BE408190A - - Google Patents

Description

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  "PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DES   MATIERES  
ARTIFICIELLES" 
Cette invention concerne la fabrication des filaments, fils, filés et matières analogues constitués par, ou contenant de l'acétate de cellulose ou d'autres esters organiques de la cellulose. 



   L'inventeur a découvert qu'on peut obtenir des matières artificielles de propriétés particulièrement remarquables en étirant, en présence d'agents ramollissants, des filaments, fils, filés et matières analogues contenant des esters organiques de la cellulose qui ont subi une saponification partielle, mais ayant pénétré à une profondeur relativement grande, c'est-à-dire une saponification qui n'est pas limitée ou n'est même pas particulièrement intense à la surface, mais qui s'étend et pénètre considérablement au-dessous de cette surface. La saponification idéale, 

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 pour le procédé suivant l'invention, serait une saponification constante en tous les points de la section de la matière, mais ceci ne peut pas toujours être réalisé dans la pratique.

   L'inventeur a trouvé que, pour le but de l'invention, une saponification effectuée à l'aide de mono-   méthylamine   aqueuse convient particulièrement et que d'autres bases organiques, en particulier des amines aliphatiques inférieures telles que l'éthylène diamine, par exemple, peuvent aussi être appliquées avantageusement comme saponifiants. 



   Le présent procédé est particulièrement applicable au traitement de matières à base d'acétate de cellulose et on le décrira ci-après en se référant particulièrement à la fabrication de matières de ce genre. Les matières traitées peuvent avoir été fabriquées par des procédés de filage au mouillé ou à sec à l'aide d'esters de viscosité élevée, faible ou moyenne.

   Dans le cas de l'acétate de cellulose, par exemple, la viscosité peut être de l'ordre de 30 à   100,   200 ou même au-dessus, ces chiffres ayant été obtenus par la comparaison d'une dissolution à   6 %   de l'acétate dans l'acétone à 25  C avec la glycérine à la même température, la viscosité de cette dernière étant supposée égale à   100.   D'un autre côté, la viscosité de l'acétate de cellulose peut être de l'ordre de   10   à 20, ou même plus faible, ou comprise entre 20 et 30, en adoptant la même unité de mesure. 



   Comme indiqué précédemment, il importe que la saponification effectuée s'étende sur une distance considérable à l'intérieur de la surface des matières, ou même sur toute l'étendue de leur section, et l'on a trouvé que 

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 certains procédés de saponification conviennent particulièrement. L'avantage de l'application de la mono-méthylamine comme saponifiant a été mentionné ci-dessus, parmi d'autres bases aliphatiques fortes, susceptibles d'être appliquées, on mentionnera l'éthylamine, la propylamine, l'amylamine et la triéthylamine. Des bases un peu plus faibles de la même série, par exemple la triméthylamine et l'allylamine peuvent aussi être appliquées, mais un peu moins avantageusement que les bases plus fortes sus-mentionnées.

   De même, on péut se servir de bases notablement plus fortes, et même, de bases très fortes telles que l'hydrate d'ammonium tétraméthylique, pourvu qu'on ait soin d'éviter de détériorer les matières. L'éthylène diamine a déjà été mentionné. D'autres amines contenant plus d'un groupe amino, en particulier les diamines aliphatiques de poids moléculaire relativement faible, par exemple le diméthyl éthylène diamine symétrique, le mono-méthul éthylène diamine et le propylène diamine peuvent être appliquées. De préférence, un au moins des groupes amino de ces amines sera non substitué ou monosubstitué. On peut aussi se servir d'amines contenant plus de deux groupes amino, par exemple du 1:2:3-triamino propane. L'effet d'un ou plusieurs groupes hydroxy dans l'amine semble favoriser la pénétration des matières par le sa- ,ponifiant.

   Ainsi, par exemple, on peut appliquer à cet effet des substances du type   c     y -diamino-9-hydroxy   propane. 



  D'une façon générale, l'application, pour l'amine, de concentrations aqueuses de la-50 %, en particulier de 15-25 %, est préférable, et les températures peuvent varier d'une valeur inférieure à la température atmosphérique à une valeur voisine du point d'ébullition de la solution, bien 

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 qu'il soit très commode de travailler à des températures comprises entre 15 ou 20  C et 25-35  C. Les concentrations et températures appliquées dans chaque cas particulier dépendront, bien entendu, des propriétés de la base particulière employée. En général, on peut choisir les conditions de façon qu'on puisse effectuer le degré désiré de saponification par un traitement d'une durée d'une minute, ou moins, à 2   ou 5   minutes. 



   La saponification peut aussi être effectuée à l'aide de soude caustique ou d'un autre alcali fort en présence d'agents de gonflement, parmi lesquels on citera à titre d'exemples l'acétone, l'éther diméthylique de l'éthylène glycol, la dioxane, l'éther de méthylène éthylène et les éthers cycliques analogues, les alcools, tels que la diacétone alcool, le cyclohexanol et l'alcool benzylique, ou les composés hydroxy aromatiques tels que le phé-   nol.   



   On peut aussi effectuer la saponification en appliquant une solution de soude caustique ou d'un autre alcali minéral fort en présence de gélatine ou de substances colloïdales analogues, de substances de poids moléculaire élevé solubles dans l'eau, telles que le blanc d'oeuf, la caséine ou d'autres substances albumineuses, de substances comprenant des acides amino ou anhydro-amino, par exemple de la leucine, de l'acide aspartique, de l'acide glutamique, de la proline, de la lysine, de l'histidine ou de la tyrosine ; ou d'hydrates de carbone tels que l'amidon de pomme de terre, la dextrine, la y-cellulose, la cellobiose, la sucrose, le glucose et d'autres hydrates de carbone solubles dans l'eau de poids moléculaire élevé;

   ou en 

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 appliquant une substance colloïdale ayant une réaction alcaline relativement forte, telle que le silicate de sodium. 



   Les saponifiants peuvent être appliqués sur les matières, de toute manière appropriée. De préférence, ils sont appliqués sous forme d'un bain aqueux. Un procédé commode, surtout lorsque les conditions sont telles que la saponification est relativement lente, consiste-à suspendre la matière en écheveaux à des barres qu'on fait mouvoir d'une extrémité à l'autre du bain, en même temps qu'on les fait tourner de façon que toutes les parties de l'écheveau soient successivement immergées à la même profondeur. Un procédé qui est préférable lorsque la saponification est relativement rapide, consiste à faire passer les matières d'une façon continue, à travers le bain.

   Lors- 'que les matières sont sous forme de fils ou sous une forme analogue, il est préférable de les traiter en "nappe" ou "chaine", c'est-à-dire de faire passer à travers le bain un grand nombre de "bouts" disposés à peu près parallèlement les uns aux autres et dans le même plan. Ainsi, on peut dérouler un fil des bobines d'un candre à l'aide de godets, rouleaux ou organes analogues appropriés, noyés partiellement ou complètement dans le bain et s'étendant en travers de la chaîne ou nappe entière de bouts, le fil étant successivement introduit dans le bain à travers un ros, entraîné à travers le bain et finalement conduit à travers un ou plusieurs autres ros à un dispositif collecteur convenable, situé à l'extérieur du bain.

   De même, les matières, par exemple en écheveaux ou sous forme de bobines ou autres paquets convenables, peuvent être introduites 

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 dans un bain contenant le saponifiant et mises à même de rester en contact avec ce dernier jusqu'à ce que le degré désiré de saponification ait été effectué. pendant l'application du saponifiant et/ou pendant la saponification elle-même, ou après le traitement jusqu'au stade de l'étirage, les matières peuvent être   soumises à une tension considérable ; bien leur tension   peut être sensiblement nulle de façon à faciliter leur contraction sous l'influence de la saponification. 



   Le degré de saponification peut être suffisant pour éliminer 8-10   %   de la teneur en acidyle de l'ester, mais il est de préférence un peu plus grand, par exemple suffisant pour éliminer   15-20 %   de cette teneur. Ce degré pourrait même encore être plus élevé, par exemple suffisant pour éliminer 25   %   de la teneur en acidyle. 



   On peut ramollir et étirer, par tout procédé convenable, les matières partiellement saponifiées. En général, il est préférable d'entraîner les matières à travers un bain contenant le ramollissant à l'aide d'un rouleau ou d'une série de rouleaux ou organes analogues se mouvant à des vitesses périphériques supérieures à celle à laquelle les matières sont amenées à l'appareil. Lorsqu'on se sert d'une série de rouleaux de ce genre, ces divers rouleaux peuvent posséder sensiblement la même vitesse périphérique ou des vitesses périphériques allant en croissant le long du chemin décrit par les matières. D'un autre coté, on peut effectuer l'étirage par échelons, avec entre les échelons un intervalle de repos pendant lequel on diminue ou supprime la tension des matières pour faciliter la contraction sous l'influence de l'agent de gonflement.

   Il 

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 est préférable que les matières soient étirées en forme de nappe et que les rouleaux ou organes analogues dont on se sert pour effectuer cette opération et pour amener les matières à l'appareil d'étirage s'étendent sur toute la largeur de la nappe. 



   Comme exemples de ramollissants propres à être appliqués dans le cas des matières à base d'acétate de cellulose, on mentionnera l'acétone, les éthers mono- et di-méthyliques de l'éthylène glycol, la dioxane et l'éther de méthylène éthylène. ce ne sont là toutefois que quelques exemples typiques d'agents convenables et il existe un grand nombre d'autres ramollissants appropriés parmi les solvants et agents de gonflement des esters organiques de la cellulose. Dans le cas des matières à base d'acétate de cellulose, on a trouvé que la dioxane aqueuse à   35-40   % convient particulièrement.

   La concentration du ramollissant peut être quelque peu critique, car la saponification partielle et profonde envisagée dans le présent procédé pourrait rendre les matières particulièrement sujettes à se détériorer si la concentration du ramollissant était trop élevée. 



   Il est préférable d'effectuer l'étirage à un degré relativement élevé, par exemple de façon à les allonger à raison de 150 ou   200 %   ou même davantage de leur longueur originale. D'un autre côté, on peut, dans de nombreux cas, augmenter notablement la ténacité des matières en les étirant à moins de 150   %,   par exemple 125 % de leur longueur originale. 



   On donnera ci-après quelques exemples dans le but de faire comprendre l'invention, étant bien entendu que 

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 celle-ci ne leur est limitée en aucune façon. 



   EXEMPLE 1. 



   Un fil d'acétate de cellulose déroulé d'un cantre est conduit d'une façon continue sous forme   d'une   nappe à travers un bain saponifiant contenant une solution aqueuse à 15-20   %   de mono-méthylamine à une température de 25-30  C. On règle la vitesse d'entraînement des matières à travers le bain de façon à éliminer 8 à 10, 15 ou   20 %   de la teneur en acétyle calculé comme acide gras. 



   A sa sortie du bain, on fait passer le fil à travers un bain de lavage pour en éliminer la méthylamine, on le fait ensuite passer sur des rouleaux chauffés pour le sécher, puis à travers un autre bain contenant une solution aqueuse à 25 ou 30 à 40 ou   45 %   de dioxane. Le fil est conduit à travers ce bain par une série de rouleaux tournant à des vitesses allant en croissant progressivement le long du chemin décrit par ce fil. A sa sortie du bain d'étirage, on lave et sèche de nouveau le fil et on le recueille alors à l'aide d'un dispositif approprié. 



   EXEMPLE 2. 



   Le procédé est réalisé de la façon décrite dans l'exemple 1, excepté que, dans le   bain'saponifiant,   la   mono-méthylamine   est remplacée par l'éthylène diamine et que le bain saponifiant est maintenu à   70-90    C. 



   EXEMPLE 3
Un fil d'acétate de cellulose ayant été saponifié par un traitement par un bain aqueux contenant de la mono-méthylamine, de façon qu'il ait subi une perte en poids de 5-8 % est conduit en nappe continue à travers un bain aqueux contenant 35-40   %   de dioxane,   Rendant   le passage 

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 de la matière à travers le bain, elle est étirée à raison de 150 à 300 % de sa longueur initiale, selon la ténacité et le pouvoir d'allongement qu'on désire pour le produit final. A sa sortie du bain, on lave et sèche la matière et on la recueille à l'aide d'un dispositif convenable. 



   Le procédé suivant l'invention permet de fabri- quer des matières possédant des propriétés grandement amé- liorées à de nombreux égards par rapport aux matières or- dinaires à base d'esters de cellulose. Ainsi, les produits suivant l'invention peuvent posséder une grande affinité à l'égard des colorants du coton, tout en conservant leur af- finité pour les colorants des esters cellulosiques tels que les colorants dits S.R.A., par exemple. Le présent pro- cédé permet de fabriquer des matières de grande résistance à l'extension et de bon pouvoir d'allongement. Les produits possèderont, en général, un point de repassage sûr beaucoup plus élevé que les matières ordinaires à base d'acétate de cellulose. 



   Bien qu'on ait décrit l'invention en se référant particulièrement au traitement de matières à base d'acéta- te de cellulose, elle est aussi applicable au traitement
1 
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 1-.... [4y4 d'autres matières contenant des esters/de cellulose gr'!i8 ¯/ IL   @   telles que les formates, propionates et butyrates de cellulose, et les acétates d'éthyl cellulose, d'oxy- éthyl cellulose et de nitrocellulose.

Claims (1)

1. RESUME 1. Procédé de fabrication de matières artificielles améliorées, ce procédé consistant, soit à ramollir des filaments, fils, rubans et matières analogues à base d'acé- EMI9.2 tate de cellulose ou d'autres esters e <t6i"ivea organiques <Desc/Clms Page number 10> de la cellulose qui ont subi une saponification partielle, mais ayant pénétré à une profondeur relativement grande, et à étirer les matières ramollies, soit à traiter d'abord les dites matières de façon à effectuer une telle saponification, à ramollir ensuite les matières saponifiées en les entraînant à travers un bain contenant un ramollissant et à les étirer pendant leur passage à travers ce bain.

   Ce procédé peut, en outre, être caractérisé par les points suivants, ensemble ou séparément: a) On saponifie les matières traitées de façon à effectuer une perte de 10 à 25 % de la teneur en acidyle. b) La saponification des matières est effectuée à l'aide d'un bain aqueux contenant une amine aliphatique inférieure, telle que la mono-méthylamine ou l'éthylène diamine. c) L'étirage est effectué de façon que les matières reçoivent un allongement portant au moins leur longueur à 150 % de leur longueur initiale. d) On ramollit les matières saponifiées et on les étire dans un bain aqueux contenant 35 à 40 % de dioxane. e) La saponification et l'étirage sont effectués par échelons successifs et en une opération continue, les matières étant conduites en forme de nappe à travers les bains de saponification et d'étirage.

   2. A titre de produits industriels nouveaux, <Desc/Clms Page number 11> les matières obtenues par la mise en pratique de ce pro- ,cédé.