Procédé de fabrication en continu de pellicules, lames, crins, fils, tubes cellulosiques, etc. en partant d'une dissolution aqueuse de xanthate sodique de cellulose, dénommée viscose. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication en continu de pelli cules, lames, crins, fils, tubes cellulosiques, ete. en partant d'une dissolution aqueuse de xanthate sadique de cellulose, dénommée vis- coSe.
Par les mots @,en continu" il y a lieu de comprendre que l'opération est conduite de façon que la viscose liquide coulant [le façon continue dans un bain de coagulation est transformée, sans interruption, en un produit terminé: pellicule, lame, crin, tube, etc., cons titué par de la cellulose régénérée du xan- thate sodique de cellulose.
Dans ce procédé, on fait arriver, d'une façon continue, sous la forme voulue, la vis cose liquide clans un bain de coagulation, puis fait passer directement, à la sortie de ce bain, l'objet coagulé clans un bain produisant la transformation du xanthate sodique de cel- Iulose en cellulose, et on lave le produit transformé clans un bain d'eau, puis on fait pass-r ce produit dans un bain désulfurant,
le produit désulfuré passant alors à nouveau clans au moins un bain de lavage d'eau chaude et finalement dans un bain lui don nant la souplesse désirée.
Le procédé appliqué, par exemple, à la fabrication de pellicules, peut être réalisé de la façon ci-dessous -décrite, à l'aide de l'appa reil représenté schématiquement au dessin annexé: On fait tomber la viscose par une trémie, sous forme de nappe mince, dans le bain de coagulation; s'il s'agissait de l'ob tention par exemple de fils, crins, tubes etc., on emploierait une filière.
A la- sortie de la trémie, la nappe de vis cose ou solution de xanthate sodique de cellu lose tombe dans le bac 1 contenant un bain coagulant; la pellicule ainsi formée chemine alors de façon continue dans une série de bacs -dans lesquels elle est supportée par des rouleaux guides.
A la sortie du bac de coagulation, la pel licule passe directement dans les bacs 2 et 3 contenant un bain de transformation qui transforme le xanthate sodique -dé -cellulose en cellulose; puis, la pellicule est soumise à un lavage à, l'eau soit à froid, soit à chaud dans les bacs .1 et 5 et ensuite à l'action d'un bain désulfurant dans le bac 6; la pellicule cst alors soumise à un deuxième lavage, à l'eau chaude, tout au moins au début dans les bacs 7 et $, et, enfin dans les bacs 9, 10 et 11, à l'action soit d'un bain de blan chîment, soit d'un bain de teinture.
Après cette der nière opération, la. pellicule passe dans les bacs 12 et 13 où elle est successivement lavée à l'eau courante, exprimée par des rouleaux situés entre 13 et 14. puis conduite dans le bac 14 où elle passe dans un bain de glycé rine, et enfin séchée immédiatement, ou non.
Coagrilation. (bac 1). La coagulation s'ef fectue à l'aide d'un bain contenant, par exemple, une solution aqueuse du sulfate d'ammoniaque; on peut également utiliser (les solutions aqueuses contenant, par exemple, soit un mélange de sulfate d'ammoniaque et (l'un acide, soit un mélange de sulfate d'am moniaque et d'une base, soit de bisulfate de soude, soit de sulfate de soude additionné d'un acide.
Si l'on fait usage, par exemple, d'un bain de coagulation acide, il y a lieu de noter que dans ce bain de coagulation, le xantliate so dique de cellulose se transforme déjà, par tiellement en cellulose.
L a composition du bain de coagulation dépend de la température de ce bain, de l'é tat de mugissement de la viscose, de l'épais seur de la pellicule que l'on veut obtenir, et (le<B>la</B> durée du contact de la viscose avec la solution coagulante, c'est-à-dire de la vitesse de marche de la machine.
Voici, à titre d'exemple, les conditions de marche clans lesquelles on se placera dans tout ce (lui v a suivre, et auxquelles on rap portera les indications que l'on donnera.
On suppose que l'on marche avec une vi tesse de 25 mètres à la. minute, la p llicule à obtenir pesant de 25 à 30 grammes au mètre carré.
Dans ces conditions, on utilise comme so lution coagulante, par exemple, un mélange (le sulfate -de soude et d'acide sulfurique; on a les résultats optima avec les proportions de 10 grammes de sulfate de soude et de 10 grammes d'acide sulfurique pour<B>100</B> cen timètres cubes, la durée de séjour de la pel licule dans le bain de coagulation étant d'en viron de 35 secondes.
Bain. <I>de</I> tran.sforrnation (bacs 2 et 3). Ce bain destiné à opérer la transformation de xanthate sodique (le cellulose en cellulose, placé immédiatement après la. coagulation et avant toutes autres opérations, est constitué, par exemple, par une solution aqueuse d'un acide minéral, tel que. par exemple, l'acide chlorhydrique, sulfurique, etc.
En se plaçant dans les conditions indi quées plus haut, on a de bons résultats avec un bain contenant .11/., grammes d'acide sul furique pour 100 cm' d'eau. avec une durée (le contact (le 35 secondes environ.
Lavage (bacs 4 et 5). A la sortie du bain de transformation, la pellicule est sou- inise à un lavage à. l'eau soit à froid, soit à chaud.
Au traitement par l'acide, la. pellicule de vient blanche opaque. Si le lavage est très prononcé, elle devient un peu transparente; elle contient cependant encore une certaine quantité de soufre qui lui donne un peu d'o pacité, qui lui est enlevée par le bain de dé- sulfuration, Désr(If i(ratiorr (bac 6). Le bain de désul furation peut être constitué par une solution aqueuse de sulfure de sodium chaude, dont.
la température peut aller jusqu'à 100 en viron, ou par une solution de soude causti que, ou de tout autre corps de propriétés dé- sulfurantes.
La composition de ce bain dépend des mêmes données que précédemment. C'est. ainsi qu'on emploie, par exemple, une solu tion (le 0,4 -r à 0,5 gr environ de soude caustique pour 1110 cm' d'eau, et l'on donne < < la pellicule une durée de contact de 15 se condes avec le bain.
Lavage (bacs 7 et 8). Après désulfura- tion. on soumettra la pellicule à un lavage l'eau. Ce lavage doit être effectué, tout au moins au début, à. chaud et à la tempëla- Cure la plus élevée possible et pouvant aller jusqu'à 100 C. Le désulfurant qui a été en traîné par la pellicule est, en effet, de na ture alcaline, et par suite très difficile à en lever à l'eau froide.
Après ce lavage à .chaud, on peut, si l'on veut, finir par un lavage à l'eau froide. Blanchîment (bacs 10, 11 et 12). La pel licule passe d'abord dans un premier bain centenu dans le bac 9 formé, par exemple, d'une solution aqueuse d'hypochlorite de soude -ou d'hypochlorite de chaux, contenant, par exemple, une proportion de chlore actif de 0.4 gr à 0,6 gr environ pour 100 cm', puis dans un second bain (bac 11) formé d!'une solution aqueuse d'un acide minéral tel que HCl ou SO'H2, par exemple,
On peut .aussi soumettre la pellicule à Faction, par exemple, d'un bain d'eau de Javel dans le bac 9, on fait alors un très court lavage à l'eau froide dans le bac.10, et on soumet la pellicule à l'action du bain d'acide minéral dans le bac 11.
Toutefois, on peut encore traiter la. pelli cule par une solution de chlore dans l'eau, contenue dans le bac 9, dont la concentration maximum est d'environ 0,3 gr de chlore pour 10 cm' d'eau.
Une partie du chlore dissous se trans forme, par l'action .sur l'eau, en HCl qui donne au bain l'acidité voulue.
Lavage (bacs 12 et 13). Après -ce blan= ehîment la pellicule est soumise à un lavage à l'eau courante rapide. Ce lavage peut être effectué soit à chaud soit à froid, ou même dans deux bains différents: .l'un chiaud, l'au tre froid, à raison d'une durée de 15 secondes environ clans chacun d'eux.
Ba-'n <I>de</I> glpjcéa-ine (bac 14).- Après lavage, la pellicule est soumise à. une expression par passage entre deux rouleaux presseurs lisses, situés entre le bacs 13 et 14 puis est traitée clans un bain. de glycérine. Ce traitement a pour but de donner à la pellicule de cellulose, la souplesse désirée.
On emploie, par exemple, de la. glycérine commerciale dont la densité centésimale (poids du litre à 20 ) dépend de l'usage au quel est destinée la- pellicule. La durée de passage de la pellicule dans ce bain est dans les conditions indiquées plus haut, de 8 se condes environ.
La densité de la glycérine sera, en géné ral, .comprise 'entre 1,009 et 1,012.
Après ce traitement, la pellicule peut être exprimée, puis soumise ou non au séchage dans des appareils sécheurs.
Si l'on désire obtenir, par exemple, une pellicule .colorée, on remplace l'opération (lu blanchîment décrite ci-dessus par l'action d'un bain de teinture, sans rien changer au reste des opérations.
Les bains de teinture ont la. même com position que ceux servant à teindre le coton, la soie artificielle ou toute autre fibre cellu losique, dans des appareils dits à teinture continue .ou teignant à la continue. On peut également teindré, par exemple, en même temps que la désulfuration se produit, en ajoutant au bain de désulfuration, par exem ple, des colorants dits colorants au soufre. Il est bien entendu qu'il est possible, par exemple, de travailler sur une viscose préala blement colorée avant -coagulation, soit au moyen de colorants au soufre ou tous autres colorants se dissolvant sans décomposition dans la viscose.
Les colorants les plus courants, sont, par exemple, ceux qu'on appelle ,couleurs di rectes".
Il est bien entendu que le procédé s'ap plique intégralement au cas où, au lieu de traiter, par exemple, de la viscose pure, on traite de la viscose dans laquelle on a intro. duit, par exemple, des produits inertes cons tituant des "charges", tels que: par exemple, sulfate de baryte, kaolin, etc.
Continuous manufacturing process of films, blades, horsehair, threads, cellulose tubes, etc. starting from an aqueous solution of sodium cellulose xanthate, called viscose. The present invention relates to a process for the continuous manufacture of films, blades, horsehair, son, cellulose tubes, ete. starting from an aqueous solution of sadistic cellulose xanthate, called viscoSe.
By the words @, continuously "it should be understood that the operation is carried out so that the liquid viscose flowing continuously in a coagulation bath is transformed, without interruption, into a finished product: film, blade , horsehair, tube, etc., consisting of cellulose regenerated from sodium cellulose xanthatte.
In this process, the liquid screw is made to arrive continuously in the desired form in a coagulation bath, then passes directly, at the outlet of this bath, the coagulated object in a bath producing the coagulation. transformation of sodium cellulose xanthate into cellulose, and the transformed product is washed in a water bath, then this product is passed through a desulfurizing bath,
the desulfurized product then passing again through at least one hot water washing bath and finally into a bath giving it the desired flexibility.
The process applied, for example, to the manufacture of films, can be carried out as described below, using the apparatus shown schematically in the accompanying drawing: The viscose is dropped through a hopper, under in the form of a thin sheet, in the coagulation bath; if it was a question of obtaining, for example, yarn, horsehair, tubes, etc., a die would be used.
At the outlet of the hopper, the layer of screw cose or sodium xanthate solution of cellulose falls into the tank 1 containing a coagulating bath; the film thus formed then travels continuously in a series of trays in which it is supported by guide rollers.
On leaving the coagulation tank, the film passes directly into tanks 2 and 3 containing a transformation bath which transforms the sodium xanthate -cellulose into cellulose; then, the film is subjected to washing with water either cold or hot in tanks .1 and 5 and then to the action of a desulfurizing bath in tank 6; the film is then subjected to a second washing in hot water, at least initially in the tanks 7 and $, and, finally in the tanks 9, 10 and 11, to the action of either a bath of blan chîment, or a dye bath.
After this last operation, the. film passes into tanks 12 and 13 where it is successively washed with running water, expressed by rollers located between 13 and 14. then conducted into tank 14 where it passes into a glycerin bath, and finally dried immediately, or not.
Coagrilation. (tray 1). Coagulation is carried out using a bath containing, for example, an aqueous solution of ammonium sulphate; it is also possible to use (aqueous solutions containing, for example, either a mixture of ammonium sulphate and (an acidic one, or a mixture of ammonia sulphate and a base, or of sodium bisulphate, or of sodium sulphate with the addition of an acid.
If, for example, an acid coagulation bath is used, it should be noted that in this coagulation bath, the sodium cellulose xantliate is already partially transformed into cellulose.
The composition of the coagulation bath depends on the temperature of this bath, the lowing state of the viscose, the thickness of the film that is to be obtained, and (the <B> the </ B> duration of contact of the viscose with the coagulating solution, that is to say of the running speed of the machine.
Here, by way of example, the working conditions clans which one will place oneself in everything (him v a to follow, and to which one will bring the indications which one will give.
It is assumed that we are walking with a speed of 25 meters at the. minute, the film to be obtained weighing 25 to 30 grams per square meter.
Under these conditions, a mixture (sodium sulfate and sulfuric acid sulphate is used as the coagulating solution, for example; optimum results are obtained with the proportions of 10 grams of sodium sulfate and 10 grams of acid. sulfuric acid for <B> 100 </B> cubic centimeters, the duration of the stay of the film in the coagulation bath being about 35 seconds.
Bath. <I> de </I> tran.sforrnation (trays 2 and 3). This bath intended to operate the transformation of sodium xanthate (cellulose into cellulose, placed immediately after coagulation and before all other operations, consists, for example, of an aqueous solution of a mineral acid, such as. For example, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.
Using the conditions indicated above, good results are obtained with a bath containing .11 /., Grams of sulfuric acid per 100 cm 3 of water. with a duration (the contact (about 35 seconds.
Washing (trays 4 and 5). On leaving the transformation bath, the film is subjected to washing with. water either cold or hot.
On treatment with acid, the. film comes opaque white. If the wash is very pronounced, it becomes a little transparent; however, it still contains a certain quantity of sulfur which gives it a little opacity, which is removed from it by the desulphurization bath, Desr (If i (ratiorr (tank 6). The desul furation bath can be made up of with a hot aqueous sodium sulphide solution, including.
the temperature may go up to about 100, or by a solution of caustic soda, or of any other substance with sulphurizing properties.
The composition of this bath depends on the same data as above. This is. so that a solution (0.4 -r to 0.5 g of caustic soda for 1110 cm 3 of water is used, for example, and the film is given a contact time of 15 condes with the bath.
Washing (trays 7 and 8). After desulfurization. the film will be subjected to a water wash. This washing should be done, at least initially, at. hot and at the highest possible temperature and up to 100 C. The desulfurizer which has been dragged by the film is, in fact, of alkaline nature, and consequently very difficult to remove from it. 'Cold water.
After this hot washing, it is possible, if desired, to finish by washing in cold water. Bleaching (trays 10, 11 and 12). The skin first passes through a first bath centered in the tank 9 formed, for example, of an aqueous solution of sodium hypochlorite - or of lime hypochlorite, containing, for example, a proportion of active chlorine of 0.4 gr to 0.6 gr approximately per 100 cm ', then in a second bath (tank 11) formed from an aqueous solution of a mineral acid such as HCl or SO'H2, for example,
The film can also be subjected to the action, for example, of a bleach bath in tank 9, then a very short wash with cold water in tank 10 is made, and the film is subjected to to the action of the mineral acid bath in tank 11.
However, we can still treat the. pelli cule with a solution of chlorine in the water, contained in tank 9, the maximum concentration of which is approximately 0.3 g of chlorine per 10 cm 3 of water.
Part of the dissolved chlorine is transformed by the action on the water into HCl which gives the bath the desired acidity.
Washing (trays 12 and 13). After this white, the film is then subjected to rapid washing with running water. This washing can be carried out either hot or cold, or even in two different baths: one chiaud, the other cold, for a duration of approximately 15 seconds in each of them.
Ba-'n <I> de </I> glpjcéa-ine (tray 14) .- After washing, the film is subjected to. an expression by passage between two smooth pressure rollers, located between the tanks 13 and 14, then is treated in a bath. glycerin. The purpose of this treatment is to give the cellulose film the desired flexibility.
For example, we use. commercial glycerin whose percentage density (weight per liter at 20) depends on the use for which the film is intended. The duration of the passage of the film in this bath is under the conditions indicated above, approximately 8 seconds.
The density of glycerin will generally be between 1.009 and 1.012.
After this treatment, the film can be squeezed and then subjected or not to drying in drying apparatus.
If it is desired to obtain, for example, a colored film, the operation (read whitening described above is replaced by the action of a dye bath, without changing anything in the rest of the operations.
The dye baths have the. same com position as those used for dyeing cotton, artificial silk or any other cellulosic fiber, in so-called continuous dyeing devices. or continuous dyeing. It is also possible to tint, for example, at the same time as the desulfurization is taking place, by adding to the desulfurization bath, for example, dyes called sulfur dyes. It is understood that it is possible, for example, to work on a viscose previously colored before coagulation, either by means of sulfur dyes or any other dyes which dissolve without decomposition in the viscose.
The most common dyes are, for example, those called "direct colors".
It is understood that the process is fully applicable to the case where, instead of treating, for example, pure viscose, one treats viscose in which one has intro. produces, for example, inert products constituting "fillers", such as: for example, barite sulfate, kaolin, etc.