Procédé et appareil pour la fabrication de fils en caoutchouc. Cette invention s e rapporte à un procédé pour la fabrication de fils élastiques en caoutchouc, ainsi qu'à un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, ces fils étant spécialement prévus pour être employés con jointement avec des matières textiles pour produire des vêtements extensibles et articles similaires.
Dans le procédé selon l'invention, on passe un filament résistant à la tension et de relativement faible extensibilité, à travers une masse de latex liquide, on coagule le latex de caoutchouc sur ledit filament et on détruit ensuite l'efficacité du filament en tant qu'élément résistant à la tension. Ce pro cédé est caractérisé en ce que ledit filament est supporté de telle sorte qu'il passe libre ment à travers la masse du latex liquide et immédiatement après, suivant une courbe du genre d'une chaînette.
L'appareil pour la mise en oeuvre du pro cédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison des moyens pour déplacer de façon continue un filament le long d'un chemin prédéterminé selon lequel il est supporté de telle sorte qu'il passe libre ment à travers la masse du latex -liquide et immédiatement après suivant une courbe du genre d'une chaînette, et des moyens réagis sant aux variations se produisant dans la tra jectoire du filament pour maintenir la courbe en forme de chaînette entre des limites déter minées.
Un tel procédé présente l'avantage d'obte nir d'une façon efficace et économique des fils de caoutchouc de dimensions uniformes et de réaliser le revêtement de latex sur un filament en mouvement sans le soumettre à des pres sions pouvant le déformer.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appa reil selon l'invention. Fig. la et lb constituent une élévation la- térale schématique, partiellement coupée, pour la clarté de la représentation; fig. 2 est une vue en plan d'une partie de l'appareil selon fig. la, montrant plus en détail la. partie de l'appareil dans laquelle le caoutchouc du latex est déposé sur le fila ment en mouvement;
fig. 3 est une coupe verticale faite selon la ligne 3-3 de fig. 2; fig. 4 est une coupe verticale faite selon la ligne 4-4 de fig. 2; fig. 5 est une coupe verticale faite selon la ligne 5-5 de fig. la;
fig. 6 est un schéma illustrant le processus mécanique probable auquel le filament est soumis durant l'opération de sa rupture.
D'une façon générale. une pluralité de fi laments fibreux F sont dirigés, parallèlement et à une certaine distance les uns des autres, sur des guides, des rouleaux et des convoyeurs se suivant d'une manière telle que l'on oblige les filaments à passer à travers un bain de coagulant C pour du latex de caoutchouc li quide, puis entre des courroies mobiles d'un dispositif essuyeur B,
puis à travers un bain de latex de caoutchouc liquide L, pour rece voir un revêtement concentrique de caout chouc de latex coagulé et ensuite, successi- vement, à traver un réchauffeur H, un laveur 117, un dispositif P pour appliquer une pou dre empêchant l'adhérence, un sécheur D, un vulcanisateur Y,
puis à travers un dispositif R à rouleaux pour rompre les filaments fi breux intérieurs pour donner des fils de caoutchouc tubulaires librement extensibles T qui sont finalement enroulés sur des bobines S ou disposés d'une autre manière conve nable.
lies filaments fibreux F peuvent être de n'importe quel type bien connu, tordus ou non- tordus, en coton, en soie, en soie artificielle, en laine ou en autre matière fibreuse. Even- tuellement des filaments de matière non- fibreuse, tel que, par exemple, des fils en colle ou en gélatine, relativement inexten sibles par rapport au caoutchouc et ayant une résistance suffisante pour s'opposer aux forces de tension prenant naissance au cours du procédé,
et qui en même temps peuvent être désagrégés soit mécaniquement, soit chi miquement, sans endommager le revêtement de caoutchouc constituant le fil tubulaire, peuvent être employés.
Pour fabriquer des fils de relativement petite dimension, par exemple de 0,6 à 0,7 mm de diamètre, qui sont actuellement très de mandés, on emploiera de préférence un fil d'acétate de cellulose ou de viscose de 30 à 50 deniers, ce qui a été trouvé être tout à fait satisfaisant.
Dans une mise en oeuvre préfé rée du procédé, les filaments de soie artifî- cielle F sont déroulés de bobines d'alimenta tion 10, 10 et sont dirigés vers un peigne tendeur 11 prévu pour maintenir les fila- ments tendus contre la traction de l'appareil, par friction.
Le coagulant C, dans lequel les fila ments sont ensuite dirigés, peut être formé de n'importe quelle composition ayant un effet coagulant ou agglomérant sur le latex de caoutchouc liquide. C'est de préférence une composition liquide contenant un sel de mé tal polyvalent dissous
dans un solvant or ganique volatil contenant une faible propor tion d'un agent mouillant, telle que n'importe laquelle des compositions coagulantes dé crites dans le brevet américain no 1996090 accordé le 2 avril 1935 à Edward A.
Willson. Une solution coagulante contenant 500 gr de nitrate de calcium du commerce dissous dans 1000 cm' d'acétone contenant 30 cm' d'acide lactique est tout à fait satisfaisante pour être employée conjointement avec un fil de vis- cose.
Dans certains cas, pour faciliter la rup ture du filament fibreux, on peut ajouter à. la composition coagulante une substance chi mique prévue pour affaiblir ou même com- plètement désagréger la structure fibreuse du filament. 4n peut aussi traiter autrement le filament avec une telle substance.
Ainsi, lors que l'on utilise un filament de soie artificielle soluble, on peut ajouter à la composition coa- gulante un solvant ou autre matière qui atta quera lentement et affaiblira ou même éven- tuellement dissoudra complètement le fila- ment.
Par exemple, si l'on emploie un fila ment d'ester de cellulose soluble, on peut ajouter à la :composition coagulante de 5 à i 5 cm' par litre d'un solvant tel que l'acétate d'éthyle, l'acétoacéta;
L- de méthyle, l'acéto- a.cétate -d'éthyle, l'acétate -de 2-éthyle-butyle, l'acétate d'isopropyle, etc. qui dissoudront lentement le filament d'acétate de cellulose. Les solvants ont été mentionnés grossièrement dans l'ordre décroissant de leur pouvoir dis solvant et la quantité utilisée variera selon le pouvoir du solvant, pour donner une compo sition effectuant l'affaiblissement requis sans détruire le filament avant que .la pro duction du fil soit terminée.
Comme exemple typique d'une composi tion convenable pour être employée conjoin tement avec un fil d'acétate de cellulose de 30 à 50 deniers, on peut indiquer celle con tenant 500 gr de nitrate de calcium du com- meree dissous dans 1000 cm' d'alcool conte nant 30 cm' d'acide lactique et 10 cm' d'acé tate d'éthyle.
En augmentant .la quantité d'ester solvant utilisée, de manière à dépas ser sensiblement les proportions données ci- dessus, il est possible de dissoudre entière ment le filament d'ester de cellulose et ainsi de se passer complètement de toute opération de rupture mécanique.
Mais lorsque cette con dition est atteinte, le filament peut être affai bli si rapidement qu'il se rompt avant que la production du fil soit terminée, ce qui est indésirable pour la fabrication, au cours de laquelle l'uniformité de l'extensibilité de la pluralité des filaments recouverts par le re- vétement, est extrêmement désirable. Pour cette raison, on utilise ordinairement seule ment des quantités d'ester solvant affaiblis sant sensiblement les filaments sans les dé truire complètement.
Pour produire un dépôt uniforme de caoutchouc de latex, il est extrêmement im portant que le revêtement coagulant ou l'imprégnation du filament soit tout à fait uniforme et particulièrement soit exempt de gouttelettes ou de concentration localisée si milaire de coagulant.
Des dispositifs es sayeurs statiques ordinaires ne conviennent pas parce qu'à la longue ils se recouvrent ou se remplissent tellement de composition coagulante que leur efficacité s'en trouve détruite. On a donc trouvé désirable, pour le fonctionnement continu, de prévoir un nou vel essayeur cinétique à courroies B consis tant en une paire de courroies sans fin, diver gentes 12, 12, en caoutchouc par exemple, disposées en regard l'une de l'autre et em brassant entre elles les filaments fraîche ment traités avec le coagulant,
les extrémités supérieures. des courroies faisant tout juste contact, sans presser sensiblement les fila ments traités et les extrémités inférieures di vergentes des courroies étant respectivement immergées dans des bains de solution de la vage 13, 13 qui peuvent être le même sol vant que celui qui est utilisé comme véhi cule dans la composition coagulante.
Les courroies essayeuses sont entraînées positive ment, comme indiqué sur le dessin, avec les surfaces essayeuses se déplaçant dans la même direction que les filaments, mais de préférence à une vitesse sensiblement diffé rente, avantageusement plus faible, de par exemple 2,5 cm par minute pour une vitesse de filament de 1,80 m par minute. Les -cour roies essayeuses continuellement lavées en lèvent efficacement les concentrations loca lisées de coagulant du filament ou les dis tribuent plus également et assurent l'obten tion de revêtements coagulants uniformes sur de longues périodes de fonctionnement.
Après l'opération d'essuyage, les fila ments traités par le coagulant passent sur des rouleaux de guidage rainurés 14 ayant une surface de friction et qui sont entraînés po sitivement par des chaînes 15,à une vitesse convenable, faisant avancer les filaments avec la rapidité voulue, par exemple celle indiquée de 1,80 m par minute. Les fila ments passent ensuite sous un rouleau rai nuré 16 monté librement et de là s'étendent vers le haut sous forme d'un arc de la forme d'une chaînette relativement longue, en di rection des rouleaux 17,
17 entraînés- posi tivement et disposés à un niveau supérieur à celui du rouleau 16 et autour duquel les fi- laments sont dirigés avec des changements de direction, comme représenté, pour élimi ner le glissement et pour assurer une avance forcée des filaments à une vitesse uniforme.
La partie la plus basse et la plus proche de l'horizontale de la chaînette formée par le filament est entourée par une masse de latex de caoutchouc liquide L contenue dans un réservoir de dépôt désigné d'une façon générale par 18, de telle sorte que les fila ments entrent horizontalement dans le latex au-dessous du niveau du liquide et qu'ils émergent angulairement à travers la surface du latex, comme cela est plus clairement re présenté sur la fig. 3,
la partie supérieure de la chaînette étant entourée par un réchauf feur à air chaud H. Il est évident que cette disposition permet de faire passer le filament traité par le coagulant à travers la masse de latex, pour recevoir un revêtement de caout- chouc de latex coagulé déposé, et pour sécher ce caoutchouc coagulé au moins partielle ment dans des conditions de déformation moindre, le tout sans aucune action déforma triee par contact à pression, ce qui assure la production de dépôts de caoutchouc tout à fait uniformes,
exempts de distorsion et non- déformés, avec comme résultat une améliora tion de la qualité du produit.
Pour assurer en outre l'uniformité par compensation, et particulièrement pour main tenir la chaînette désirée et assurer par cela l'entrée convenable des filaments dans le la tex et leur sortie de celui-ci, il est prévu de faire varier la vitesse des rouleaux 17, 17 et d'autres dispositifs suivants,
par rapport à la vitesse du rouleau 14 pour maintenir les relations de travail convenables. Cette com mande est effectuée grâce à un changement de vitesse 20 commandé par le moteur 21, lui- même contrôlé par un dispositif 22 à "oei@l électrique", de façon à augmenter on à di minuer la vitesse des rouleaux 17,
17 lors que le filament revêtu tombe au-dessous ou monte au-dessus de lignes limites prédétermi nées, ou trajectoires limites, indiquées par les traits pointillés 23, 23. Un moteur 30 entraine, par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur à vis sans fin 31 et de la courroie 32, une pompe centrifuge 33 qui tourne à une vitesse de, par exemple,
en viron 70 tours par minute et qui est adja cente au bas du collecteur cylindrique 34 et qui force le latex liquide L par action cen- trifuge vers l'extérieur, en le faisant monter la rampe 35, à travers une ouverture conve nable pratiquée dans une extrémité du réser voir de dépôt 36 qui est de préférence de forme rectangulaire allongée.
Le latex s'é coule longitudinalement dans ce réservoir et se. répand, par-dessus la paroi 37, dans une chambre de retour 38 située au-dessous du réservoir de dépôt principal limité inférieure ment par un faux fond 39 s'étendant presque sur toute la longueur de l'appareil de dépôt mais se terminant à da paroi 37.
Le latex s'écoule vers l'arrière, le long de la chambre de retour, laquelle est prolongée angulaire- ment comme il est indiqué en 40, pour s'ou vrir dans la pompe centrifuge en 41, au- dessus du niveau de la partie mobile 33, pour retourner le latex au collecteur de la pompe centrifuge, afin de le remettre en circulation.
L'extrémité du réservoir 36 adjacente à la pompe est formée par une paroi amovible 42 pourvue d'une série d'ouvertures alignées 43 situées de manière à occuper une position au- dessous du niveau normal du latex déterminé par la hauteur du déversoir 37, les ouver tures étant reliées par des fentes horizontales pour faciliter l'introduction des filaments.
Une petite proportion de ,latex s'écoule vers l'extérieur à travers ces ouvertures et se ré pand dans le collecteur de retour 44 à niveau inférieur, qui s'ouvre dans un prolongement élargi 40 de la chambre de retour principal, et ainsi retourne à la pompe.
Lorsque les filaments F, guidés par le guide perforé et rainuré 45, entrent dans la masse de latex à travers les filets sortant des ouvertures 43 et se déplacent à travers le latex pour émerger de sa surface comme dé crit, on voit qu'un écoulement régulier de la masse principale de latex est maintenu dans la direction de déplacement des filaments,
ce qui tend à diminuer la turbulence du latex, particulièrement au point d'émersion des fila ments, ainsi qu'à empêcher la formation d'écume sur la surface du latex, tout cela contribuant à la production de dépôts de caoutchouc uniformément de bonne qualité sur les filaments en mouvement.
Le chauffage du -dépôt frais. de caout chouc effectué dans le réchauffeur H doit être au moins suffisant pour amener sûrement la surface à un. état relativement non-déforma- ble, mais il peut être continué encore si on le désire. On préfère d'habitude, toutefois, ne pas sécher complètement le dépôt avant l'o pération de lavage, et une période de sé chage d'une ou deux minutes .à une tempéra ture s'élevant à environ 90 C, à ce stade du procédé, est satisfaisante pour des opéra tions de fabrication commerciale ordinaire.
Le laveur W peut être d'une longueur suffisante, par rapport à la vitesse de dépla cement des filaments revêtus, pour donner une période de lavage de 10 à 15 minutes, dans un bain. d'eau 50,à une température qui est de préférence .d'environ 65 C et qui est continuellement alimenté par de :l'eau chaude versée sur les filaments revêtus lors qu'ils ,entrent et lorsqu'ils sortent du laveur, par des gicleurs 51, 51.
Le niveau de ce bain est maintenu au-dessus du trajet suivi par les filaments, grâce à un conduit 52 de trop- plein de hauteur convenable.
La poudre empêchant l'adhérence appli quée au caoutchouc mouillé, en P, peut être du talc (pierre de savon), du carbonate de magnésie, de l'amidon ou autre matière en fine poussière ordinairement utilisée dans un tel but, soit sous forme,de poudre, soit sus pendue dans un liquide servant de véhicule.
Le sécheur D peut être chauffé en fai sant circuler de l'air chaud à une température d'environ <B>70'</B> et peut être d'une longueur suffisante pour donner une période de sé chage de 1 à 1i/2 heure, ou un séchage équi valent, suffisant pour sécher pratiquement complètement le dépôt.
Le vulcanisateur P, pour des compositions de caoutchouc ordi naire, est ordinairement chauffé, par des ser- pentins à vapeur, à une température élevée.
On pourra avoir, par exemple, comme :condi tion de fonctionnement un traitement vulca nisant ide 30 minutes à<B>105',</B> pour un dépôt de caoutchouc formé à partir d'une composi tion de latex contenant 100 parties,de caout- ohouc additionnées, comme le latex du com merce concentré par centrifugation, de 3,0 parties de soufre, 0,
6 partie d'un accéléra teur organique tel que le mercaptan benzo- thiazol, 2,0 parties d'oxyde de zinc, 6,0 par ties d'un pigment blanc tel que le bioxyde de titane, 0,1 partie d'une teinture organique et 0,3 partie d'un agent résistant au vieillis- sement,
et contenant les quantités usuelles de colloïdes protecteurs et d'agents stabili sateurs ajoutés avec les matières composantes dispersées à l'état colloïdal.
Pour rompre les filaments fibreux à l'in térieur des revêtements de caoutchouc, on a trouvé que la disposition suivante est très efficace pour rompre ces filaments en pe tits fragments de longueur uniforme et con vient très bien pour des opérations continues.
Elle comprend une paire de rouleaux pres- seurs 55, 55, en acier, espacés l'un de l'autre d'une distance notablement moindre que le diamètre total des filaments revêtus, de, par exemple, un .quart ou la moitié de ce dia mètre, ces rouleaux étant entraînés positi vement à une vitesse superficielle qui est pratiquement la même que la vitesse de dé placement des filaments revêtus,
en sorte qu'il n'y a pratiquement pas de tension des parties librement suspendues des filaments revêtus. Bien qu'il puisse exister certaines diver gences d'opinion en ce qui concerne le pro cessus mécanique,de la rupture des filaments,
une explication qui semble plausible est que chaque filament et son revêtement de caout chouc élastique associé avancent pratique ment comme un tout et sont déformés longi tudinalement aussi bien que transversale ment par l'effet de pression progressif loca lisé effectué par les rouleaux, ce quia pour résultat que, un peu par analogie avec l'é coulement d'un fluide à travers un tube venturi, la partie passant à travers la zone de déformation et de constriction maxima avance a une vitesse plus grande,
ou en d'au tres termes est accélérée par rapport aux parties moins déformées, en sorte que l'en semble formé par le filament et son revête ment est soumis, en passant entre les rouleaux presseurs, et cela dans une zone extrêmement localisée, à une tension progressive continue excédant la limite élastique du filament. En conséquence, le filament se trouve progres sivement rompu en petits fragments, tandis que le revêtement élastique et librement extensible est laissé inaltéré.
On a observé que des rouleaux de relativement petit dia mètre, d'environ 12 mm, semblent effectuer une désagrégation plus uniforme des fila ments en fragments plus courts que ne le font de plus grands rouleaux ayant, par exemple, 10 cm de diamètre, bien que la dif férence ne soit pas grande et que l'on croie que de grandes variations du diamètre des rouleaux peut avoir lieu sans affecter sérieu sement le caractère de la rupture.
Des fils de caoutchouc d'une grande va riétés de dimension fabriqués suivant l'in vention décrite ici, montrent une uniformité exceptionnelle dans leurs dimensions et leurs caractéristiques physiques, par exemple un allongement uniforme sous l'effet d'une ten sion. Ils sont de qualité généralement supé rieure, comme on a pu le constater par de nombreux essais comparatifs. L'appareil dé crit peut fonctionner continuellement pendant de longues durées, avec un minimum d'atten tion, ce qui permet d'effectuer une économie sensible.
Les expressions "latex" et "latex de caoutchouc liquide" sont utilisées ici dans un sens général pour englober non seulement le latex .de caoutchouc naturel de la variété hévéa commune, mais toutes les dispersions aqueuses analogues de caoutchouc, de caout chouc synthétique et des matières similaires, soit vulcanisées. non-vulcanisées ou reconsti tuées.
De telles dispersions peuvent être con- centrées, diluées, épaissies, éclaircies, stabili sées, rendues instables ou autrement traitées de façon préliminaire. Elles peuvent conte- nir tous les agents composants et de condi tionnement désirables.
A method and apparatus for the manufacture of rubber threads. This invention relates to a process for the manufacture of elastic rubber threads, as well as to an apparatus for carrying out this process, these threads being specially adapted to be used in conjunction with textile materials to produce stretch garments. and similar articles.
In the process according to the invention, a filament resistant to tension and of relatively low extensibility is passed through a mass of liquid latex, the rubber latex is coagulated on said filament and the effectiveness of the filament as a material is then destroyed. as a tension-resistant element. This process is characterized in that said filament is supported in such a way that it passes freely through the mass of the liquid latex and immediately afterwards, following a curve of the kind of a chain.
The apparatus for carrying out the process according to the invention is characterized in that it comprises, in combination, means for continuously moving a filament along a predetermined path along which it is supported so that 'it passes freely through the mass of liquid latex and immediately thereafter following a chain-like curve, and means responsive to variations in the path of the filament to maintain the chain-like curve between defined limits.
Such a method has the advantage of obtaining in an efficient and economical manner rubber threads of uniform dimensions and of producing the latex coating on a moving filament without subjecting it to pressures liable to deform it.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the apparatus according to the invention. Fig. 1a and 1b are a diagrammatic side elevation, partially cut away, for clarity of representation; fig. 2 is a plan view of part of the apparatus according to FIG. la, showing in more detail la. part of the apparatus in which the rubber of the latex is deposited on the moving filament;
fig. 3 is a vertical section taken along line 3-3 of FIG. 2; fig. 4 is a vertical section taken along line 4-4 of FIG. 2; fig. 5 is a vertical section taken along line 5-5 of FIG. the;
fig. 6 is a diagram illustrating the probable mechanical process to which the filament is subjected during the operation of its breaking.
Generally speaking. a plurality of fibrous filaments F are directed, parallel and at a certain distance from each other, on guides, rollers and conveyors following each other in such a way that the filaments are forced to pass through a bath coagulant C for liquid rubber latex, then between mobile belts of a wiper device B,
then through a bath of liquid rubber latex L, to receive a concentric coating of coagulated latex rubber and then, successively, through a heater H, a scrubber 117, a device P to apply a powder preventing adhesion, a dryer D, a vulcanizer Y,
then through a roller device R to break the inner fibrous filaments to give freely stretchable tubular rubber threads T which are finally wound onto spools S or otherwise conveniently disposed.
The fibrous filaments F can be of any well known type, twisted or untwisted, of cotton, silk, artificial silk, wool or other fibrous material. Possibly filaments of non-fibrous material, such as, for example, glue or gelatin threads, relatively inextensible with respect to rubber and having sufficient strength to resist the tensile forces arising during the process. process,
and which at the same time can be disintegrated either mechanically or chemically, without damaging the rubber coating constituting the tubular yarn, can be employed.
To manufacture yarns of relatively small size, for example 0.6 to 0.7 mm in diameter, which are currently very popular, preferably a cellulose acetate or viscose yarn of 30 to 50 denier is used, which has been found to be quite satisfactory.
In a preferred implementation of the process, the artificial silk filaments F are unwound from the feed spools 10, 10 and are directed to a tensioning comb 11 provided to keep the filaments taut against the pull of the yarn. device, by friction.
The coagulant C, into which the filaments are then directed, can be formed from any composition having a coagulating or agglomerating effect on the liquid rubber latex. It is preferably a liquid composition containing a dissolved polyvalent metal salt.
in a volatile organic solvent containing a low proportion of a wetting agent, such as any of the coagulating compositions described in U.S. Patent No. 1,996,090 issued April 2, 1935 to Edward A.
Willson. A coagulating solution containing 500 g of commercial calcium nitrate dissolved in 1000 cm 3 of acetone containing 30 cm 3 of lactic acid is quite satisfactory for use in conjunction with a viscose thread.
In some cases, to facilitate the rupture of the fibrous filament, one can add to. the coagulant composition is a chemical substance intended to weaken or even completely disaggregate the fibrous structure of the filament. 4n can also otherwise treat the filament with such a substance.
Thus, when using a soluble artificial silk filament, a solvent or other material may be added to the coagulant composition which will slowly etch and weaken or even eventually completely dissolve the filament.
For example, if a soluble cellulose ester filament is employed, the coagulant composition may be added from 5 to 15 cm 3 per liter of a solvent such as ethyl acetate, acetoaceta;
Methyl L-, ethyl acetate-acetate, 2-ethyl-butyl acetate, isopropyl acetate, etc. which will slowly dissolve the cellulose acetate filament. Solvents have been mentioned roughly in descending order of their solvent power, and the amount used will vary depending on the solvent power, to provide a composition which achieves the required attenuation without destroying the filament before yarn production takes place. finished.
As a typical example of a composition suitable for use in conjunction with 30-50 denier cellulose acetate yarn, that containing 500 g of calcium nitrate of the compound dissolved in 1000 cm 3 may be indicated. 'alcohol containing 30 cm' of lactic acid and 10 cm 'of ethyl acetate.
By increasing the amount of solvent ester used, so as to substantially exceed the proportions given above, it is possible to completely dissolve the cellulose ester filament and thus to dispense completely with any mechanical breaking operation. .
But when this condition is reached, the filament can be weakened so quickly that it breaks before the production of the yarn is complete, which is undesirable for the manufacture, during which the uniformity of the extensibility of the plurality of filaments covered by the coating is extremely desirable. For this reason, usually only amounts of solvent ester are used which substantially weaken the filaments without destroying them completely.
In order to produce a uniform deposit of latex rubber, it is extremely important that the coagulant coating or impregnation of the filament be completely uniform and particularly free from droplets or localized concentration if necessary of coagulant.
Ordinary static testing devices are not suitable because in the long run they overlap or fill up so much with coagulating composition that their effectiveness is destroyed. It has therefore been found desirable, for continuous operation, to provide a new kinetic belt tester B consisting of a pair of endless belts, divers 12, 12, of rubber for example, arranged opposite one of the 'other and stirring between them the freshly treated filaments with the coagulant,
the upper extremities. belts making just contact, without noticeably pressing the treated filaments and the di verging lower ends of the belts being respectively immersed in solution baths of vage 13, 13 which may be the same ground as that which is used as a vehicle cule in the coagulant composition.
The test belts are positively driven, as shown in the drawing, with the test surfaces moving in the same direction as the filaments, but preferably at a significantly different, preferably lower, speed, for example 2.5 cm per minute for a filament speed of 1.80 m per minute. Continuously washed test runs effectively raise or more evenly distribute localized concentrations of coagulant from the filament and provide uniform coagulant coatings over long periods of operation.
After the wiping operation, the filaments treated with the coagulant pass over grooved guide rollers 14 having a friction surface and which are driven po sit by chains 15, at a suitable speed, advancing the filaments with the desired speed, for example that indicated of 1.80 m per minute. The filaments then pass under a grooved roller 16 mounted freely and from there extend upwards in the form of an arc in the form of a relatively long chain, in the direction of the rollers 17,
17 positively driven and disposed at a level higher than that of the roller 16 and around which the filaments are directed with changes of direction, as shown, to eliminate slippage and to ensure a forced advance of the filaments at a speed uniform.
The lowest part and closest to the horizontal of the chain formed by the filament is surrounded by a mass of liquid rubber latex L contained in a deposit tank generally designated by 18, so that the filaments enter the latex horizontally below the level of the liquid and emerge angularly through the surface of the latex, as is more clearly shown in fig. 3,
the upper part of the chain being surrounded by a hot air heater H. It is obvious that this arrangement allows the filament treated by the coagulant to pass through the mass of latex, in order to receive a coating of rubber latex coagulated deposited, and to dry this at least partially coagulated rubber under conditions of less deformation, all without any deformed action by pressure contact, which ensures the production of completely uniform rubber deposits,
free from distortion and undeformed, resulting in improved product quality.
To further ensure uniformity by compensation, and particularly to maintain the desired chain and thereby ensure the proper entry of the filaments into the tex and their exit from it, provision is made to vary the speed of the rollers. 17, 17 and other following devices,
relative to the speed of the roller 14 to maintain the proper working relationship. This control is effected by means of a speed change 20 controlled by the motor 21, itself controlled by an "electric eye" device 22, so as to increase or decrease the speed of the rollers 17,
17 as the coated filament falls below or rises above predetermined limit lines, or limit paths, indicated by the dotted lines 23, 23. A motor 30 drives, via a worm reduction gear endless 31 and belt 32, a centrifugal pump 33 which rotates at a speed of, for example,
at about 70 revolutions per minute and which is adjacent to the bottom of the cylindrical manifold 34 and which forces the liquid latex L by centrifugal action outwards, causing it to rise up the ramp 35, through a suitable opening made in one end of the deposit tank 36 which is preferably of elongated rectangular shape.
The latex flows longitudinally into this tank and is. spreads, over the wall 37, in a return chamber 38 located below the main deposition tank limited below by a false bottom 39 extending almost over the entire length of the deposition apparatus but terminating at da wall 37.
The latex flows backwards, along the return chamber, which is angularly extended as indicated at 40, to open into the centrifugal pump at 41, above the level of the return chamber. mobile part 33, to return the latex to the manifold of the centrifugal pump, in order to put it back into circulation.
The end of the reservoir 36 adjacent to the pump is formed by a removable wall 42 provided with a series of aligned openings 43 located so as to occupy a position below the normal level of the latex determined by the height of the weir 37, the openings being connected by horizontal slits to facilitate the introduction of the filaments.
A small proportion of the latex flows outwardly through these openings and spreads into the lower level return manifold 44, which opens into an enlarged extension 40 of the main return chamber, and thus returns. at the pump.
When the filaments F, guided by the perforated and grooved guide 45, enter the mass of latex through the threads exiting the openings 43 and move through the latex to emerge from its surface as described, it is seen that a flow regular mass of latex is maintained in the direction of movement of the filaments,
which tends to decrease the turbulence of the latex, particularly at the point of emersion of the filaments, as well as to prevent the formation of foam on the surface of the latex, all this contributing to the production of uniformly good quality rubber deposits on the moving filaments.
Heating of the cool-depot. of caout chouc carried out in the heater H must be at least sufficient to surely bring the surface to one. relatively non-deformable state, but it can be continued further if desired. It is usually preferred, however, not to completely dry the deposit before the washing operation, and a drying period of one or two minutes at a temperature of about 90 ° C, at this point. of the process, is satisfactory for ordinary commercial manufacturing operations.
The washer W may be of sufficient length, relative to the speed of movement of the coated filaments, to provide a wash period of 10 to 15 minutes in a bath. of water 50, at a temperature which is preferably about 65 ° C. and which is continuously supplied with: hot water poured over the coated filaments as they enter and when they leave the washer, for example nozzles 51, 51.
The level of this bath is maintained above the path followed by the filaments, thanks to an overflow duct 52 of suitable height.
The adhesion inhibiting powder applied to wet rubber, at P, may be talc (soapstone), carbonate of magnesia, starch or other fine dust material ordinarily used for such purpose, either in the form , powder, or suspended in a liquid serving as a vehicle.
The dryer D can be heated by circulating hot air at a temperature of about <B> 70 '</B> and can be of sufficient length to give a drying period of 1 to 1i / 2 hours, or equivalent drying, sufficient to dry the deposit almost completely.
The vulcanizer P, for ordinary rubber compositions, is ordinarily heated, by steam coils, to an elevated temperature.
We could have, for example, as: operating condition a vulcanizing treatment ide 30 minutes at <B> 105 ', </B> for a rubber deposit formed from a latex composition containing 100 parts, of rubber added, like the commercial latex concentrated by centrifugation, of 3.0 parts of sulfur, 0,
6 part of an organic accelerator such as mercaptan benzothiazol, 2.0 parts of zinc oxide, 6.0 parts of a white pigment such as titanium dioxide, 0.1 part of a organic dye and 0.3 part of an aging resistant agent,
and containing the usual amounts of protective colloids and stabilizing agents added with the dispersed component materials in colloidal state.
For breaking the fibrous filaments within rubber coatings, the following arrangement has been found to be very effective in breaking these filaments into small fragments of uniform length and is very suitable for continuous operations.
It comprises a pair of pressure rollers 55, 55, of steel, spaced apart from each other a distance significantly less than the total diameter of the coated filaments, of, for example, one quarter or one half of. this diameter, these rollers being driven positively at a surface speed which is practically the same as the speed of displacement of the coated filaments,
so that there is hardly any tension of the freely suspended parts of the coated filaments. Although there may be some differences of opinion with regard to the mechanical process, filament breakage,
one explanation which seems plausible is that each filament and its associated elastic rubber coating practically advance as a whole and are deformed longitudinally as well as transversely by the localized progressive pressure effect effected by the rollers, which has for result that, somewhat by analogy with the flow of a fluid through a venturi tube, the part passing through the zone of maximum deformation and constriction advances at a greater speed,
or in other words is accelerated with respect to the less deformed parts, so that the whole formed by the filament and its coating is subjected, passing between the pressure rollers, and that in an extremely localized zone, to a continuous progressive tension exceeding the elastic limit of the filament. As a result, the filament is gradually broken into small fragments, while the elastic and freely stretchable coating is left unaltered.
It has been observed that relatively small diameter rolls, about 12 mm in diameter, appear to effect a more uniform disintegration of filaments into shorter fragments than do larger rolls having, for example, 10 cm in diameter, although that the difference is not great and that it is believed that large variations in the diameter of the rollers can take place without seriously affecting the character of the breakage.
Rubber threads of a wide variety of sizes made according to the invention described herein show exceptional uniformity in size and physical characteristics, eg, uniform elongation under tension. They are generally of superior quality, as has been observed by numerous comparative tests. The apparatus described can be operated continuously for long periods of time, with a minimum of attention, which makes it possible to achieve substantial savings.
The terms "latex" and "liquid rubber latex" are used herein in a general sense to encompass not only the natural rubber latex of the common variety rubber tree, but all analogous aqueous dispersions of rubber, synthetic rubber and rubber. similar materials or vulcanized. unvulcanized or reconstituted.
Such dispersions can be concentrated, diluted, thickened, thinned, stabilized, made unstable or otherwise pre-treated. They may contain any desired component and conditioning agents.