<EMI ID=1.1>
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dité, on extrude ou éjecte une solution ou laque de la matière coagulable à travers un certain nombre de petits orifices d'une filière dans une chambre
de coagulation où la fibre est coagulée dans un bain de coagulant liquide. Avec du fil continu en filament, on rencontre peu de difficulté pour coaguler
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filaments) qui constituent le brin extrudé par une filière unique car l'agent coagulant pénètre dans tous les filaments des petits faisceaux-. Cependant ? le problème est plus compliqué dans le cas de l'étoupe que l'on utilise principalement dans la fabrication de fibres en mèche. On désire pour l'étoupe un nombre extrêmement élevé de fibres relativement minces. De plus, plus est élevé le.nombre de ces filaments que l'on peut obtenir à l'aide d'une simple fi-, lière, plus est élevée l'efficacité de fabrication, car un plus petit nombre de filières et par suite un plus petit nombre de positions 'de filage sont né-
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l'aide d'une seule filière en augmentânt la surface de la face de la filière, d'autres considérations limitent la taille possible des faces de la filière
à un maximum de quelques centimètres. Des problèmes supplémentaires se présen�
<EMI ID=5.1> coagulante maintenue au-dessous de 10[deg.] et de préférence de quelques degrés au-dessus ou au-dessous de 0[deg.]. Quand on utilise les filières connues pour là
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température.parmi les divers orifices d'une seule filière, qu'il en résulte des différences inacceptables de valeur des deniers de filaments. De plus, on a trouvé que l'action échauffante de la solution de filage élevait la température du liquide coagulant dans la zone immédiate d'extrusion à un point'
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lique, ce qui était visible d'après l'aspect laiteux et opaque des filaments
et par leur aptitude réduite à l'étirage nécessaire pour orienter les molécules et leur donner leur résistance maximum.
La présente invention a pour but de réaliser un procédé amélioré à l'aide de filières améliorées pour le filage au mouillé de fibres artificielles en général, et en particulier pour le filage au mouillé d'étoupe de fibres artificielles par extrusion d'une solution relativement chaude dans
un bain coagulant relativement froid par le procédé décrit dans le brevet précité.
L'invention concerne donc un procédé de filage au mouillé de filaments artificiels consistant à éjecter de façon continue dans un bain coagulant liquide une matière polymère coagulable sous forme d'un courant creux interrompu sur sa périphérie, et constitué par plusieurs jets séparés, pratiquement parallèles, disposés suivant un dessin discontinu au voisinage de
la périphérie du courant, et interrompus par une ou plusieurs zones périphériques pratiquement exemptes de jets situées au travers du courant en permettant un libre accès entre la masse principale du bain coagulant et la zone intérieure du courant. Si on le désire, on peut disposer, à une certaine distance et autour de ce courant, un ou plusieurs courants plus petits semblable-ment creux et interrompus périphériquement par une ou plusieurs zones périphériques pratiquement exemptes de jets, placées au travers du courant.
L'invention concerne également une filière pour le filage au mouillé de filaments artificiels, dans laquelle la face comporte une bande
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de surface pratiquement non perforées disposées au travers de la bande. Si on le désire, on peut disposer à une certaine distance et autour de cette bande une ou plusieurs bandes discontinues plus petites semblables d'orifices de filage, chacune d'elles étant interrompue semblablement par une ou plusieurs
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bande.
On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante correspondant au dessin annexé sur lequel :
Les figures 1 et 2 sont des vues en plan de filières présentant une bande discontinue d'orifices de filage;
et la figure 3 est une vue en plan d'une filière présentant les bandes discontinues extérieure et intérieure d'orifices de filage.
Si l'on se réfère d'abord à la figure 1 on voit que la filière qui est représentée est une coupe creuse en alliage de platine ou autre matière convenable présentant un rebord 10 et une face plate 12. La région centrale
14 de la face n'est pas perforée et tous les orifices ou perforations de cette feuille relativement mince de métal sont disposés suivant deux sections annu-
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sieurs zones non perforées 18. Comme les orifices de filage sont petits et très voisins, on a représenté schématiquement les zones perforées de la face par des zones ombrées.
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Dans une autre filière du même type et du même diamètre, chacune des deux zones ajourées 16 contient 1165 orifices de 90 microns de diamètre soit un total de 2330 trous disposés sur dix cercles concentriques espaces de
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sur les cercles. Dans ce cas, la largeur des zones non perofrées est de 64
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La figure 2 diffère essentiellement de la filière représentée <EMI ID=14.1>
jouré ont été arrondis pour réduire la rupture des filaments extrudés dans
les conditions de coagulation critiques par les orifices situés dans ces coins exposés, Il semble que cette disposition soit de la plus grande utilité . quand on est dans les conditions opératoires les plus critiques.
Si on se réfère maintenant à la figure 3 on voit que la filière
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parées par les zones intactes 124. Ainsi, tous les orifices de filage sont disposés dans le voisinage des bandes 116 et 118. Comme ces orifices sont très petits et très voisins, on a schématiquement représenté par des zones ombrées les zones perforées de cet espace.
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diamètre extérieur de 6,25 cm, construite suivant la figure 3, chacun des segments perforés extérieurs contient 1925 orifices de 65 microns de diamètre pratiquement équidistants de 0,52 mm entre centres, sur 14 cercles concentriques espacés de 0,50 mm. Les diamètres du cercle intérieur et du cercle exté-
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intérieurs 116 présente le même espacement entre 475 orifices de 65 microns
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zones 122 est de 0,60 cm.
La proportion entre les surfaces des bandes ajourées 16 et de la zone centrale non perforée 14 des figures 1 et 2 est une caractéristique im-
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des zones non perforées ou intactes périphériques 18. La surface centrale intacte 14 doit représenter au moins 80 % de la surface des bandes périphériques perforées 16 ou en d'autres termes, les bandes ajourées ne doivent pas avoir une surface supérieure de plus de 25% à la surface du centre non perforé de la filière. En général, il est préférable que cette zone centrale intacte soit
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La même proportion entre les bandes non perforées et les bandes perforées est à conseiller avec les filières présentant plusieurs bandes ajou-
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il est toujours désirable que la surface totale des bandés perforées 116 et
118 ne dépasse pas la surface totale des zones perforées 114 et 120 de nlus <EMI ID=24.1>
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face d'une bande ajourée relativement large et la surface totale de toutes les zones non perforées situées à l'intérieur de cette bande large.......
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cité. Dans cette opération, on éjecte la solution à 90-100[deg.] par une- filière telle que celle représentée aux figures 1 et 2 sous forme d'un courant creux continu interrompu sur sa périphérie, ou par une filière telle que celle re-
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depuis le centre du courant unique ou du courant multiple dans la zone de coagulation. Ce libre accès du bain coagulant à travers les canaux formés par les zones périphériques exemptes de jet de courant, permet de maintenir
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ordre que celle de la masse principale du bain. En conséquence, les filaments
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la transparence désirée malgré le grand nombre de filaments extrùdés par une seule filière. Ces excellents résultats contrastent nettement avec ceux obte-
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d'un courant annulaire de périphérie ininterrompue. Le courant ininterrompu consiste en environ 2400 jets individuels émis par des orifices de 90 microns de diamètre, disposés suivant un anneau unique d'une taille très voisine de celles du courant unique des figures 1 et 2 et du courant extérieur, de la figure 3. L'étoupe obtenue à partir du courant annulaire complet ou non interrompu est très insuffisante pour l'usage textile en raison de grandes variations de diamètre des filaments individuels dans diverses parties du courant et aussi en raison du fait que beaucoup des filaments sont opaques au lieu d'être translucides. De plus on a trouvé que les filaments opaques ne convenaient pas à l'opération ultérieure d'étirage dans un bain chaud qui orienteles molécules de la fibre et développe toute leur résistance.
Ces défauts proviennent des températures excessives dans le centre du courant creux de la solution qui se coagule, car on a trouvé que la température en ce point s'élevait jusqu'à 20[deg.] au-dessus de celle du bain coagulant en général.
Il est préférable d'extruder la solution de filage sous forme
de courant annulaire cylindrique creux ayant des zones périphériques interrompues de façon à constituer des canaux pour le bain coagulant, mais l'invention n'est pas limitée à cette forme particulière, car toute forme de courant creux interrompu périphériquement peut convenir. Ainsi, les jets individuels de solution de filage peuvent être disposés suivant plusieurs motifs creux de section rectangulaire, hexagonale, ovale ou même irrégulière,
à condition qu'au moins un ou plusieurs canaux traversent la périphérie de chaque courant de façon à permettre la libre circulation du coagulant entre la portion principale du bain coagulant et la zone intérieure creuse de chaque courant. De plus, dans la filière de la figure 3, il n'est pas nécessaire que les différents courants creux provenant de la source unique aient la même forme car le courant extérieur pourrait être hexagonal et le courant intérieur annulaire, etc..
Dans la description de la présente invention on a utilisé les expressions ^zone ajourée", "bande perforée" et similaires pour désigner une
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cées régulièrement ou non, bordées par des lignes tangentielles aux orifices disposés le long de la périphérie de la zone considérée.
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said, a solution or lacquer of the coagulable material is extruded or ejected through a number of small orifices of a die into a chamber
coagulation where the fiber is coagulated in a bath of liquid coagulant. With continuous filament yarn, there is little difficulty in coagulating
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filaments) which constitute the strand extruded by a single die because the coagulating agent penetrates into all the filaments of the small bundles. However? the problem is more complicated in the case of tow which is mainly used in the manufacture of wick fibers. An extremely high number of relatively thin fibers is desired for the tow. In addition, the greater the number of these filaments which can be obtained with the aid of a single spinneret, the higher the manufacturing efficiency, since a smaller number of spinnerets and consequently a smaller number of spinning positions are necessary.
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Using a single die to increase the die face area, other considerations limit the possible size of die faces
to a maximum of a few centimeters. Additional problems arise.
<EMI ID = 5.1> coagulant maintained below 10 [deg.] And preferably a few degrees above or below 0 [deg.]. When we use the channels known for there
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temperature among the various orifices of a single spinneret, that unacceptable differences in filament denier values result. In addition, it has been found that the heating action of the spinning solution raises the temperature of the coagulating liquid in the immediate extrusion zone to a point.
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lique, which was visible from the milky, opaque appearance of the filaments
and by their reduced ability to stretch necessary to orient molecules and give them their maximum strength.
The object of the present invention is to provide an improved process using improved dies for the wet spinning of artificial fibers in general, and in particular for the wet spinning of tow of artificial fibers by extrusion of a relatively solution. hot in
a relatively cold coagulant bath by the process described in the aforementioned patent.
The invention therefore relates to a method of wet spinning of artificial filaments consisting in continuously ejecting in a liquid coagulant bath a coagulable polymeric material in the form of a hollow current interrupted on its periphery, and consisting of several separate jets, practically parallel , arranged in a discontinuous pattern in the vicinity of
the periphery of the stream, and interrupted by one or more peripheral zones practically free of jets located through the stream allowing free access between the main mass of the coagulant bath and the interior zone of the stream. If desired, one can have, at a certain distance and around this stream, one or more smaller streams similar-ment hollow and peripherally interrupted by one or more peripheral zones practically free of jets, placed through the stream.
The invention also relates to a die for the wet spinning of artificial filaments, in which the face comprises a strip
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practically unperforated surfaces arranged through the strip. If desired, one or more similar smaller discontinuous strips of spinning holes can be arranged at a distance and around this strip, each of them similarly interrupted by one or more
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bandaged.
The invention will be better understood by referring to the following description corresponding to the appended drawing in which:
Figures 1 and 2 are plan views of dies showing a discontinuous strip of spinning orifices;
and Figure 3 is a plan view of a die showing the outer and inner discontinuous bands of spinning orifices.
Referring first to Figure 1, it will be seen that the die shown is a hollow cup of platinum alloy or other suitable material having a rim 10 and a flat face 12. The central region
14 of the face is not perforated and all the holes or perforations in this relatively thin sheet of metal are arranged in two annular sections.
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sieurs non-perforated zones 18. As the spinning orifices are small and very close together, the perforated zones of the face have been shown diagrammatically by shaded zones.
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In another die of the same type and of the same diameter, each of the two perforated zones 16 contains 1165 orifices 90 microns in diameter, i.e. a total of 2330 holes arranged in ten concentric circles with spaces of
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on the circles. In this case, the width of the non-perforated zones is 64
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Figure 2 differs essentially from the sector represented <EMI ID = 14.1>
have been rounded to reduce the breakage of the extruded filaments in
critical coagulation conditions through the orifices in these exposed corners. This arrangement appears to be of the greatest utility. when we are in the most critical operating conditions.
If we now refer to Figure 3 we see that the die
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trimmed by the intact zones 124. Thus, all the spinning orifices are arranged in the vicinity of the bands 116 and 118. As these orifices are very small and very close, the perforated zones of this space have been schematically represented by shaded zones.
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outside diameter of 6.25 cm, constructed according to Figure 3, each of the outer perforated segments contains 1925 orifices of 65 microns in diameter practically equidistant from 0.52 mm between centers, on 14 concentric circles spaced 0.50 mm apart. The diameters of the inner circle and the outer circle
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interior 116 has the same spacing between 475 65 micron holes
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areas 122 is 0.60 cm.
The proportion between the surfaces of the perforated bands 16 and of the central unperforated zone 14 of Figures 1 and 2 is an imperative characteristic.
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unperforated or intact peripheral areas 18. The intact central surface 14 must represent at least 80% of the area of the perforated peripheral strips 16 or in other words, the perforated strips must not have a surface area greater than 25% on the surface of the non-perforated center of the die. In general, it is preferable that this intact central area is
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The same proportion between the non-perforated bands and the perforated bands is to be recommended with the dies presenting several bands added.
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it is always desirable that the total area of the perforated bandages 116 and
118 does not exceed the total area of perforated areas 114 and 120 more <EMI ID = 24.1>
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face of a relatively wide openwork strip and the total area of all non-perforated areas within this wide strip .......
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cited. In this operation, the solution is ejected at 90-100 [deg.] By a die such as that shown in Figures 1 and 2 in the form of a continuous hollow current interrupted on its periphery, or by a die such as that re -
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from the center of the single stream or the multiple stream into the coagulation zone. This free access of the coagulant bath through the channels formed by the peripheral zones free from current jet, makes it possible to maintain
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order than that of the main mass of the bath. As a result, the filaments
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the desired transparency despite the large number of filaments extruded by a single die. These excellent results contrast sharply with those obtained.
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of an uninterrupted peripheral annular current. The uninterrupted current consists of approximately 2,400 individual jets emitted from orifices 90 microns in diameter, arranged in a single ring of a size very close to those of the single stream of Figures 1 and 2 and of the outer stream of Figure 3. The tow obtained from the complete or uninterrupted annular stream is very insufficient for textile use due to large variations in diameter of the individual filaments in various parts of the stream and also due to the fact that many of the filaments are opaque instead. to be translucent. In addition, it has been found that the opaque filaments are not suitable for the subsequent drawing operation in a hot bath which orients the molecules of the fiber and develops all their resistance.
These defects arise from excessive temperatures in the center of the hollow stream of the coagulating solution, as the temperature at this point has been found to be up to 20 [deg.] Above that of the coagulating bath in general. .
It is best to extrude the spinning solution as
of hollow cylindrical annular current having peripheral zones interrupted so as to constitute channels for the coagulant bath, but the invention is not limited to this particular form, since any form of hollow current interrupted peripherally may be suitable. Thus, the individual jets of spinning solution can be arranged in several hollow patterns of rectangular, hexagonal, oval or even irregular section,
with the proviso that at least one or more channels pass through the periphery of each stream so as to allow free circulation of the coagulant between the main portion of the coagulant bath and the hollow interior region of each stream. In addition, in the die of Figure 3, it is not necessary that the different hollow currents coming from the single source have the same shape because the external current could be hexagonal and the internal current annular, etc.
In the description of the present invention, the expressions "perforated zone", "perforated strip" and the like have been used to denote a
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regularly or not, bordered by tangential lines to the orifices arranged along the periphery of the zone considered.