Brevet FR2176613A1 — publié le 19731102

La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs de régénération électrique par effet-Joule des pattes à base de viscose pour particulièrement la fabrication des éponges en cellulose régénérée de visco sedans la fabrication de tels produits dont la viscose est l'élément essentiel le phénomène de synérèse qui provoque des contractions de la matière propre aux solutions coliosdales occasionne d'importantes difficultés et déchets dans le cours de la fabrication.On sait que les fabrications d'éponges se font par mise en moules d'une pâte principalement constituée de viscoses de fibres et de cristaux de sulfate de soude;;après régénération de la pâte qui aboutit à l'obtention de blocs plus ou moins importants d'éponge brute il faut procéder évidemment au démoulage de ceux-ci,c'est à dire à la séparation de la matière régénérée d'avec tous les organes matériels au contact de celle-ci lors de la transformation de la pate.Comme la pate est très col lantespour permettre le démoulage sans arrachement des surfaces périphériques des blocs régénérés on constitue les parois des moules avec des maté rivaux présentant l'adhérence la plus réduite possible.On recours également à des vernis de démoulage anti-adhérents.Lorsqu'il y a encore au moment du démoulage une certaine adhérence partielle on provoque la séparation des blocs et des parois à l'aide de lames plus ou moins tranchantes,ce faisant il y a souvent des arrachements de la matière à la périphérie des blocs spongieux qui rendent ces parties impropres à la vente. La recherche et l'obtention de l'adhérence la plus réduite possible entre blocs et paroisscomme entre blocs et les électrodes amenant le courant dans la pate ,provoque en contre partie l'apparition défavorable du phénomène de synérèse propre aux colloldessici en l'espèce la viscose. On sait,et l'on observe également dans la fabrication des éponges en cellulose régénérée de viscose que,lorsque une solution collodale, et ici particulièrement la viscosespasse de l'état de solution à l'état coagulé ou régénéré,des attractions très intenses se produisent entre molécules tendant à une contraction de volume de la matière collordale,oontrac- tion qui se manifeste de manière particulièrement intense lorsque cette dernière se trouve au contact de surfaces solides,métalliques par eiemple,pré- sentant peu de qualité d'adhérencesla matière colloldale au contact des dites surfaces s'en sépare en se contractant fortement sur elle-même.Ces retraits peuvent entre considérables et ont pour conséquence une diminution du volume de matière régénérée par rapport au volume de la pâte iritiale- ment mise en moules,avec de plus une augmentation de la densité des couches périphériques ayant subit le retrait.Cette dernière variation de densité entraine des différences de qualité entre les éponges découpées dans les parties périphériques et centrales des blocs.Ces retraits de la matière sont plus importants au centre des parois que vers leur périphérie,lors de la découpe des éponges dans les blocs on est obligé d'affranchir les blocs par un premier trait de coupe tenant compte du retrait maximum qui s'est manifesté sur chaque face;;ces pertes de volume par chûtes peuvent donc atteindre des proportions importantes préjudiciables au rendement de la production. Dans un dispositif de régénération bien connu de la pelte à éponges qui met en jeu l'effet-joule résultant du passage du courant triphasé à travers une masse de cette patte on adopte couramment une dispo si- tion telle que schématisée à la Figure I du dessin année. Pans ce dispositif on utilise comme électrodes d'amenée du courant dans la patte des plaques métalliques conductrices,planes,telles que I, disposées à distances égales dans une cuve 2,qui jouent en m8me temps que le r81e d'électrodes,celui de parois de moule,déterminant six moules à 1' intérieur de la cuve 2 qui est étanche et électriquement isolante.A chacune des extrémités de la cuve 2 se trouve placée une électrode dont le roule est d'assurer le trajet du courant/électrique au travers des deux masses de pâte des deux moules extrèmes.La pâte à éponges est versée dans les six moules limités par les parois de la cuve et les électrodes auxquelles on applique une tension triphasée convenable au moyen de conne t ions telles que 3. Les plaques métalliques,électrodes,I sont perforées de manière que la pâte à éponges puisse aisément les traverser de part en partgune partie de la patte traverse les perforations et prenant contact avec la pà- te du moule voisin établi une liaison de pâte à pElte qui n'est pas le siè- ge du phénomène de retrait par synérèse,ceiui-ci n'apparaissant,effeotif, qu'en cas de contact paroi-pâte.De plus au travers des perforations la liaison de pâte à pâte contenant des fibres tend à s'opposer aussi au retrait par synérèse qui pourrait intéresser les zones voisines.0n a ainsi des plaques de métal dont la surface lisse tend à faciliter le démoulage, tandis que les perforations permettent d'avoir des points d'accrochage ré- sistants s'opposant autant que possible à un retrait généralisé sur chaque face.Âprès remplissage des moules on applique une tension électrique triphasée convenable aux plaques électrodes oe qui provoque par effet-Joule après un temps plus ou moins long l'échauffement des masses de at et la régénération de la cellulose contenue dans la visoose pour aboutir à 1' obtention de six blocs de matière spongieuse.Âprès évacuation des liquides de fusionyrinçageson extrait verticalement de la cuve 2 l'ensemble des plaques électrodes réunies par une pice,isolante électriquement,4 munie de moyens de levage,et les blocs spongieux qui doivent y adhérer d'une manière ou d'une autre.Au cours de cette opération les blocs spongieux chargés encore de liquide ont un poids considérable qui implique qu'ils possèdent une certains adhérence,ou moyens de fixation, aux plaques électrodes afin d'tre extraits simultanément;l'extraction bloc par bloc de la cuve de régénération entrainant toujours des arrachements de matière. Cette opération finale exige donc avec évidence la réalisation d'une liaison assez forte des blocs avec les plaques-électrodes.Après l'extractionwpour séparer les blocs d'éponge régénérés des plaques-electo- des la nécessité est inverse:la non adhérence totale serait souhaitable. On doit à ce moment souvent avoir recours à l'emploi d'une lame tranchante glissée le long des parois de chaque plaque électrode pour couper les cordons de liaison ptte-pâte obtenus de bloc à bloc au travers des perfo rations; ce faisant la lame dévie couramment et tranche accidentellement le bord des blocs créant d'autres pertes de matière. Avec une telle constitution des plaques électrodes les parties pleines de celles-ci sont enoore le siège du retrait dù à la synérèse; les liaisons visco-fibreusee pâte-pate au travers des perforations sont sou- mises aux efforts de traction de la pâte avoisinante au contact avec les parties pleines des plaques,laquelle pâte est sollicitée de s'en écarter sous l'influence du phénomène de retrait par synérèse;certaines des liaisons pate-pâte au travers des perforations se brisant même sous l'effet de oes tractions.Le résultat global n'est en définitive qu'un compromis défectueux :l'adhérence n'est pas suffisante pour supprimer les retraits locaux, et reste cependant très gênante pour le démoulage. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients par l'emploi d'électrodes formant semi-parois de moulage perfectionnées, adaptables aux procédés de régénération électrique par effet-Joule du genre précité. L'invention est essentiellement caractérisée par des électrodes d'amenée du courant électrique formant semi-parois de moulage,constituée chacune de deux rangées,situées parallèlement à faible distance l'une de 1' autre,de tiges lisses,de section circulaire de préférence, conductrices du courant électrique et reliées à la source de courant,disposées verticalement aux limites désirées des différentes masses de pâte, divisant ainsi 1 enceinte de régénération en tant de volumes et donc de masses de pâteségaur que convenable.Les espacements entre les tiges verticales de chacune des deux rangées de chaque semi-paroi-électrode étant assez grands pour permettre l'écoulement aisé de la pàte entre ellesset plus grands que l'écartement entre les deux rangées de tiges.Les extrémités supérieures de toutes les tiges de chaque semi-paroi-électrode étant reliées électriquement et méca- niquement de manière fixe à un support métallique rigide formant élément de levage et amenée du courant électrique et situé à une certaine distance au dessus de la surface supérieure de la patte mise en moules;les extrémités inférieures de toutes les tiges de chaque semi-paroi-électrode étant munies d'un dispositif de liaison à une pièce monobloc assurant l'itamovi- bilié dans le sens vertical de l'ensemble tiges et pièce monobloc et d' autre part la dite pièce monobloc de liaison étant aisément séparable des tiges verticales par coulissement horizontalfou autrement dit par coulissenent dans une direction orthogonale aux axes des tiges. Dans le dessin annexé la Figure 2 montre une forme de rsalisa- tion selon l'invention d'une électrode formant semi-paroi de moulage. L' armature supérieure 5 est constituée par une pièce métallique très rigide formant support mécanique et barre d'amenée du courant électriqueselle porte les deux rangées de tiges verticales 6,6,6 et 7,7,7 métalliques,conduc- triceps et de section circulaire qui y sont fixés de manière très rigide et en excellente liaison électrique.Les tiges 6 et 7 ont une longueur nettement supérieure à la hauteur de la cuve de régénération telle que 2 dans laquelle l'électrode sera placéeset donc la pièce 5 et la partie supérieure des tiges verticales seront placées au dessus du niveau supérieur de la ptte placée dans la cuve de régénération. Pour donner une idée des proportions des tiges verticales et de leurs intervalle, et ce uniquement à titre d'illustration,si les tiges 6 et 7 ont six millimètres de diamètre et une longueur de un mètre,les es- paces libres entre tiges d'une même rangée 6,6,6 ou 7,7,7 auront une largeur égale à deux ou trois diamètres;l'espace libre entre les deux rangées de tiges,soit entre 6 et 7 sera à peu près égal au diamètre d'une tige. L'extrémité inférieure de chacune des tiges 6 et 7 porte un biesau termine par un cran 8 qui est représenté Figure 3;cette Figure 3 est une vue en coupe par l'axe de deux tiges 6 et 7 voisines et qui montre la liaison de leurs extrémités inférieures par et avec la pièce 9. Cette pièce 9,de préférence constituée en aoier,constitue une sorte de clavette coulis- sante qui s'engage par glissement entre les extrémités inférieures cran, tées de toutes les tiges 6 et 7 et les maintien parallèlement à ellea-mOmes dans les deux rainures longitudinales qu'elle présente sans dégagement poe- sible,sauf par coulissement orthogonalement au plan de la Figure 3. La partie inférieure de la pièce 9 repose sur le fond de la cuve de régénération (telle 2 Figure I)alors que la partie supérieure de 1' électrode est supportée par le rebord supérieur de la cuve de régénération par exemple par l'intermédiaire d'un supportlO,électriquement isolant,au- quel sont fixées toutes les électrodes formant seai-parois de moulage. Les tiges 6 et 7 ne sont donc pas sollicitées par une charge verticale qui pourrait les déformer par flexion. La pièce 9 a une longueur un peu supérieure à la longueur des rangées de tiges 6 et 7 de manière à empècher les tiges extrèmes de chaque rangée de sortir de ses rainures de maintien, et une longueur un peu inférieure à la largeur de la cuve de régénération où les électrodes seront placSes,de manière à y entrer et sortir verticalement sans difficulté les tiges verticales extrêmes de chaque rangée se trouveront ainsi placées à quelques centimètres des parois de la cuve de régénération,la pâte à éponges lors du remplissage passera dans cet intervalle de la même manière qu' entre les tiges verticales,ce sans inoonvénient. Âvec une telle constitution des électrodes la patte après le remplissage de la cuve ne forme plus qu'une seule masse dans laquelle les électrodes se trouvent noyées jusqu'à une certaine hauteur comme déja dits la masse de pate n'est plus scindée en fractions distinctes comme par des électrodes en forme de plaques jusqu'ici employées.Et surtout les électrodes selon l'invention ne présentent plus de surfaces planes importantes où se manifesterait le retrait par synérèse.10rs du remplissage de la cuve avec la pâte à éponges qui contient des fibres de renforcement la pate se répartit dans la cuve en traversant les rangées de tiges;;la Figure 5 montre par une coupe orthogonale aux axes des tiges 6 et 7 la disposition gé neurale des fibres II dans la patte entre ces rangées de tiges lors de 1' écoulement de la plate au travers de l'électrode qui entraine les fibres à se disposer comme représenté.0n voit aisément que la liaison de la patte des deux cotés de l'électrode-semi-paroi est parfaite du fait de la disposition des fibres contenues,disposition qui s'opposerait,si nécessaire à tout retrait dirigé dans un sens perpendiculaire au plan de la semi-paroi. Mais aucun retrait par synérèse tendant à séparer les masses de patte situées de chaque coté de la semi-parci ne peut apparaitre parce qu'il n' existe pas de paroi réellement effective séparant les masses.(Ce qui a conduit à employer le terme de semi-parci). Pour comparaison la Figure 4 montre par une coupe orthogonale au plan d'une électrode du type plaque métallique perforée?I2,1a disposition des fibres de la p te, après remplissage de la cuve de régénération de part et d'autre d'une telle électrode et au travers des perforations I3e Au travers de ces dernières si la disposition traneversalle générale des fibres est bonne elles ne peuvent assurer une bonne liaison mécanique de la patte située de part et d'autre que dans les zones extrèmement réduites immédiatement voisines des perforations;;tandis que les fibres qui se sont disposées le long des parties pleines entre les perforations,généralement parallèlement aux dites parties ne peuvent s'opposer aux efforts de retrait qui se manifestent en ces endroits menses dans un sens orthogonal au plan de 11 électrode I2. L'examen de la disposition des fibres dans ces deux figures 4 et 5 montre bien le grand intérêt de la constitution des électrodes semi-parois selon l'invention. Les deux électrodes placées aux extrémités de la cuve sont constituées de même manière;pour obtenir une extraction aisée lors du démoulage on prévoit la partie interne de la cuve lisse et au besoin revêtue d'un agent de démoulage.Pour les deux masses de pâte en contact avec ces deux électrodes extrêmes le retrait pas synérèse est éliminé par la liaison intime de la pate avec les tiges verticales 6,7 autour desquellee s'entre croisent les fibres. Pour effectuer le démoulage on extrait de la cuve de régénéra ticn,par levage,l'ensemble des électrodes fixées solidairement à un bati tel que 10 isolé électriquement de chaque électrode-semi-paroi;la patte régénérée traversée par les tiges des électrodes est maintenue en tous sens horizontaux par celles-ci et soutenue dans le sens vertical par les pièces 9 auxquelles est transmis l'effort de levage par le moyen des crans 8.près extraction l'ensemble est maintenu a peu de distance au dessus du sol par le moyen de cales disposées sous la masse régénérée et entre les pièces 9 de manière que ces dernières ne soient pas en contact avec les cales ni avec le sol.Le démoulage définitif ou séparation de la matière régénérée d'avec le groupe d'électrode peut s'effectuer de deux manières Si l'on désire obtenir un monobloc de matière on retire par coulissement les différentes pièces 9 des crans des tiges 6 et 7,puis au moyen d'un palan par exemple on soulève verticalement l'ensemble des électrodes t les tiges 6 et 7 lisses n'ayant que fort peu d'adhérence avec la matière régénérée sont extraites simultanément de celle-ci d'où elles sortent par glissement.On dispose alors d'un bloc de matière spongieuse aux dimensions très proches de celles de l'intérieur de la cuve. Une seconde manière d'opérer le démoulage permet d'obtenir autant de blocs de matière spongieuse régénérée qu'il y a d' électrodes-semi-parois moins une;comtne dans la première méthode on place des cales sous la masse régénérée et entre les pièces 9 qui sont retirées comme dit précédemment. Ainsi qu'il a été dit plus avant la pâte régénérée placée dans la cuve n' atteint pas la partie supérieure des tiges 6 et 7,mais réserve entre sa surface supérieure et le bati 5 une longueur de tige libre que l'on peut régler coins désiré en remplissant la cuve plus ou moins.Il reste ainsi en des sous de la pièce 5 et entre les rangées de tiges 6,6,6, et 7,7,7 un espa oe libre de matière régénérée où l'on glisse une lame d'acier rigide tranchante en sa partie inférieure et notablement plus longue que la longueur des rangées de tiges 6,7 et un peu moins épaisse que la distance séparant les tiges 6 et 7;;en descendant une telle lame animée d'un mouvement de va et vient on découpera la matière spongieuse de haut en bas dans toute sa largeurgla découpe sera extrêmement précise la lame étant parfaitement guidée par les rangées de tiges chaque opération de régénération les dácou- pes seront effectuées ainsi à des distances toujours identiques et sans erreur. La découpe qui pourra se pratiquer entre les rangées de tiges des électrodes extrêmes si on le désireslaissera subsister une petite epais- seur de matière spongieuse située entre le trait de découpe et la surface du bloc qui était au contact de la paroi interne de la cuve,oe restant de matière sera retiré par glissement le long des tiges lorsque l'on soulèvera au palan l''ensemble des électrodes qui se dégageront comme indiqué à la première méthode de démoulage. Le dispositif objet de l'invention est particulièrement adapté à la régénération par effet de résistance électrique des potes constitutives des éponges en cellulose régénérée de -viscose,plus spécialement encore lorsqu'il s'agit d'emploi du courant triphasé.fl peut entre utilisé pour des traitements thermiques analogues de produits piteux divers,colloïdaux ou non,fibreux ou non,en raison de l'un ou de l'autre ou de ses deux avantages essentiels sssuppression des retraits par synérèse et démoulage particuSiè- rement aisé. REVENDICADIONS I) Electrodes pour amenée du courant électrique dans des masses de produits pSteux,plus particulièrement des pâtes constitutives pour la fabrica tion des éponges en cellulose régénérée de viscose,destinées à subir des cuissons ou traitements thermiques analogues par l'effet du pas sage du courant électrique dans ces massOI,Ôu effet-Joule,en évitant les rétractions de la matière régénérée due au phénomène de synérèse, caractérisées par ce que chaque électrode est constituée essentielle ment par des tiges métalliques rectilignes,de section circulaire, lisses,conductrices du courant électrique disposées verticalement, suffisamment écartées pour laisser la ptte passer entre les dites ti ges;;les tiges métalliques étant à leur partie supérieure toutes reliées solidairement à un bâti rigide formant barre d'amenée du courant électrique et pièce de levage. 2) Dispositii selon la revendication I, caractérisé par ce que les tiges métalliques de chaque électrode,li- bres à leur extrémité inférieure disposent à cette extrémité dlun moyen d'accrochage pour les rendre solidaires toutes d'une pièce de jonction,la solidarisation et la désolidarisation des tiges d'avec la pièce de jonction ne pouvant s'effectuer que par un mouvement de cette dernière dans une direction orthogonale à ltaxe des tiges 3) Dispositif selon la revendication I, caractérisé par ce que les tiges métalliques sont disposées sur deux rangées parallèles très proches l'une de l'autre. 4) Dispositif selon la revendication I, caractérisé par ce que la section des tiges métalliques est polygo nale ou elliptique.