Procédé et appareil pour le séchage des pellicules cellulosiques. La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour le séchage des pellicules cellulosiques, en particulier des pellicules cellulosiques provenant d'une disso lution aqueuse, par exemple de xanthate so dique de cellulose..
On sait qu'il est possible d'obtenir des pellicules cellulosiques d'une façon continue, lesquelles pellicules peuvent être mises, au fur et à mesure de leur fabrication,, sous forme de. rouleaux, la longueur de la pelli cule sur chaque rouleau pouvant être aussi grande qu'on le désirera. .
Après leur fabrication, les pellicules cel lulosiques, pour pouvoir être utilisées dans l'industrie, doivent être séchées. Or, ce sé chage présente en pratique de grândes diffi cultés. Si l'on se contente, en effet, d'expo ser à l'air la pellicule cellulosique, celle-ci se rétrécit en perdant toute sa transparence, se recroqueville sur elle-même et devient absolument inutilisable pour les besoins de l'industrie. Si on sèche la pellicule en la tendant par ses bords, elle se fend et se brise soit pendant le séchage, soit. au moment où on la détache.
On a essayé de remédier à ces inconvé nients à l'aide de machines effectuant le séchage de la pellicule en empêchant celle-ci de se rétrécir, en la maintenant en tous ses points à l'aide d'organes qui, sans exercer sur elle une grande pression, étaient disposés pour simplement maintenir la pellicule en contact avec des surfaces rigides et ceci sur ses deux faces.
On arrivait -à ce résultat en faisant passer la pellicule entre une série de rouleaux rou lant les uns sur les autres et disposés<B>de</B> manière -que la pellicule soit constamment en contact par l'une de ses faces ou par l'autre avec la surface d'un des rouleaux.
Ce procédé qui évitait tout rétrécissement de la pellicule. n'était pas sans présenter -cer tains inconvénients, comme par exemple la production de stries ou raies sur la .surface de la pellicule par suite de la pression, quoi que réduite, qu'exerçaient sur elle les rou leaux. Le procédé selon l'invention permet d'évi ter ces inconvénients.
Ce procédé est basé sur le fait suivant On a remarqué que si la pellicule cellulo sique circulait d'une façon continue, pendant son séchage, sur des rouleaux, sans qu'elle soit- constamment en contact, par l'une ou par l'autre de ses faces, avec l'un des rou leaux, elle sortait de l'appareil de séchage ayant subi un rétrécissement uniforme, tant en largeur qu'en longueur, dont l'importance dépend de l'écartement des rouleaux.
Dans le procédé selon la présente inven tion, on effectue donc le séchage de la pel licule en la faisant passer d'une façon con tinue sur une série de rouleaux relativement peu écartés les uns des autres, de façon que ces rouleaux supportent et guident la pelli cule sans que celle-ci puisse être serrée entre eux, de manière à obtenir une pellicule trans parente, ayant une surface absolument lisse, et ayant subi un rétrécissement uniforme; dépendant de l'intervalle existant entre les différents rouleaux.
L'appareil pour la mise en oeuvre du présent procédé comporte une série de rou leaux commandés et une série de rouleaux entraînés par les premiers, les rouleaux étant disposés de façon à n'avoir aucun point à proximité immédiate entre leurs surfaces utiles de manière à ne pouvoir exercer entre eux aucun serrage de la pellicule, ceci étant obtenu au moyen de bagues formant chemin de roulement, dont sont munies les extré mités de chaque rouleau, les rouleaux menés reposant à leurs extrémités sur les rouleaux commandés, par l'intermédiaire de ces bagues qui, tout en maintenant entre les surfaces utiles des différents rouleaux l'intervalle voulu, assurent l'entraînement .des rouleaux menés par, les rouleaux commandés,
le dis positif de commande permettant un rétrécis sement de la pellicule sans en amener la rupture.
Tandis que dans les procédés antérieurs on empêchait tout rétrécissement de la pelli cule, ce qui nécessitait de la soumettre à une pression qui était nuisible, si faible fût-elle, ici, au contraire, on sèche la pellicule sans exercer de pression sur elle, en la laissant se rétrécir uniformément d'une quantité dé terminée dont on est maître et dont on peut tenir compte.
On a représenté, à titre d'exemple, au dessin annexé, une forme d'exécution de l'ap pareil ci-dessus défini.
La fig. 1 est une vue en bout montrant quelques-uns des différents rouleaux de cet appareil; La fig. 2 est une vue en coupe transver sale schématique faite dans la région médiane de ces rouleaux; La fig. 3 est une vue de détail partielle montrant deux rouleaux en projection sur la ligne A-B de la fig. 1; Les fig. 4 et 5 représentent un mode de commande des rouleaux commandés et le moyen de faire circuler un fluide chaud dans certains rouleaux.
L'appareil représenté comprend une série de rouleaux 1 qui sont actionnés par une commande de façon à être entraînés dans le sens indiqué par les flèches (fig. 2). Chacun de ces rouleaux est muni, à chacune de ses extrémités, d'une bague 2 formant chemin de roulement. 3 désignent les rouleaux entraînés qui portent également chacun; à chacune de ses extrémités, une bague de roulement 4.
Les rouleaux 1 sont convenablement espacés et. les rouleaux 3 reposent par leurs bagues 4, sur les bagues de roulement 2 des rouleaux 1, comme le montrent les. fig. 1 et 3.
De cette' façon, les rouleaux 3 sont sup portés par les rouleaux 1, sont entraînés par ceux-ci et tournent dans le sens indiqué par les flèches (fig. 2); il existe entre les surfaces utiles de ces différents rouleaux un certain intervalle dépendant de l'épaisseur des bagues 2 et 4, et par suite, ces surfaces n'ont entre elles aucun point commun.
La pellicule cellulosique à sécher 5 est engagée entre ces différents rouleaux, sup portée et entraînée par eux de la manière représentée au dessin annexé. Grâce à l'in- tervalle existant entre les rouleaux, le poids de ceux-ci n'exerce aucun effort sur la pelli cule. A chaque instant, la pellicule a une certaine portion en contact avec la surface des rouleaux 1, une autre portion en contact avec la surface des rouleaux 3 et enfin une certaine portion qui n'a aucun contact avec aucun des rouleaux.
C'est cette portion qui se rétrécit, sous l'action du séchage et qui entraîne un rétrécissement final régulier de la pellicule soumise au séchage, si l'on a soin de faire circuler cette pellicule avec une vitesse régulière et de conduire régulièrement le séchage.
L'ensemble de tous les rouleaux, qui peuvent être disposés en un ou plusieurs étages, est placé de préférence dans une cham bre close, constituant, en quelque sorte une étuve dans laquelle on peut, soit par flammes directes, soit par circulation de fluide, porter la température au degré voulu pour réaliser le séchage complet de la pellicule cellulo sique à traiter. L'appareil peut être soit utilisé isolément pour effectuer le séchage d'une pellicule cel lulosique enroulée sur un rouleau, soit com biné avec les appareils à fabriquer ou à ma nutentionner ladite pellicule et, au lien d'être alimenté par des rouleaux portant cette pel licule, la recevoir directement à sa sortie desdits appareils de fabrication ou de manu tention.
La pellicule à sa sortie de l'appareil est enroulée, séchée et uniformément rétrécie, sur un rouleau récepteur entraîné par une commande.
On utilise pour l'entraînement des rou leaux undisque de commande rigide qui per met à ces rouleaux d'être entraînés librement par la pellicule cellulosique elle-même et de tourner indépendamment de leur commande.
La pellicule, en effet, subit sous l'action du séchage, indépendamment du rétrécisse- ment-dans le sens de la largeur, dont on a parlé ci-dessus et dont on tient compte, un rétrécissement longitudinal.. Si les rouleaux commandés étaient en traînés par un dispositif de commande rigide, il arriverait par suite de ce rétrécissement longitudinal, qui est inégal en tous les points de la machine, que la pellicule serait sou mise à une tension qui en produirait la rup ture. Il est donc nécessaire que les rouleaux puissent en quelque sorte suivre le rétrécis sement de la pellicule et tourner sous l'en traînement de la pellicule, ce qui nécessite une commande non rigide.
Cette commande non rigide peut être réa lisée, par exemple, au moyen de dispositifs d'entraînement à friction, ou bien encore par courroies et poulies avec des courroies de transmission pouvant patiner sur les poulies.
Les fig. 4 et 5 représentent un tel mode de commande par courroies et poulies. Chacun des rouleaux 1 est porté par un arbre 6 qui est supporté dans des paliers portés par les parois de l'étuve. Sur chacun de ces arbres est calée, à l'extérieur de l'étuve; une poulie 7. Un arbre général 8, entraîné par un mécanisme moteur quelcon que, entraîne par pignons une .série d'arbres 9 tous parallèles aux arbres 6 et en nombre égal à la moitié du nombre des rouleaux 1. Chacun de ces arbres commande deux -des dits rouleaux. A cet effet, sur chacun d'eux , sont clavetées deux poulies 10 et I1.
La poulie 10 entraîne par une courroie 12 la poulie 7 de l'un des rouleaux 1 et la poulie 11, par une courroie 13, entraîne la poulie 7 du rouleau suivant (fig. 4 et 5). - Les différentes courroies de transrnissioti 12, 13, etc. sont établies de fagoii à pouvoir patiner sur leurs poulies, ce qui réalise dans la commande le relâchement désiré.
D'ailleurs, l'entraînement des -rouleaux 1 ne sera absolument nécessaire qu'au début de l'opération de séchage, lorsque la pelli cule à traiter sera introduite dans la machine i mais dès qu'une certaine longueur de cette pellicule sortira à l'extrémité de la machine et sera enroulée sur le rouleau 'récepteur commandé, il suffira de faire tourner ce rou- ]eau récepteur pour entraîner la pellicule, si, bien entendu, elle est suffisamment résistante, et la pellicule entraînera, à la vitesse voulue, les rouleaux 1, qu'on pourra débrayer et qui tourneront comme des rouleaux libres.
On peut, au besoin, combiner avec le moyen de séchage indiqué plus haut, un séchage par les rouleaux 1 eux-mêmes. Il suffit d'utiliser pour cela des rouleaux creux qui pourraient être chauffés soit par circula tion d'un fluide chaud, soit par l'action di recte d'une flamme, soit de toute autre ma nière convenable. Dans le cas de chauffage par circulation d'un fluide chaud, ce fluide sera amené par des collecteurs 14, qui le distribueront par des tuyauteries 15, aux dif férents rouleaux 1 (fig. 5).
Le degré de chauffage des rouleaux doit être réglé de façon à ne pas atteindre la température pour laquelle il pourrait se pro duire, en un point quelconque du séchoir, une couche de vapeur d'eau entre la pellicule et la surface chauffante; cela aurait en effet comme grave inconvénient de supprimer le contact en tre la pellicule et la surface chauffante, d'où un rétrécissement anormal, non prévu, de la pellicule.
Lorsqu'on emploie des cylindres chauffeurs, on peut se dispenser de placer l'ensemble des cylindres dans une enveloppe extérieure; cette enveloppe extérieure, si elle est em ployée, présente toutefois l'avantage de per mettre une ventilation chaude ratioiielle aug mentant la rapidité du séchage.
Le rétrécissement transversal de la pelli cule dépendra de l'épaisseur des bagues 2 et 4; il est donc possible, en donnant à ces bagues une épaisseur déterminée, d'obtenfr une machine donnant dans des conditions de séchage déterminées, une pellicule pré sentant un rétrécissement déterminé.
On peut, au besoin, utiliser des rouleaux dont les bagues de roulement seront amovi bles et pourront à volonté être remplacées par des bagues d'épaisseur différente de fa çon à pouvoir obtenir, avec une même ma chine, des rétrécissements différents dans le séchage. Il est bien entendu que les dispositifs qui viennent d'être décrits n'ont été donnés qu'à simple titre d'exemple et n'ont aucun caractère limitatif.
Method and apparatus for drying cellulosic films. The present invention relates to a process and an apparatus for drying cellulose films, in particular cellulose films originating from an aqueous solution, for example of sodium cellulose xanthate.
It is known that it is possible to obtain cellulosic films in a continuous manner, which films can be put, as they are produced, in the form of. rolls, the length of the film on each roll can be as long as desired. .
After their manufacture, cellulosic films, in order to be able to be used in industry, must be dried. However, in practice this drying presents great difficulties. If one is content, in fact, to expose the cellulose film to the air, it shrinks, losing all its transparency, curls up on itself and becomes absolutely unusable for the needs of industry. . If the film is dried by stretching it by its edges, it will split and break either during drying or. the moment it is detached.
Attempts have been made to remedy these drawbacks by using machines which dry the film by preventing it from shrinking, by maintaining it at all its points with the aid of organs which, without exerting on it great pressure, were arranged to simply keep the film in contact with rigid surfaces and this on both sides.
This was achieved by passing the film between a series of rollers rolling on top of each other and arranged <B> </B> so that the film was constantly in contact by one of its faces or by the other with the surface of one of the rollers.
This process which avoided any shrinkage of the film. was not without presenting -cer tains drawbacks, such as for example the production of streaks or stripes on the .surface of the film as a result of the pressure, albeit reduced, which the rollers exerted on it. The method according to the invention makes it possible to avoid these drawbacks.
This process is based on the following fact. It has been observed that if the cellulose film circulated continuously, during its drying, on rollers, without it being constantly in contact, by one or by the other of its faces, with one of the rolls, it left the drying apparatus having undergone a uniform shrinkage, both in width and in length, the size of which depends on the spacing of the rollers.
In the process according to the present invention, the drying of the film is therefore carried out by passing it in a continuous manner over a series of rollers which are relatively little apart from each other, so that these rollers support and guide the film. pelli cule without the latter being able to be clamped together, so as to obtain a transparent film, having an absolutely smooth surface, and having undergone a uniform shrinkage; depending on the interval between the different rollers.
The apparatus for carrying out the present method comprises a series of driven rollers and a series of rollers driven by the former, the rollers being arranged so as to have no points in close proximity between their working surfaces so as to not be able to exert any clamping of the film between them, this being obtained by means of rings forming a raceway, with which the ends of each roller are fitted, the driven rollers resting at their ends on the controlled rollers, by means of these rings which, while maintaining the desired interval between the useful surfaces of the various rollers, ensure the driving of the rollers driven by the controlled rollers,
the control device allowing shrinkage of the film without causing it to break.
While in the previous processes any shrinkage of the film was prevented, which required subjecting it to a pressure which was harmful, however low, here, on the contrary, the film is dried without exerting pressure on it, by allowing it to shrink uniformly by a definite quantity over which one is in control and which can be taken into account.
There is shown, by way of example, in the accompanying drawing, an embodiment of the apparatus defined above.
Fig. 1 is an end view showing some of the different rollers of this apparatus; Fig. 2 is a schematic cross-sectional view taken in the middle region of these rollers; Fig. 3 is a partial detail view showing two rollers in projection on the line A-B of FIG. 1; Figs. 4 and 5 show a method of controlling the controlled rollers and the means of circulating a hot fluid in certain rollers.
The apparatus shown comprises a series of rollers 1 which are actuated by a control so as to be driven in the direction indicated by the arrows (fig. 2). Each of these rollers is provided, at each of its ends, with a ring 2 forming a raceway. 3 denote the driven rollers which also each carry; at each of its ends, a bearing ring 4.
The rollers 1 are suitably spaced and. the rollers 3 rest by their rings 4, on the rolling rings 2 of the rollers 1, as shown in. fig. 1 and 3.
In this way, the rollers 3 are supported by the rollers 1, are driven by them and rotate in the direction indicated by the arrows (fig. 2); there exists between the useful surfaces of these different rollers a certain interval depending on the thickness of the rings 2 and 4, and consequently, these surfaces have nothing in common with each other.
The cellulosic film to be dried 5 is engaged between these various rollers, supported and driven by them in the manner shown in the accompanying drawing. Thanks to the gap existing between the rollers, the weight of the latter exerts no force on the film. At each instant, the film has a certain portion in contact with the surface of the rollers 1, another portion in contact with the surface of the rollers 3 and finally a certain portion which has no contact with any of the rollers.
It is this portion which shrinks, under the action of drying and which causes a regular final shrinkage of the film subjected to drying, if care is taken to circulate this film at a regular speed and to conduct the drying regularly. .
The set of all the rollers, which can be arranged in one or more stages, is preferably placed in a closed chamber, constituting, in a way, an oven in which it is possible, either by direct flames or by circulation of fluid. , bring the temperature to the desired degree to achieve complete drying of the cellulose film to be treated. The apparatus can be either used in isolation to perform the drying of a cel lulosic film wound on a roll, or combined with the apparatus to manufacture or to handle said film and, instead of being fed by rollers carrying this film. pel licule, receive it directly when it leaves said manufacturing or handling devices.
The film leaving the apparatus is wound up, dried and uniformly shrunk, on a take-up roll driven by a drive.
A rigid drive disc is used for driving the rollers, which enables these rollers to be driven freely by the cellulose film itself and to rotate independently of their drive.
The film, in fact, undergoes under the action of drying, independently of the shrinkage-in the direction of the width, of which one spoke above and of which one takes into account, a longitudinal shrinkage. If the rolls ordered were dragged by a rigid control device, it would happen as a result of this longitudinal shrinkage, which is uneven at all points of the machine, that the film would be subjected to a tension which would cause it to break. It is therefore necessary that the rollers be able to somehow follow the shrinkage of the film and rotate under the dragging of the film, which requires non-rigid control.
This non-rigid control can be achieved, for example, by means of friction drive devices, or else by belts and pulleys with transmission belts which can slip on the pulleys.
Figs. 4 and 5 show such a mode of control by belts and pulleys. Each of the rollers 1 is carried by a shaft 6 which is supported in bearings carried by the walls of the oven. On each of these trees is wedged, outside the oven; a pulley 7. A general shaft 8, driven by any motor mechanism, drives by pinions a .series of shafts 9 all parallel to the shafts 6 and in a number equal to half the number of rollers 1. Each of these shafts controls two -said rollers. For this purpose, on each of them, are keyed two pulleys 10 and I1.
The pulley 10 drives by a belt 12 the pulley 7 of one of the rollers 1 and the pulley 11, by a belt 13, drives the pulley 7 of the following roller (fig. 4 and 5). - The different transrnissioti belts 12, 13, etc. are established by fagoii to be able to skate on their pulleys, which achieves in the control the desired release.
Moreover, the driving of the -rollers 1 will be absolutely necessary only at the start of the drying operation, when the film to be treated will be introduced into the machine i but as soon as a certain length of this film will come out at the end of the machine and will be wound on the ordered take-up roll, it will suffice to rotate this receiving roller to drive the film, if, of course, it is strong enough, and the film will drive, at the speed desired, the rollers 1, which can be disengaged and which will turn like free rollers.
It is possible, if necessary, to combine with the drying means indicated above, drying by the rollers 1 themselves. It suffices for this to use hollow rollers which could be heated either by circula tion of a hot fluid, or by the direct action of a flame, or in any other suitable manner. In the case of heating by circulation of a hot fluid, this fluid will be brought by collectors 14, which will distribute it through pipes 15, to the various rollers 1 (FIG. 5).
The degree of heating of the rollers must be adjusted so as not to reach the temperature at which a layer of water vapor could be produced at any point in the dryer between the film and the heating surface; this would in fact have the serious drawback of eliminating the contact between the film and the heating surface, resulting in an abnormal, unforeseen shrinkage of the film.
When heating cylinders are used, it is possible to dispense with placing all of the cylinders in an outer casing; this outer casing, if it is used, however has the advantage of allowing a ratioiielle warm ventilation increasing the speed of drying.
The transverse shrinkage of the skin will depend on the thickness of the rings 2 and 4; it is therefore possible, by giving these rings a determined thickness, to obtain a machine giving, under determined drying conditions, a film having a determined shrinkage.
It is possible, if necessary, to use rollers whose rolling rings will be removable and can be replaced at will by rings of different thickness so as to be able to obtain, with the same machine, different shrinkages in drying. It is understood that the devices which have just been described have been given only by way of example and are in no way limiting.