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Perfectionnements aux procédés de préparation des masses artificielles, films,filaments à base d'esters cellulosiques chargés ou pigmentés,
Il a déjà été décrit un grand nombre de procédés pour introduire des pigments blancs ou colorés dans les masses plasti- ques et collodions à base d'esters cellulosiques, utilisés pour la fabrication des objets moulés,des films et filaments les plus di- vers,dans le but de modifier l'aspect de ces produits,diminuer leur transparence ou les rendre extrêmement opaques.
Dès 1901,il a été préconisé d'employer à cette fin tous les pigments usuellement employés pour l'industrié des vernis ou des peintures.
Lorsque les qualités opacifiantes particulièrement avan- tageuses des pigments à base d'oxyde de titane ont été mises en évidence,Barton et Gardner, dans leur brevet américain 1.365.883,du .
18 Janvier 1921,ont décrit l'emploi de ces pigments pour la fabri- cation des matières plastiques les plus diverses,filaments,films, objets moulés en celluloïd.Pour réaliser leur invention,ces auteurs ont mélangé unpigment formé d'oxyde de titane ¯avec la masse plas- ique,soit à l'état sec,soit en solution.
Depuis,de nombreux auteurs ont décrit des moyens de réa- liser la meilleure dispersion des pigments dans la masse plastique pour obtenir des objets présentant une constitution.homogène. En particulier,la demanderesse,dans son brevet français 638.448 du 29
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-Tu'!llot l'7,ra décrit I1n prnorc7u t1-';i:
i;.l>i>lr<al d'iiltrndu(tion clos pigments dans les masses plastiques à .base d'acétate de cellulose, en préconisant la formation,par double décomposition,de la suspen- sion pigmentaire pendant la fabrication du dérivé cellulosique alors que celui-ci est encore en solution dans le milieu réaction- nel où il a pris naissance et dont on le sépare ensuite par précipi- tation.Divers modes de réalisation du procéda ont été décrits,soit dans ce urevet français 338.448,soit dans son addition 41.645.
La demanderesse a découvert qu'on peut également obtenir les avantages caractéristiques du procédé de ce brevet,c'est-à-dire, filtration aisée de la solution de la masse plastique chargée de pigment, distribution très régulière du pigment, homogénéité com- plète du mélange masse plastique-pigment,en suspendant, dans le mi- lieu réactionnel de préparation de l'ester cellulosique, et .avant son isolement,le pigment préalablement formé.
Elle a observé le phénomène surprenant que les mêmes réactions d'ordre colloïdo-chimique, qui ont assuré l'adsorption par le dérivé cellulosique,en cours de précipitation,du pigment formé par double décomposition,se produisaient également si le pigment a été introduit tel quel et dispersé dans le liquide à précipiter.
Ce phénomène trouve peut-être son explication dans le fait que tout pigment qui se trouve finement dispersé dans un li- quide possède une tendance à se coaguler, d'autant plus rapidement que le milieu de dispersion est moins visqueux et ne possède pas de pouvoir colloïdal protecteur.
Lorsqu'on disperse un pigment dans la solution d'un es- ter cellulosique qui n'a encore jamais été précipité,il se produit par précipitation une coagulation mixte des particules suspendues du pigment et des micelles du dérivé cellulosique,qui forme le précipité.Le caractère particulier de cotte précipitation ast mis en évidence par le fait que les liquides de filtration et de lava- ge,que l'on fait passer à travers l'ester cellulosique ainsi char- gé,pour le débarrasser de son acidité et le stériliser,s'échappent tout-à-fait limpides sans entraîner de particules pigmentaires.
Le précipité mixte ainsi obtenu possède à un très haut
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degré les propriétés d'un colloïde réversible.
Par incorporation dans un solvant approprié,on obtient des solutions colloïdales pigmentées très stables et très homogènes et qui possèdent ces qualités à un degré beaucoup plus' élevé que les solutions pigmentées obtenues par incorporation de pigments, soit à une solution de dérivé cellulosique,soit au solvant,avant préparation de cette solution.
Basée sur ces observations,la présente invention concer- ne l'emploi de ces produits de coagulation mixtes pour la fabrica- tion des articles plastiques mats ou opaques,te'ls que : objets mou- lés,films,crins et filaments de toutes sortes,tels que fils de ra- yonne, à base d'esters cellulosiques,pour lesquels une homogénéité
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'L0 1'uL)i,lott'bîôlj, la proportion du solvant vis-à-vis de l'ester cellulosique,des plas- tifiants éventuels et du pigment,peut varier dans d'importantes li- mites selon la présentation du produit final désiré.Cette propor-' tion est généralement plus réduite pour les blocs, les plaques,les feuilles épaisses,où elle est parfois de 60 parties de solvant pour 100 parties de matières fixes.Elle est plus élevée pour la fabri- cation des films et, dans ce cas,varie selon l'épaisseur finale du film et la viscosité de l'ester cellulosique: de 200 parties à 400 parties de solvant pour 100 parties de matières fixes.'
Dans le cas de la fabrication de crins ou de filaments de soie artificielle,elle varie également de 300 parties à 400 parties de solvant pour 100 parties de matières fixes.
'Exemple 1 - A la fin d'une opération de fabrication d'acétate de cellulose secondaire,dans la solution du dérivé cellulosique qui est composée de a'cétate de cellulose - 100 parties acide acétique- 650 parties eau- 150 parties, on verse,en maintenant une forte agitation,3 parties d'oxyde de titane en poudre.
Sous l'effet de l'agitation,et vraisemblablement du milieu, on constate que le pigment se disperse très finement.Les particules
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barrasser la solution,par un moyen quelconque,d'agrégats qui ne seraient pas aispersés.
Une fois La dispersion obtenue d'une façon satisfaisan-
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te,on a ,jouto ù 1,') solution une certaine quantité d'eau (par exem- ple 20 litres pour 100 litres de solution), puis on précipite le tout dans un grand volume d'eau.
Au cours de la précipitation,on observe que le pigment est complètement adsorbé par le précipité d'acétate de cellulose.
Après rinçage,on sépare le précipité mixte, par tout moyen convena- ble,du liquide et on le sèche. pour être utilise à la préparation des produits les plus divers,le précipité mixte est à nouveau incorporé à un solvant convenable.
En pâte à 60% dans un solvant composé de 4 parties d'acé- tone,l partie de méthanol et 1 partie de plastifiant,on l'utilise par toutes méthodes connues à la préparation de baguettes et de joncs.
En cellodion de 20 à 30% dans un mélange de 5 purties d'acétone et de 2 parties de chlorure de méthylène,on peut le cou- ler selon la technique courante sur une machine à produire les films et fabriquer ainsi des feuilles d'acétate de cellulose opa- que,les feuilles obtenues étant d'autant plus minces que la solu- tion est plus étendue.
En @@l@odion à 25% dans l'acétone,on peut le filer par tout procédé connu (mûrissage,mise en pression,filtration) à tra- vers des orifices du dimensions vuriables suivant, lu grosseur des filaments mats que l'on veut obtenir;le diamètre de ces orifices peut varier par exemple de 0,20mm à 0,15mm,à 0,06mm et même moins.
Exemple 2- En opérant comme dans l'Exemple l,mais en utilisant 50 parties d'oxyde de titane au lieu de 3,on obtient,après précipi- tation,un acétate de cellulose chargé à 33% d'oxyde de titane, qu'on
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peut utiliser soit tel (-,ue l,exceptiorniellement,s oit comme partie aliquote U01JVUllt1!.>le,duLJu 1u pl"jV<.1l'uLlo1J dou V.1Lo'-J ou do oollodioun, selon l'invention,en ajoutant la quantité voulue d'ester cellulosi- que non chargé et éventuellement des plastifiants.
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Exemple 3- Au moment où,au cours de l'acétylation, toute la cellulose mise en oeuvre s'est dissoute dans le milieu réactionnel, on ajoute à la masse,qui est composée de : acétate de cellulose - 100 parties acide acétique- 600 parties anhydride n'ayant pas réagi - 100 parties environ, 100 parties de titanate de zinc calciné,mélangées à un liquide com- posé de 100 parties d'acide aoétique glacial et 100 parties d'eau.
On maintient le mélange,sous bonne agitation, jusqu'à dispersion homogène du pigment,puis on précipite le tout dans un grand volume d'eau chaude. Après:';séparation du liquide et rinçage, on recueille et on-sèche le précipité mixte qui est composé d'un mélange intime de titanate de zinc et triacétate de cellulose.
Ce produit peut être utilisé directement pour la fabrica- tion de matières plastiques, films ou fils,par introduction dans un solvant approprié ou mélangé à une autre quantité de :triacétate avant dissolution ou même versé dans un collodion déjà préparé de triacétate de cellulose dans un solvant. On peut, de cette façon, régler à volonté le taux de pigment dans le produit fini qu'on ob- tiendra après avoir fait subir à la dissolution toute; manipulation convenable,telle que filtration,dégazage,etc..
Ces trois exemples sont uniquement deàtir1µÎs à mieux fai- re comprendre l'invention et ne sauraient, en aucune façon,être con- sidérés comme une limitation du procédé qui est applicable à tous les dérivés cellulosiques soluoles et à tous les pigments qui ne subissent aucune action du milieu réactionnel d'estérification, tels que: dérivés inorganiques de l'acide titanique,noir de fumée, sulfate de baryum,ou colorants organiques pigmentaires.
REVENDICATIONS.
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