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" PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DE FILAMENTS OU FILS
DE DERIVES CELLULOSIQUES ET TISSUS EN RESULTANT "
Cette invention a trait à la fabrication de fila- ments ou fils d'éthers cellulosiques ou d'esters cellulosi- ques, en particulier décelâtes de cellulose, et aux pro- duits textiles, tissés* tricotés ou autrespouvent en être obtenus par toute opération textile usuelle.
Dans la fabrication de l'acétate de cellulose ou des autres esters cellulosiquesil est usuel, lorsque l'acétylatïon ou l'estérification est terminée, de soumettre le produit résultant à un traitement secondaire , ou de mûrissage pour lui communiquer la propriété de solubilité qu'il doit posséder on vue d'obtenir des dissolutions appro-
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priées à la fabrication de filaments, .'par- exemple par le procédé de filage à sec ou évaporatoire, ou par n'importe quel autre procédé approprié.
La viscosité de l'acétate de cellulose mûri, mesu- rée par exemple par comparaison de la vitesse d'écoulement d'une dissolution à 6 % dans de l'acétone pure à 15,5 C. avec celle de la glycérine pure dans les mêmes conditions, cette dernière étant supposée être égale à 100,- varie dans une mesure marquée selon la façon dont les esters cellulo- siques sont préparées Pour établir une comparaison exacte entre les viscosités relatives de différents esters cellu- losiques préparés par différentes méthodes, il faut bien entendu que la phase à laquelle le mûrissage est arrêté- ce qui est montré par la solubilité dans différents solvants qui sont normalement, dans le cas d'acétates de cellulose, l'acétone, l'alcool, le benzol-alcool ( le plus important) ou le chloroforme-alcool-- soit la même pour tous.
Les brevets belges antérieurs N 285.868 du 31 Mars 1920 et N 285. 869 du 31 Mars 1920 décrivaient des esters cellulosiques ,en particulier des acétates de cellulose, qui étaient les plus visqueux connus à cette époque et qui ne pouvaient être obtenus que par les procédés faisant l'objet de ces brevets, la viscosité de ces acétates ou autres esters de cellulose variant de 20 à 100- ou même davantage, mais étant usuellement comprise entre 20 et 30 dans le cas d'acétates destinés à la produc- tion de solutions de filage pour la fabrication de filaments de soie artificielle.
Dans le brevet belge N 310.377 du 2 Mai 1923, on a décrit des acétates de cellulose qui, à la fois avant et après le mûrissage effectué de la manière ordinaire,
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poradcat une viscosité atraemat, ê.evé 'é7vant jusqu'à 00 300j 400 et même dav'aiaA'àgB
Ces produits sont très utiles, étant donne qu'ils se composent d'acétates de cellulose dans lesquels la molécule de cellulose originelle est beaucoup mieux pré- servée que dans les acétates antérieurement connus.
Tou- tefois, quoique ces acétates:) après qu'ils ont été mûris de la manière usuelle, so-ient solubles dans des solvants tels que l'acétone pour donner des solutions de la concen- tration requise pour les usages industriels ( par exemple de 10 % à 30 % ou davantage) les solutions résultantes possè- dent une viscosité très élevéequoique des solutions de la concentration requise puissent ainsi être obtenues, le filage de ces solutions très visqueuses en vue de l'obten- tion de filaments n'est aucunement facile et exige une gran- de habileté et beaucoup de soin dans le service et la sur- veillance d'une installation de filage.
Le demandeur a découvert que des solutions de filage de grande utilité industrielle peuvent être obtenues
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à l'aide d'"acétates de cellulose possédant une viscosité très élevée si l'on ajoute., pendant la fabrication des dites solutions, de faibles proportions de solvants ou de plasti- fiants, tels que, par exemple,. la triacétine et la diacétine, possédant.des points d'ébullition plus élevés que les sol- vants volatils usuellement employés dans la fabrication des solutions de filage.
Par conséquent, suivant l'invention, dans la fabrication de solutions de filage en partant d'éthers ou
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d'esters oellulosiques, en particulier d.'acétates de cellu- lose d'une viscosité dépassant environ 50, ¯et spécialement d'acétate de cellulose ayant une viscosité supérieure à
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environ 100,- par exemple 10, 200 ou 400% on incorpore à
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la solution de filage une faible proportion d'un solvant ou plastifiant ayant un point d'ébullition plus élevé que le au les solvants volatils employés dans la solution de filage.
Des résultats particulièrement avantageux ont été obtenus par Inapplication de solvants de point d'ébulli- tion élevé ayant, à l'égard des esters cellulosiques, un pouvoir dissolvant plus élevé que le solvant volatil employé pour préparer la solution de filage, c'est-à-dire des sol- cants à point d'ébullition élevé qui, lorsqu'ils sont ajou- tés à la solution de filage, diminuent sa viscosité. L'in- fluence de l'addition de solvant à point d'ébullition élevé sur lesqualités de filage de la solution de filage est d'au-tant plus grande que le pouvoir de dissolution du sol- vant .envisagé est plus élevé.
On peut appliquer n'importe lesquels des corps de point d'ébullition élevé qui sont des solvants 'au plas- tifiants pour les esters ou éthers cellulosiques et qui sont solubles dans la solution de filage. Par exemple, pour préparer des solutions de filage contenant de l'acétate de cellulose de viscosité très élevée, on peut faire usage de triacétine, de diacétine, de sulfonamides éthylées ou mé- thylées du toluène ou du xylène, de mélanges lipides des sulfonamides alkylées isomériques du toluène ou du xylène, ou de tous autres solvants au plastifiants connus ayant un point d'ébullition élevé.
La quantité de solvant ou plastifient à point d'ébullition élevé employée possède une importance considé- rable. On'consiste que si l'on augmente cette quantité à partir de zéro, on atteint une phase particulière au-delà de laquelle la résistance des filaments diminue graudelle-
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ment avec les accroissements successifsde la teneur de la solution de filage en solvant ou plastifiant à point d'é- bullition élevé.
A titre d'indication générale, on remarquera que, dans le cas de l'acétate de cellulose, la proportion de solvant, ou plastifiant à point d'ébullition élevé usuel- lement employée ne dépassée pas environ 5 % à. 10 % ou 15 % le poids de l'acétate de cellulose et est préférablement égale à 1/2-5 % environ de ce poids.
La proportion de solvant ou plastifiant à point débullition élevé ajoutée à la solution de filage dépend toutefois de la qualité de l'acétate de cellulose ou autre dérivé cellulosique employé et de la nature du solvant ou plastifiant à point débullition élevé. D'une façon générale, dans le cas de solvants ou plastifiants qui ne s'évaporent pas dans une mesure importante lors du filage à sec exécuté dans les conditions ordinaires, des proportions allant jusqu'à environ 5-10 %, et préfé- rablement comprises entreenviron 1/2 à 3 % ou 5 % en poids du dérivé cellulosique sont employées.
Dans le cas de sol- vants ou plastifiants qui se volatilisent dans une certai- ne mesure pendant le filage:, des proportions plus grandes peuvent être adoptées en ayant soin qu'il ne reste pas moins d'environ 1/2 % à 3 % ou 5 % du dit solvant ou plas- tifiant dans les filaments produits par le filage à sec.
Dans Inapplication de ces indications générales à un cas particulier quelconqueil ne fau.t pas oublier que la quantité de solvant ou plastifiant à point d'ébulli- tion élevé employée dépend de la qualité de l'acétate ou autre dérivé de cellulose et de la nature du dit solvant
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@ ... ou plastifiait, et en particulier de son pouvoir dissol- vant à l'égard du dérivé cellulosique. Il convient que la quantité réellement employée soit soigneusement choisie de telle sorte que les filaments obtenus en filant les solutions résultantes ne marquent pas une diminution im- portante de la résistance.
Les solutions de filage ainsi préparées peuvent être refoulées à travers des filières dans une atmosphère gazeuse dans laquelle les filaments sont solidifiés par l'évaporation de l'acétone ou des autres solvants volatils employés, ou bien ces solutions peuvent être transformées en filaments par tout autre procédé de filage approprié.
Les filaments résultants peuvent être soumis, en vue de l'élimination complète ou partielle du solvant ou plastifiant à point d'ébullition élevé, à un traitement de lavage ou d'extraction par un liquide qui ne dissout pas le dérivé cellulosique mais est capable d'éliminer ou dissoudre le solvant ou plastifiant à point d'ébullition élevé. S'il est fait usage de solvants ou plastifiants so- lubles dans l'eau, tels que la triacétine, la diacétine, etc., une simple opération de lavage suffit.. pour leur éli- mination. De même, les sulfonamides méthylées ou éthylées du toluène ou du xylène ou les mélanges dec sulfonamides alkylées isomériques du toluène ou du xylène, peuvent être éliminées par lavage avec un alcali dilué.
L'élimination par lavage ou extraction du solvant ou pla stifiant à point d'ébullition élevé est préférablement effectuée quand la soie artificielle est sous forme d'écheve ux, mais elle peut être effectuée après que la soie a été transformée en ouvrages tiss:és ou autres.
Comme solvants ou plastifiants à point d'ébullition
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élevé, on a trouvé que la diacétine, la triacétine et les sulfonamides susmentionnées possèdent une valeur consi- dérable, étant donné qu'elles sont suffisammant solubles dans l'eau ou unalcali dilué pour pouvoir être éliminées par une opération de lavage ordinaire.
Les solvants ou plastifiants à point d'ébulli- tion élevé, spécialement s'ils ne sont présents qu'en très faibles proportions, peuvent être laisaés dans les filaments, 'mais on constate que les filaments sont plus résistants après qu'ils ont été lavés et séchés.
Les filaments- ou fils produits suivant l'invention, en particulier lorsqu'ils sont obtenus- par des procédés de filage à sec, ont une grande valeur industrielle pour les industries textiles, étant donné qu'ils sont très ré- sistants, spécialement après leur traitement en vue de 1*'élimination du solvant ou plastifiant à point débulli- tion élevé.
En fait,, ces filaments sont plus résistants que tous les filaments artificiels produits jusqu'à ce jour, ce qu'on pouvait d'ailleurs espérer de la viscosité très élevée des dérivés cellulosiques employés
On donnera ci-apr'ès. quelques exemples pour faire comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée dans lapratique, étant bien entendu toutefois que ces exem- ples peuvent être modifiés considérablement.
Exemple 1.
On traite 100 parties en poids de cellulose avec 900 à 1000 parties en poids d'acide acétique glacial, 200 à 250 parties en poids d'anhydride acétique et 310 par- ties en poids d'acide sulfurique à une température ini- tiale de 0-5 C, température qu'on peut laiss:er Prélever à 10-15 C ou même davantage vers latin de l'acétylation.
Quand celle-ci est terminée, on détruit lexcèa: d'agent
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acétylant par l'addition d'eau, et on laisse reposer le mélange à environ 20 C jusqu'à ce que les propriétés de solubilité requises se soient développées. On peut aussi traiter la solution d'acétylation en neutralisant partielle- ment ou complètement l'effet de l'agent de condensation et conduisant ensuite le traitement secondaire soit à la tem- pérature ordinaire, soit en chauffant pour accélérer la réaction comme décrit dans le brevet des Etats-Unis
N 1.217.722 du 27 Février 1917.
On dissout 100 grammes d'acétate de cellulose, préparé de la manière décrite au-dessus, dans 300 à 500 grammes environ d'acétone et l'on ajoute à la solution résultante de 1 à 5 grammes environ de triacétine, de sulfonamides méthylées ou éthylées du toluène ou du xylène , ou d'un mélange des sulfonamides monométhylées isomeriques du xylène.
Exemple 2.
On dissout 100 grammes d'acétate de cellulose, préparé comme décrit dans l'exemple 1, dans 700 à 900 grammes environ d'acétone et l'on ajoute à la solution de
2 à 5 grammes environ de diacétine.
On constate que, après avoir élimina le sol- vant ou plastifiant à point d'ébulliton élevée, par exemple par lavage, les filaments ou fils obtenus suivant l'inven- tion ont une résistance plus grande que toi.s ceux qui avaient été obtenus jusqu'à ce jour, certains fils ayant été obte- nus avec des résistances.de 1,4 de l,8,de et même de 2,2 fois ou davantage la résistance de tous les fils d'acé- tate de cellulose antérieurement connus.
Quoique l'invention ait principalement trait, comme il a été spécifié plus haut, à l'incorporation de solvants ou plastifiants de point d'ébullition élevé à des
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solutions de filage contenant des dérivés cellulosiques de viscosité très grande, il est aussi- possible d'obtenir des résultats':
analogues t quoique à un degré moindre, en ajoutant aux dites solutions des liquides de point d'ébul- lition élevé qui ne sont pas des dissolvants des dérivés cellulosiques mais qui sont solubles dans les solutions de filage, par exemple;)des huiles,
L'invention a été décrite plus particulièrement en se référant aux acétates de grande viscosité obte- nues suivant le brevet belge N 310.377 précité, mais il est bien entendu qu'elle est applicable, d'une façon géné- rale,- aux acétates et autres esters ou éthers de cellulose de grande viscosité comme précédemment décrit.
En outre, il est bien entendu que l'invention comprand non soulement les filaments t fila obtenus à l'ai- de des solutions de filage suivant l'invention, mais aussi les ouvrages textiles,) tissés ou tricotés, constitués par ou contenant ces filaments ou fils.