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" Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour le traitement de fils ou fibres ".
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La présente invention est relative à des procédés et dispositifs pour le traitement de fils ou fibres, plus spécialement en une matière non-métallique .
Elle consiste, principalement, à soumettre les fils ou fibres à l' action d'un bain liquide propre à attaquer chimiquement les fils ou fibres, en même temps que l'on amène à ceux-ci un courant de bulles gazeuses.
Le degré de l'action du bain liquide, attaquant chimiquement les fils ou fibres, sur ces derniers, peut être réglé en premier lieu par un réglage exact de la durée de son action- Quand, par exemple, les fils ou fibres passent d'une manière continue dans le bas, on peut régler la longueur de leur trajet dans le bain et leur vitesse d'avancement suivant l'importance de l'effet désiré.
Par l'effet des bulles gazeuses sur les fils ou fibres, soumis à l'action du bain liquide, il est possible de modifier cette action . Sans l'interven- tion de ces bulles il serait à peine possible-de trai- ter, de la manière indiquée, des fils fins ou des fibres ayant une épaisseur de quelques 10 -3 mm. car ils se- raient détruits par le liquide .
Les bulles se posent sur la surface des fils ou fibres et forment pour ainsi dire, de cette manière, un revêtement protecteur. Elles n'adhèrent toutefois pas fermement à ces fils ou fi- bres mais le courant permanent des bulles gazeuses a poux effet que celles-ci sont refoulées constamment en se détachant desdits fils ou fibres, Pour pouvoir régler ce processus désordonné il est avantageux de déta- cher, à des intervalles réguliers, les bulles gazeu- ses des fils ou fibres- Ceci se fait par une action
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intermittente ou périodique, pour laquelle des oscilla- tions, telles que des ondes sonores ou des ultrasons, peuvent être utilisées.
Une autre possibilité existe, quand on se sert d'un courant d'hydrogène gazeux obtenu par électrolyse, en superposant au courant continu, utilisé pour la production de l'hydrogène, un courant alternatif à fréquence élevée. 'Si l'on utilise, par exemple, un courant alternatif de 350 périodes par minute, on obtient, 350 fois par Minute, que les bulles gazeu- ses, adhérant aux fils ou fibres, se détachent de ceux-si .
Par le procédé, qui fait l'objet de l'invention, on obtient des fils ou fibres qui peuvent être aisément munis de revêtements, plus particulièrement ceux de nature métallique - Aux fils ou fibres, traités selon l'invention, adhèrent, d'une manière particulièrement uniforme et solide,des revêtements métalliques appli- qués par électrolyse ainsi que ceux obtenus par vapori- sation du métal.
Un autre avantage du procédé, faisant l'objec de l'invention, réside dans le fait que l'on peut obtenir,d'une manière exactement réglable, une diminu- tion du diamètre des fils ou fibres traités* C'est ain- si que le procédé permet de donner à des fibres de verre, ayant une épaisseur de 5.10-3 mm., une épaisseur
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de 0 , 5 , i¯0 mam .
Les bulles gazeuses peuvent être introduites dans le bain de traitement depuis l'extérieur mais il est particulièrement avantageux de produire ces bulles, par voie chimique ou électrochimique, dans le bain lui-même De cette manière, il est particulière- ment simple de faire agir un courant gazeux continu sur les fils ou fibres.
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Un mode de réalisation de ltinvention, qui peut être réalisé d'une manière simple et avantageuse en pratique, consiste à produire par électrolyse de l'hy- drogène dans le bain de traitement, à un endroit qui se trouve en dessous du trajet suivi par les fils ou fibres.
Les bulles d'hydrogène montent alors dans le bain et traversent la bande formée par les fils ou fibres en adhérant ainsi à celles-ci . La production de l'hydrogène se fait par un courant continu . Si l'on superpose à celui-ci un courant alternatif , les bulles gazeuses se détachent périodiquement des fils ou fibres.
Les fréquences des impulsions, qui provoquent ce déta- chement, correspondent à celle du courant alternatif superposé.
Le réglage des dimensions des bulles gazeuses est également important.. Dans la plupart des cas on ob- tient le meilleur effet avec des bulles très fines* Ceci peut être réalisé, quand la production du gaz se fait par électrolyse , en utilisant une cathode avec des pores fins. En outre, il est avantageux d'adopter une anode dont la surface est plus petite que celle de la cathode ce qui permet d'obtenir une réduction de la densité du courant à la cathode et, par conséquent, une diminution de la grosseur des bulles gazeuses.
Le procédé, selon l'invention, a une importance particulière pour le traitement des fils et fibres de verre . Dans ce cas on utilise avantageusement comme liquide attaquant les fils ou fibres une solution d'aci- de fluorhydrique dilué . La concentration du bain est à déterminer en fonction de l'effet désiré, plus spéciale- ment de la réduction du diamètre . Pour des fils ou des fibres constitués -en-un verre attaquable par les alcalis
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on peut se servir également d'une.solution diluée d'al- cali . Le procédé selon l'invention convient toutefois également pour d'autres fils ou fibres, par exemple des fils de cellulose et dans ce cas on utilise, comme bain liquide, une solution cupro-ammoniacale.
Comme fibres artificielles on peut traiter, par exemple, des fils d'acétate de cellulose par le procédé selon l'in- vention et dans ce cas on se sert d'un mélange sol- vant dont la vit-esse de dissolution pour les fils susdits n'est pas trop grande . On peut utiliser, par exemple, des mélanges solvants qui ne contiennent que des quantités réduites d'un solvant à action rapide, comme l'acétone, et des quantités plus importantes de solvants à action lente, comme l'alcool méthylique ou éthylique. Si l'on veut, dans ce cas, produire le courant gazeux par élec- trolyse, le mélange solvant contient, avantageusement,des quantités réduites d'eau .
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du nouveau procédé . Il comprend une cuve destinée à contenir le bain liquide, des moyens pour faire passer les fils ou fibres dans ce bain et des moyens pour produire des bulles gazeuses dans celui-ci-
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
Les figures 1 et 2 montrent, respectivement, en perspective (parties arrachées) et en plan (après enlève- ment de l'électrode supérieure), le dispositif en ques- tion.
La figure 3 montre, en coupe verticale schématique, le montage électrique d'une variante.
Le dispositif, montré sur les figures 1 et 2,
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comprend une cuve 1 dans laquelle sont logées deux électrodes horizontales 2 et 3, l'électrode inférieure
3 étant la cathode et l'électrode supérieure 2 l'anode.
Comme déjà dit, il est avantageux de donner à la catho- de 3 une surface plus grande qu'à l'anode 2 et d'utiliser une matière à pores fins ou de structure grossière pour cette cathode . Les anodes doivent pouvoir résis- ter au bain liquide et peuvent être constituées, par exemple, par des tôles platinées ou recouvertes de mousse de platine . Les paires de rouleaux 5 et 6 servent à l'entraînement et au guidage des fils ou f i- bres 9 dans le bain servant au traitement. Ces fils ou fibres sont déroulés de la bobine 7, traversent le bain et sont enroulés sur la bobine 8.
Celle-ci est entraînée par un dispositif de commande (non montré) mais les rouleaux 7,5 et 6 peuvent également être actionnés* Quand on traite selon l'invention une bande de fibres, entassées d'une manière lâche, on peut établir au-dessus et en dessous de cette bande des cour- roies -protectrices et de soutien, à larges mailles, qui empêchent que les fibres se dégagent hors de la bande et se répandent dans le bain.
Entre les électrodes 2 et 3 sont établis des organes de soutien auxiliaire 4 pour la bande formée par les fils ou fibres. Les électrodes sont alimentées, par des bornes (non montrées), avec du courant continu, ce qui donne lieu à la production d'hydrogène à la cathode 3. L'anode 2 est, avantageusement, constituée par un treillis, un grillage ou une tôle perforée pour éviter l'accumulation du gaz sous l'anode .
Les électrodes 2 et 3 peuvent, le cas échéant, être alimentées avec un courant continu pulsatoire, mais il est particulièrement avantageux de superposer au
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courant continu un'courant alternatif. Un montage élec- trique, qui convient à cet effet, est montré schématique- ment sur la figure 3. Dans ce cas on prévoit, en plus des électrodes 2 et 3 reliées à une source de courant continu 10, une électrode supplémentaire 11, en forme de grille, que l'on relie à une borne d'une génératrice de courant alternatif 12 dont l'autre borne est connectée à la cathode 3. Cette dernière est donc traversée par un courant continu et par un courant alternatif super- posé.
Pour empêcher qu'une partie du courant continu, fourni par la source 10, s'écoule par l'électrode 2, l'électrode 11 et la source de courant alternatif 12, reliées en série, on peut constituer l'électrode 11 en une matière ayant une tension de polarisation plus élevée que celle de l'électrode 3 ou l'on peut recouvrir l'électrode 11 d'une couche isolante extrêmement mince, agissant comme un diélectrique et obtenue, éventuellement, à partir du bain.
Il est également possible de faire passer le cou- rant alternatif et le courant continu dans le bain par deux ensembles d'électrodes qui sont séparés et ne comportent donc pas une électrode commune.
Pour obtenir une répartition régulière du courant sur la surface des électrodes, il peut éventuellement être nécessaire d'établir dans le bain, comme connu, des écrans non conducteurs ou d'autres organes assurant la sépartition du courant.
RESUME
L'invention a pour objet des perfectionnements ap- portés aux procédés et dispositifs pour le traitement de fils ou fibres, lesquels perfectionnements, utilisés séparément ou en combinaison, consistent notamment :
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"Improvements to processes and devices for treating yarns or fibers".
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The present invention relates to methods and devices for the treatment of threads or fibers, more especially of a non-metallic material.
It consists, mainly, in subjecting the threads or fibers to the action of a liquid bath suitable for chemically attacking the threads or fibers, at the same time that a stream of gas bubbles is brought to them.
The degree of the action of the liquid bath, chemically attacking the yarns or fibers, thereon, can be regulated in the first place by an exact adjustment of the duration of its action - When, for example, the yarns or fibers pass from continuously at the bottom, the length of their path in the bath and their speed of advance can be adjusted according to the size of the desired effect.
By the effect of the gas bubbles on the threads or fibers, subjected to the action of the liquid bath, it is possible to modify this action. Without the intervention of these bubbles it would hardly be possible to process, in the manner indicated, fine yarns or fibers having a thickness of a few 10 -3 mm. because they would be destroyed by the liquid.
The bubbles settle on the surface of the threads or fibers and thus form, so to speak, a protective coating. However, they do not adhere firmly to these threads or fibers but the permanent current of the gas bubbles has the effect that they are constantly pushed back by detaching themselves from said threads or fibers. To be able to regulate this disordered process it is advantageous to detach - expensive, at regular intervals, the carbonated bubbles of the threads or fibers - This is done by an action
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intermittent or periodic, for which oscillations, such as sound waves or ultrasound, can be used.
Another possibility exists, when using a current of gaseous hydrogen obtained by electrolysis, by superimposing on the direct current, used for the production of hydrogen, an alternating current at high frequency. If, for example, an alternating current of 350 periods per minute is used, the gas bubbles, adhering to the yarns or fibers, are obtained 350 times per minute from them.
By the process, which is the subject of the invention, one obtains son or fibers which can be easily provided with coatings, more particularly those of a metallic nature - To the son or fibers, treated according to the invention, adhere, of in a particularly uniform and solid manner, metallic coatings applied by electrolysis as well as those obtained by vaporization of the metal.
Another advantage of the process which forms the subject of the invention lies in the fact that it is possible to obtain, in an exactly adjustable manner, a reduction in the diameter of the treated yarns or fibers. if that the process makes it possible to give glass fibers, having a thickness of 5.10-3 mm., a thickness
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from 0, 5, ī0 mam.
The gas bubbles can be introduced into the treatment bath from outside, but it is particularly advantageous to produce these bubbles, chemically or electrochemically, in the bath itself. In this way, it is particularly easy to operate a continuous gas stream over the threads or fibers.
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One embodiment of the invention, which can be carried out in a simple and practical manner, is to electrolytically produce hydrogen in the process bath at a location below the path followed by the process. yarns or fibers.
The hydrogen bubbles then rise in the bath and pass through the strip formed by the threads or fibers, thus adhering to them. The production of hydrogen is done by direct current. If an alternating current is superimposed on it, the gas bubbles periodically detach from the threads or fibers.
The frequencies of the pulses, which cause this detachment, correspond to that of the superimposed alternating current.
The adjustment of the dimensions of the gas bubbles is also important. In most cases the best effect is obtained with very fine bubbles * This can be achieved, when the gas is produced by electrolysis, by using a cathode with fine pores. In addition, it is advantageous to adopt an anode whose area is smaller than that of the cathode, which enables a reduction in the current density at the cathode and, consequently, a decrease in the size of the bubbles. carbonated.
The method according to the invention is of particular importance for the treatment of son and glass fibers. In this case, a dilute hydrofluoric acid solution is advantageously used as the liquid which attacks the yarns or fibers. The concentration of the bath is to be determined as a function of the desired effect, more especially of the reduction in diameter. For threads or fibers made of glass which can be attacked by alkalis
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a dilute alkali solution can also be used. The process according to the invention is however also suitable for other yarns or fibers, for example cellulose yarns and in this case, a cupro-ammoniacal solution is used as the liquid bath.
As artificial fibers, it is possible to treat, for example, cellulose acetate yarns by the process according to the invention and in this case a solvent mixture is used, the speed of dissolution of which for the yarns. above is not too large. For example, solvent mixtures can be used which contain only reduced amounts of a fast acting solvent, such as acetone, and larger amounts of slow acting solvents, such as methyl or ethyl alcohol. If, in this case, it is desired to produce the gas stream by electrolysis, the solvent mixture advantageously contains reduced amounts of water.
Another subject of the invention is a device for implementing the new method. It comprises a tank intended to contain the liquid bath, means for passing the threads or fibers in this bath and means for producing gas bubbles therein.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the invention.
Figures 1 and 2 show, respectively, in perspective (parts cut away) and in plan (after removal of the upper electrode), the device in question.
FIG. 3 shows, in schematic vertical section, the electrical assembly of a variant.
The device, shown in Figures 1 and 2,
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comprises a tank 1 in which are housed two horizontal electrodes 2 and 3, the lower electrode
3 being the cathode and the upper electrode 2 the anode.
As already said, it is advantageous to give the cathode 3 a larger surface area than the anode 2 and to use a material with fine pores or a coarse structure for this cathode. The anodes must be able to withstand the liquid bath and may be formed, for example, by sheets with platinum or covered with platinum foam. The pairs of rollers 5 and 6 are used for driving and guiding the wires or fibers 9 in the bath used for the treatment. These threads or fibers are unwound from the spool 7, pass through the bath and are wound on the spool 8.
This is driven by a control device (not shown) but rollers 7,5 and 6 can also be actuated * When treating according to the invention a strip of fibers, loosely piled up, can be established at above and below this band are protective and supportive straps, with wide mesh, which prevent the fibers from escaping out of the band and spreading in the bath.
Between the electrodes 2 and 3 are established auxiliary support members 4 for the strip formed by the son or fibers. The electrodes are supplied, by terminals (not shown), with direct current, which gives rise to the production of hydrogen at the cathode 3. The anode 2 is, advantageously, constituted by a mesh, a mesh or a mesh. perforated sheet to prevent gas from accumulating under the anode.
The electrodes 2 and 3 can, if necessary, be supplied with a pulsating direct current, but it is particularly advantageous to superimpose on the
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direct current an alternating current. An electrical arrangement which is suitable for this purpose is shown schematically in FIG. 3. In this case, in addition to the electrodes 2 and 3 connected to a direct current source 10, an additional electrode 11 is provided. grid form, which is connected to a terminal of an alternating current generator 12, the other terminal of which is connected to the cathode 3. The latter is therefore traversed by a direct current and by a superposed alternating current.
To prevent part of the direct current, supplied by the source 10, flowing through the electrode 2, the electrode 11 and the alternating current source 12, connected in series, the electrode 11 can be formed into one material having a higher bias voltage than that of the electrode 3 or the electrode 11 can be covered with an extremely thin insulating layer, acting as a dielectric and obtained, optionally, from the bath.
It is also possible to pass the alternating current and the direct current in the bath through two sets of electrodes which are separate and therefore do not have a common electrode.
To obtain a regular distribution of the current over the surface of the electrodes, it may possibly be necessary to establish in the bath, as known, non-conductive screens or other members ensuring the separation of the current.
ABSTRACT
The subject of the invention is improvements to methods and devices for treating yarns or fibers, which improvements, used separately or in combination, consist in particular: