<Desc/Clms Page number 1>
M E M O I R E D E S C R I P T I F déposé à l'appui d'une demande de B R E V E T D' I N V E N T ION *production de matières artificielles teintes à base de cellulose régénérée" enAllemagne Convention Internationale ; Demandes/de brevet:
Principale: J. 49 841 IVc/29 b du 2 juin 1934 et
EMI1.1
édditi±ù±11±g¯¯J¯µ0¯161¯g/2±¯b¯¯dg¯)4¯à9éll@t¯13j4¯
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention a pour objet un nouveau procédé de production de matières artificielles teintes à base de cellulose régénérée, et elle se rapporte plus particulièrement à la fabrication de la soie artificielle teinte.
Il est connu de préparer des fils, rubans et pellicules etc. à base de cellulose régénérée colorés intégrale- ment dans leur masse, en incorporant aux solutions de cellulose des pigments appropriés, tels que par exemple du noir de fumée, et en projetant les solutions pigmentées dans un bain de coagu- lation. Cependant, en travaillant suivant cette méthode, on obte- du temps nait seulement des nuances ternes, et pour la plupart/le produit final perdait de son brillant naturel. A part cela, très souvent les propriétés mécaniques des tissus cellulosiques ainsi préparés, par exemple la solidité à la tension, s'en trouvaient fortement amoindries.
Les procédés connus jusqu'alors présentent un autre inconvénient qui réside dans les troubles sérieux qui se produi- sent assez souvent lorsque les solutions pigmentées doivent être passées à travers un filtre ou des orifices étroits, comme c'est par exemple le cas pour les filières couramment employées dans la fabrication de la soie artificielle. Car en présence de sels mé- talliques ou d'alcalis forts, par exemple en solutions de cellu- lose cuproammoniacales ou solutions viscose, les pigments disper- sés tendent à former de grossières particules qui se-déposent dans les pores du filtre ou les étroits orifices des filières et empêchent ainsi le passage des solutions de cellulose.
En rai-
<Desc/Clms Page number 3>
son de tous ces inconvénients, ce procédé n'a donc trouvé dans '!l'industrie intéressée qu'une application très restreinte.
Or, la demanderesse a trouvé que l'on peut ob- vier aux inconvénients précédemment décrits et fabriquer des 'matières artificielles à base de cellulose régénérée qui possèdent une coloration profonde et un lustre parfait, si l'on ajoute aux solutions de cellulose des préparations contenant les pigments à l'état d'extrême division, telles qu'on les obtient en mélan- geant très intimement des pigments colorants ordinaires avec des agents mouillants ou dispersants.
Pour la mise en pratique de la présente inven-, tion, les pigments colorants usuels, par exemple sous forme de pâtes ou de gâteaux humides, sont intimement mélangés dans un agitateur mécanique approprié, par exemple dans un turbo-mélan- geur, ou finement broyés dans un moulin à boulets avec une quan- tité suffisante d'un agent mouillant ou dispersant approprié, de préférence en présence d'eau ou d'autres liquides convenables.
On poursuit le traitement jusqu'à ce que la pâte qui se forme ' donne avec les solutions de cellulose des dispersions homogènes Il Il et stables. On a trouvé que la nature et la quantité de l'agent dispersant ainsi que la durée de traitement requise peuvent va- rier dans certaines limites. Pour déterminer dans chaque cas individuel les conditions les plus favorables, il convient de comparer l'apparence et la stabilité des pigments à l'état de dispersion. D'autre part, un examen microscopique des solutions,
<Desc/Clms Page number 4>
montre que les préparations pignentaires les plus appropriées sont à peu près exemptes d'éléments grossiers et n'en séparent decellulose pas même dans des solutions7concentrées cuproammoniacales ou so- lutions viscose.
Les particules qu'elles contiennent sont en par- tie invisibles et en partie encore perceptibles au microscope et dans ce dernier cas, elles semblent être entourées et cou- vertes d'une couche teinte de fapon homogène.
Ce nouveau procédé permet d'incorporer aux so- lutions de cellulose toutes sortes de préparations pigmentaires avant d'en précipiter la cellulose, sans que l'on risque d'ob- struer les filtres et les filières etc. On peut par exemple émul- sifier du noir de fumée, suivant le présent procédé, pour former avec des solutions de cellulose cuproammoniacales et des solu- tions viscose des solutions colloidales grisâtres à brunâtres, stables et homogènes, les préparations fournissant des disper- sions brunâtres convenant tout particulièrement à la production de la soie artificielle.
Les fils de soie artificielle, obtenus, en projetant de telles solutions à travers les filières usuelles dans les bains de coagulation, possèdent une coloration noire profonde et des propriétés au point de vue textile non altérées, notamment en ce qui concerne le toucher, la souplesse etc. Con- trairement à cela, si l'on utilise du noir de fumée non soumis au traitement suivant la présente invention, on obtient seulement
<Desc/Clms Page number 5>
des teintes grisâtres ternes, et non seulement le procédé de fi- lage est en même temps très souvent interrompu par suite de l'obstruction des filtres et des filières, mais la qualité des fils s'en trouve également diminuée sous différents rapports.
Dans le cadre de la présente invention on peut utiliser de maints autres pigments colorants de nature or- ganique ou inor ganique, par exemple des oxydes métalliques tels que l'oxyde ferrique et l'oxyde chromique, des colorants azo- iques et des colorants de cuve insolubles à l'eau, par exemple ceux des séries indigo, anthraquinone ou benzanthrone ou ceux qui contiennent des noyaux aromatiques fortement condensés. Il y a lieu de noter que l'invention n'est nullement limitée aux catégories de pigments ci-devant citées et que celles-ci ne sont données qu'à titre d'exemple.
Aussi, les pigments peuvent-ils être mélangés les uns aux autres ce qui permet d'obtenir toute une gamme de couleurs intermédiaires; ainsi par exemple arrive- t-on à des teintes brunes en mélangeant du noir de fumée avec un pigment rouge.
En ce qui concerne la nature des agents mouil- lants et dispersants qui, suivant la présente invention, doivent être intimement mélangés avec le pigment colorant, on a trouvé qu'un très grand nombre de produits accessoires couramment uti- lisés dans l'industrie textile peuvent servir dans le but propo- sé.
A titre d'exemple, on peut citer les produits de condensa- tion de composés organiques contenant des groupes hydroxyles
<Desc/Clms Page number 6>
avec des alkylène-oxydes, d'acides naphtalène-sulfoniques avec la formaldéhyde, d'acides amino-carboxyliques ou amino-sulfoni- ques avec des acides gras de poids moléculaire élevé, des con- stituants sulfonés d'huiles minérales, des produits de la sulfo- nation d'acides gras de poids moléculaire élevé ou. de leurs éthers, comme par exemple des huiles à rouge turc, et en plus la lessive résiduelle de cellulose sulfitique, ou à l'état brut ou purifiée, ou ses produits de condensation avec des bases aromatiques, des produits de condensation de résines phénols-formaldéhyde avec des acides naphtalène-sulfoniques etc.;
les essais ont montré que les trois catégories de composés mentionnées en dernier lieu conviennent tout spécialement pour la production de matières ar- tificielles teintes à base de solutions de viscose.
Comme il a déjà été souligné plus haut, la quantité de l'agent dispersant qu'il convient d'utiliser peut va- rier dans certaines limites. Il est cependant préférable d'em- ployer environ 10-100% calculés sur le poids du pigment colorant'.
On a donc trouvé plus avantageux d'exécuter le mélange des pig- ments avec les agents dispersants non pas à l'état complètement sec, mais en présence d'une certaine quantité d'eau ou d'un autre liquide approprié, tel que le dioxane, la glycérine$ le méthyl- glycol-éther etc., de manière qu'à la fin on obtienne une pâte colorante contenant 10 à 30% environ de matière colorante* Cette pâte peut être directement introduite dans les solutions de cel- lulose avant de les filtrer et d'en précipiter la cellulose.
<Desc/Clms Page number 7>
A cet égard, il importe de faire remarquer que la fapon usuelle dont on se sert pour précipiter les fils, rubans et pellicules etc. de ces solutions colorées et pour exécuter les traitements ulté- ,rieurs, ne change pas matériellement dans le nouveau procédé)et que la présente invention peut être appliquée sur une large échel- le à n'importe quelle méthode de préparation de filaments, de ru- bans et de pellicules etc. 1 base de cellulose régénérée.
Exemple 1.
200 grs. de noir de fumée d'Amérique, 200 grs.
'd'un produit de condensation de l'alcool oléylique ou d'huile de ricin avec de l'oxyde d'éthylène et 600 grs. d'eau sont finement broyés dans un moulin à boulets en fer pendant cinq à dix heures.
Une solution de cellulose cuproammoniacale est additionnée avant le filtrage et le filage de 15% d'une préparation de noir de fu- mée à 20% ainsi obtenue. Quant à ses propriétés textiles, le fil obte- nu après le filage est égal à tout autre fil non coloré ; en exhibe le même lustre et est coloré en un noir profond. La teinte est d'une excellente solidité par exemple au frottement. ' Exemple 2.
240 kgs. de noir de lampe sont intimement mélangés avec 75 kgs. d'un produit de condensation de l'alcool oléylique 'et de l'oxyde d'éthylène et avec une quantité d'eau susceptible de donner une pâte à 20-30%. Cette pâte est ajoutée à une solu-
<Desc/Clms Page number 8>
tion de filage de soie artificielle cuproammoniacale dans une quantité de 10-15% calculés sur le poids de la cellulose y con- tenue, et la solution est filée de la manière usuelle. On obtient un fil coloré en noir qui possède un beau lustre, un toucher doux et une bonne solidité.
Exemple 3 '
200 grs.de noir de fumée, 200 grs. d' huile de ri- cin sulfonée par de l'acide sulfurique fumant et 750 grs.d'eau sont intimement mélangés par broyage dans un moulin à boulets en : fer. Une solution de cellulose cuproammoniaoale quelconque est additionnée avant le filtrage et le filage de 15% de la prépara- tion de noir de fumée ainsi obtenue. La solution qui en résulte fournit par filage un fil de soie d'un haut lustre et d'une colo- ration noire profonde. A la place de l'huile de ricin sulfonée, on peut également utiliser un produit de condensation de l'acide oléique avec des produits de la dégradation des substances albu- minoides de poids moléculaire élevé.
Exemple 4.
Une pâte de noir de fumée à 20%, préparée en mé- langeant intimement par broyage dans un broyeur mécanique du noir de fumée avec la moitié%on poids de lessive résiduelle de cellu- lose sulfitique brute ou purifiée et de l'eau, est ajoutée dans une quantité de 15% à une solution de filage de soie viscose
<Desc/Clms Page number 9>
artificielle de laquelle on obtient, après précipitation, un fil 'de soie coloré en noir profond. La lessive de cellulose sulfiti- 'que peut aussi être remplacée par un produit de condensation de la lessive résiduelle de cellulose sulfitique avec de l'aniline ' ou par un produit de condensation d'une résine crésol-formaldé- hyde avec de l'acide naphtalène-disulfonique.
Exemple 5.
200 grs. d'oxyde de fer rouge (Fe2O3), 200 grs.
'd'un produit de condensation de l'alcool oléylique avec de l'éthy- ,lne-oxyde et 600 grs. d'eau sont finement broyés dans un broyeur à boulets. Une solution de cellulose cuproammoniacale est addi- à 20% tionnée avant le filtrage et le filage de 15% de la pâte préparée.
Apres le filage on obtient un fil qui, par rapport à ses proprié- ,tés textiles, est égal à tout autre fil non coloré; il en possède , le même lustre et une coloration rouge-brun d'une excellente so- 'lidité, par exemple au frottement.
En mélangeant ladite pâte avec la préparation de noir de fumée à 20% de l'exemple 1, on obtient suivant les pro- portions dans lesquelles se fait le mélange, des nuances allant du rouge-brun au brun foncé.
Exemple 6.
Brun
2100 grs. d'une pâte à 10% de Rouge Indanthrène 5 RF (Schultz Farbstofftabellen, 7ème édition, vol. II, page 131)
<Desc/Clms Page number 10>
et 50 grs. d'un produit de condensation de l'alcool oléylique avec l'oxyde dtéthylne sont intimement mélangés et broyés. Cette préparation colorante est ajoutée à une solution de cellulose cuproammoniacale. Après le filage, on obtient un fil qui possède un beau lustre et une nuance de couleur très corsée.
Comme agent dispersant on peut aussi utiliser avec le même bon résultat par exemple le produit de condensation de l'acide naphtalne-B-sul- fonique avec de la formaldéhyde, et 1 la place du colorant em- ployé les pignents ci-aprés: Rose Indanthrène Brillant R extra (voir Colour Index, supplnt.,page 43), Vert Jade Caledon (voir Colour Index No. 1101).
Exemple 7.
100 grs. du produit de condensation du p-tolui- dide de l'acide B-hydroxy-naphtoique avec de la p-dichloroaniline sont broyés avec 25 grs. du produit de condensation de l'alcool oléylique avec¯de l'oxyde d'éthylène et 350 grs. d'eau. Le colo- rant est alors très finement et homogènement dispersé dans l'eau.
Apres avoir ajouté la dispersion à la solution de filage, on ob- tient après le filage un fil qui présente une coloration rouge.
Le produit de la condensation du p-toluidide de l'acide B-hydroxy- naphtoique peut être remplacé par le colorant préparé à partir
EMI10.1
du 2"5'-bydroxynaphtoyi-1-amino-2.4-diméthoxy-5-chloro-1-amino- benzène + le 2-méthoxy-1-aminobenzène-5-sulfodiéthylamide diazoté ou par le colorant à partir du 2'.3'-hydroxynaphtoyl-2-méthyl-l- aminobenzène + la 3-nitro-4-anisidine diazotée.
<Desc/Clms Page number 11>
Exemple 8.
100 grs. du produit de condensation de l'anilide de l'acide B-hydroxy-naphtoique avec la 2.5-dichloroaniline sont mélangés avec 25-100 grs. du produit de condensation de l'alcool oléylique avec de l'oxyde d'éthylène et 470 grs. d'eau, pour for- mer une pâte de 15% environ. Le mélange est broyé dans un moulin à boulets etc. La préparation obtenue s'émulsifie dans de l'eau avec une coloration rouge bleuâtre* En l'ajoutant à une solution de soie artificielle cuproammoniacale, on obtient après le filage un fil coloré en rouge qui possède d'excellentes propriétés de solidité.
Exemple 9'
Du Bleu Fanal B (voir Colour Index, supplément 1928, page 40) est broyé avec la même quantité du produit de condensa- tion à partir de l'alcool oléylique avec de l'oxyde d'éthylène.
On obtient une pâte à 15% qui, après un broyage prolongé dans un moulin à boulets etc.., donne avec de l'eau des solutions d'une coloration profonde.
La pâte est ajoutée à une solution de cellulose cuproammoniaoale qui est étalée ensuite sur une plaque en verre.
De la solution viscose bleue formant une mince couche sur ladite plaque la cellulose est précipitée par un traitement avec des acides. On obtient ainsi une pellicule d'une coloration bleue uniforme.
<Desc/Clms Page number 12>
Exemple 10.
En mélangeant de la 1,4-di-p-toluido-anthraquinone avec la même quantité d'un produit de condensation de l'alcool oléylique et de l'oxyde d'éthylène en présence d'eau, on obtient= une pâte à 10-20% qui, après broyage dans un moulin à boulets fait en acier V2A, donne avec de l'eau des solutions d'une colo- ration profonde. 15% de la pâte à 20% (ou 30% de la pâte à 10%) sont ajoutés à une solution de filage de soie artificielle cupro- ammoniacale avant de filer celle-ci. Les fils de soie artificielle obtenus après le filage sont d'une excellente qualité et pos- sèdent une coloration bleue profonde et un haut lustre.
On arrive à des nuances vert-bleuâtre à vert, si l'on utilise à la place du pigment ci-dessus la 1,4-dihydroxy- 5,8-di-p-toluylaminoanthraquinone ou la 1,4-bis-diphénylamino- anthraquinone.