de mèche permet ensuite une élimination de l'eau et un séchage de la ma- tière avec conservation de la forme de mèche. L'avantage de la conservation de la position parallèle des fibres jusqu'après le séchage permet finalement alors une ouverture mécanique préser- vant les fibres, qui par suite d'un traitement de désagrégation plus efficace de mèches de fibres plus faciles à ouvrir par elles- mmes peut se faire de telle manière que la matière fibreuse peut être amenée dans la direction longitudinale des fibres aux orga- nes ouvreurs.
Les dispositifs à employer sont en partie nouveaux a côté de ceux de conformation connue. Après une mise connue de la ma- tière fibreuse en enroulements en rubans, on produit une trans- formation nouvelle des rubans en une forme de mèche avec mouil- lage simultané de la matière fibreuse. Les enroulements en raban sont dans ce but placés dans une sorte de centrifuge et le ruban est pris à la couche intérieure de l'enroulement pour être enrou- lé ensuite, après torsion provoquée par la rotation de la centri- guge et après passage dans un dispositif de mouillage, en une seule opération, en un enroulement croisé de grande dimension.
En vue de gagner du temps, on peut, si on le désire, superposer deux .ou plusieurs enroulements de rubans dans la centrifuge.
Dans ce cas, l'extrémité extérieure de l'enroulement supérieur en ruban est reliée à l'extrémité intérieure de l'enroulement en ruban venant immédiatement en-desso us. Après déroulement de l'enroulement supérieur en ruban, l'enroulement inférieur peut alors se dérouler sans interruption. Par suite de la torsion et de 1,'augmentation simultanée de densité de la mèche par le mouil-
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lage, il est possible de placer deux ou plusieurs longuers d' enroulement en ruban sur un enroulement plus grand en mèche, d'environ 20-30 kg. de poids à sec.
La traversée des'enroulements de mèches par le liquide se fait dans des appareils analogues à ceux établis pour le trai- tement de bobines croisées de fil., avec cette différence que pour les grands enroulements de- mèche, en vue de l'augmentation du caractère -économique, les dimensions des réservoirs sont augmen- tées de façon correspondante et il est fait usage- de dispositifs appropriés-pour l'introduction et l'extraction des enroulements de mêche. Ces dispositifs sont établis de manière connue telle que plusieurs enroulements juxtaposés et superposés sur des piè- ces intérieures peuvent être chargés dans les réservoirs et re- tirés. La conduite des mèches à travers les groupes de traitement ultérieur- se fait égaiement suivant une-disposition nouvelle.
Les enroulements de mèches traités au préalable sont mon- tés sur des grilles d'ou. les mèches sont retirées en plusieurs couches superposé&s et amenées au premier-groupe de traitement ultérieur. Chaque mèche parcourt séparément les bains de traite- ment et avec une circulation répétée une seule fois, les dispo- sitifs d'écrasement. ceux-ci sont conformés de telle manière qu'au-dessus d'un cylindre inférieur continu on a disposé plu- sieurs cylindres de pression étroits, chacun pour deux passages de mèche, et placés élastiquement les uns à coté des autres.
On assure ainsi un traitement mécanique des fibres irré- prochable, exercé sur toute la longueur des mèches. Après l'a- chèvement du traitement ultérieur et l'élimination de l'eau par écrasement des mèches, celles-ci sont mises, réunies à plusieurs, en de grande enroulements d'où les mèches peuvent être conduites alignées en couches serrées les unes à côté des autres ou au-dessus des autres, vers un dispositif de séchage ou bien les mèches sont conduites d'une manière analogue à un dispositif de séchage im-
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médiatement après élimination de l'éau. Apres avoir parcouru le dispositif de séchage, les mèches sont conduites, avantageusement directement en position parallèle étirée, au dispositif d'ouver- ture.
L'ouverture se fait d'une manière connue, avantageusement en deux étages, par une ouverture préalable et une ouverture en f in.
Le dessin représente schématiquement un exemple de réa- lisation d'un dispositif pour la réalisation du procédé.
La fig. 1 montre en coupe un dispositif pour la torsion de la matière fibreuse se trouvant en forme de ruban dans les enroulements pour former des mèches de fibres condensées, le dis- positif sérvant également à mouiller et à réenrouler les mèches en grands enroulements en position croisée.
La fig. 2 montre en vue en plan le dispositif de cummande pour la centrifuge suivant la fig, 1.
Les fig. 3a - 3c montrent en coupe partielle le disposi- tif pour le traitement ultérieur des mèches.
La fig. 3c montre le dispositif partiel pour le traitement final et le traitement ultérieur des mèches de fibres.
La fig. 4 montre le dispositif écraseur à grande échelle en vue de coté.
La fig. 5 est une vue de dessus correspondante.
Dans un réservoir centrifuge 1 (fig. 1), qui sert à rece- voir deux enroulements en rubans, on a placé les enroulements en rubans a et b. Le ruban 2 sortant par l'intérieur de l'enrou- lement supérieur passe dans un anneau 3 de guidage et de concen- tration disposé centralement et est, extrait de la centrifuge par l'intermédiaire de la poulie de renvoi 4a, par le dispositif de cylindres 4 en trois parties. Le dispositif de cylindres 4 peut par exemple être disposé directement dans un reservoir de mouil- lage 5. Le dispositif d'enroulement 6 se mouvant en va-et-vient attire les mèches 2' avec une minime avance à travers l'anneau de concentration 7.
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La commande du réservoir centrifuge 1 se fait par l' in- termédiaire de la roue dentée actionnée 8 qui entraîne les roues dentées 9,9' et 9" disposées de façon planétaire. Ces dernières sont fixées sur les arbres 10, 10' et 10" qui sont supportés vers le bas et vers le haut, en 11,11' et 11" et 12,12' et 12". Les paliers 12, 12' et 12" sont disposés sur un châssis en trois par- ties 13,13' et 13". Sur les arbres 10, 10' et 10", on a fixé en outre despoulie s à cordon de commande désignées par 14,14', 14" qui actionnent au moyen du cordon sans fin 15, le réservoir- cen- trifuge 1 avec un triple enlacement centrent ce dernier.
En vue d'un centrage plus facile du réservoir centrifuge le bout d'ar- bre 16 de la centrifuge est monté essentiellement seulement dans un palier de base 17. Les paliers 12,12' et 12" sont dis- posés de telle manière qu'ils maintiennent toujours sous tension le cordon sans fin par une élasticité agissant radialement.
Le dispositif de traitement ultérieur représenté en par- tie aux fig. 3a, 3b et 3c montre l'introduction des mèches 18 qui se déroulent d'une grille non représentée ou des enroulements de mèches, par l'agencement d'attraction 19 à cylindres en trois parties. Après avoir passé par le rouleau 20 et avoir été mouil- lées dans la cuvette- 21, les mèches sont conduites en passant sur une table de guidage 22 au premier dispositif écraseur 23. Après le passager du dispositif écraseur, les mâches sont ramenées cha- cune séparément par- l'intermédiaire du rouleau 24 dans le bain de traitement 25 pour être ramenées une seconde fois, en passant par un anneau de guidage 26 et sur la table de guidage 22, au dispositif écraseur.
Les mèches sont amenéea alors par le rouleau 27 au second bain de- traitement dans lequel elles traversent de la même manière qu'on l'a décrit précédemment, le bain et le dispositif écraseur. pour éviter que les mèches de fibres dissociées relati- vement fortement vers la fin du traitement se séparent par glis-
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sement, il est avantageux d'effectuer le traitement final, par exemple l'avivage, sur un grand dévidoir qui, comme le montre la fig. 3c, plonge profondément dans le bain de trai- tement et autour duquel les mèches sont conduites une fois ou plusieurs fois chacune indépendamment des autre s. L'amenée se fait éventuellement moyennant l'emploi d'un bande d'amenée tournante 28a.
Après le départ du dévidoir 28, les mèches sont conduites sur le rouleau de renvoi 29 de telle manière que lorsqu'elles atteignent la seconde fois le dévidoir. elles s'étendent en spirale. Les mèches sont ensuite conduites à un dispositif écraseur final 30 qui, contrairement aux dispo- sitifs écraseurs décrits plus haut, est réalisé en trois par- ties. Ce dernier dispositif ecraseur est parcouru par les mè- ches une fois se ulement.
On peut voir aux fig. 4 et 5 à plus grande échelle la disposition des cylindres de pression étroits des dispositifs écraseurs 23. Les cylindres de pression 23' , 23" et ainsi de suite sont disposés avec décalage sur un cylindre inférieur 23 de telle manière que les mèches de fibres peuvent parcourir en disposition serrée, côte à côte, le dispositif écraseur(voir direction des flèches à la fig. 5) . Les cylindres de pression sont disposés de façon àcsoiller autour des points 32 et 32' sur les leviers 31,31' en forme de fourches et sont en outre montés à ressort à l'extrémité des balanciers aux points 33,33' de façon qu'en cas d'épaisseurs plus ou moins facilement dif- férentes des mèches, les cylindres de pression peuvent céder de façon correspondante.
Pour le soulèvement éventuel des cy- lindres de pression, on a disposé des cames de soulèvement 34, 34', etc., en-dessous des leviers 31, ces cames pouvant tourner sur des arbres 35,35'. Les cames sont disposées en outre de façon à pouvoir coulisser sur les arbres 35 pour qu'on puisse
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les amener, en cas de dérangements, sous le levier à soule- ver dans chaque cas. Le dispositif de déplacement des cames n'est-pas représenté. Des dispositifs d'arrosage 36 (voie fig.
3a et 3b) facilitent le traitement ultérieur dont le disposi- tif peut être composé, si on le désire, de plusieurs groupes.
Pour les bains de cuisson, on emploie avantageusement des ré- servoirs à double fond (fig.3b). Entre les deux fonds- se trouve placé le dispositif de chauffage 37. Des bains de traitement précieux, comme le bain d'avivage peuvent être uti- lisés de façon répétée par pompage en circulation au moyen d'un réservoir s urélevé.