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Produits infroissables et procédés servant à les fabriquer.
Les polymères synthétiques linéaires de condensa- tion formant des fibres, tels que les polyamides, polyesters, polyacétals, polyéthers, polyesters-polyamides et autres polymères et copolymères sont connus. Parmi ces polymères formant des fibres (c'est-à-dire les superpolymères), les plus importants sont les polyamides obtenues par réaction ré- ciproque de mélanges de diamine et d'acides dibasiques appro- prias ou leurs équivalents et celles qui dérivent d'acides
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monoaminomonocarboxyliques polymérisables ou de leurs déri- vés formant des amides.
Une propriété caractéristique des filaments, rubans, feuilles et similaires préparas en par- tant de ces polymères consiste dans le fait qu'ils se trans- forment en produits orientas très utiles après étirage à froid, o'est-à-dire après avoir subi des efforts (d'allongement) à l'état solide. Les articles étiras à froid possèdent une orientation définie, par exemple les fibres obtenues par étirage à froid des filaments sont orientées le long de l'axe de la fibre. En générale les articles étiras à froid sont plus avantageux que les articles non orientes, car ils sont plus tenaces et possèdent une meilleure élasticité.
Dans le brevet français N . 824.548 du 19 juillet 1937 a été décrit un procédé destiné à améliorer les pro- priétés de polymères synthétiques linéaires de condensation formant des fibres, non orientés ou partiellement orientés et consistant à les refroidir brusquement tandis qu'ils sont chauds ou à l'état fondu, par exemple en le's plongeant dans un liquide non-solvant et/ou en les traitant par un ou plusieurs liquides ou corps non solvants vaporisés consis- tant en totalité ou en partie en un ou plusieurs composés hydroxyles, tels que l'eau, l'alcool, etc.
Les polymères ain- si traités peuvent être facilement étires à froid encore mouillés avec un corps hydroxylé ne les dissolvant pas et il est dit que ce procédé est particulièrement avantageux au point de vue de la fabrication de brins ou fibres de dimen- sions semblables qui, en raison de leur faible épaisseur, tendraient à se rompre prématurément, lorsqu'on leur fait subir un étirage à froid. Il est dit de plus dans le¯ brevet précité qu'on améliore les brins et fibres similaires ainsi fabriqués (o'est-à-dire qu'ils reprennent leur forme plus facilement après déformation) en les traitant ensuite par
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l'eau et/ou par la vapeur, par exemple jusqu'à ce qu'ils soient saturés.
Dans la demande de brevet déposée le même jour pour : "Perfectionnements aux matières textiles", on a décrit des succédanés de la laine se composant de fibres de poly- mères synthétiques linéaires de condensation, orientées et intrinsèquement bouclées. Il y est expliqué que les bou- cles intrinsèques des fibres peuvent être stabilisées par un traitement thermique,par exemple par l'eau chaude ou la vapeur.
L'invention est basée sur le fait d'observation que les fibres de polymères syntéthiques linéaires de condensa- tion, orientées, sensiblement rectilignes (c'est-à-dire non laineuses) et les tissus qui en dérivent, prennent une forme stable c'est-à-dire deviennent infroissables, lorsqu'on leur fait subir à l'état mouillé un traitement thermique. L'expres- sion "sensiblement rectiligne veut dire que les fibres n'ont pas été bouclées de la manière décrite dans la demande de brevet précitée de même date.
On améliore donc les fibres rectilignes orientées, ayant les dimensions des fibres textiles, des dits polymères synthétiques en leur faisant subir un traitement thermique en présence d'un agent faisant gonfler légèrement le polymère, tel qu'un corps non solvant hydroxylé. Un agent de gonfle- ment modéré est un corps qui fait légèrement gonfler le poly- mère, mais ne le dissout pas. Les fibres orientées rectilignes, ainsi que les tissus tricotés, tissés, ou tissus à poils, se composant en totalité ou en partie de ces fibres, acquièrent ainsi une résistance plus forte aux actions permanentes de torsion, d'écrasement ou de froissage que lorsqu'ils ne subissent pas le dit traitement.
Les rubans et feuilles for-
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mées de ces superpolymères sont également améliores, qu'ils aient été ou non traités au début par les procèdes décrits dans le brevet français N . 824.548 précité.
L'invention est décrite ci-après en tant que s'appliquant particulièrement aux fibres et tissus en poly- amide, qui constituent la forme de réalisation de l'inven- tion à laquelle on donne la préférence. Un fil en polyamide synthétique vêtant maintenu froissée puis traité par de l'eau chaude, de la vapeur ou tout autre agent faisant gonfler légè- rement la polyamide, il se forme un pli qu'il est difficile de faire disparaître. Mais si on commence par maintenir le fil rectiligne pendant qu'il subit un traitement par l'eau ou par la vapeur, il devient beaucoup moins susceptible de se froisser. On peut stabiliser les fibres de soie et les fibres cellulosiques sous une forme donnée en les mouillant, puis en les séchant en les maintenant sous la forme voulue.
Un premier traitement de cette nature ne change pas la ma- niére dont une forme différente peut leur être donnée par un second traitement similaire. Pour ces fibres, la stabili- sation est réversible et dépend principalement du séchage complet. Au contraire avec les fibres en polyamide, la stabi- lisation parait réalisée par contact avec l'eau chaude ou tout autre agent de gonflement modéré et n'est pas réversible d'une manière simple. En d'autres termes, il n'est pas possi- ble de faire prendre à un fil de polyamide, qui a reçu une forme donnée par un premier traitement, une autre forme par un même second traitement de stabilisation.
Cependant, si le second traitement est plus rigoureux, c'est-à-dire si on fait agir une température plus élevée sur le fil mouill, il peut être stabilisé sous une autre forme avec un certain succès.
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Etant donné que les fibres ou tissus en polymères synthétiques linéaires de condensation se stabilisent sous la forme ou façon sous laquelle ils subissent d'abord le traitement thermique à l'état mouillé, on comprend facile- ment qu'il convient de faire subir ce traitement aux fibres ou tissus en les maintenant sous la forme qu'on désire leur faire acquérir. Par suite, si on désire obtenir un tissu non chiffonné, il convient de le traiter dans une position où il n'est pas froissé. Au contraire, si on désire obtenir un tissu chiffonné ou plissé, il convient de le traiter, à l'état chiffonné ou plissé.
Ainsi qu'il a été dit ci-dessus on stabilise les fibres ou tissus en leur faisant subir un traitement ther- mique en présence d'un agent faisant gonfler légèrement la polyamide. Les agents de gonflement modéré auxquels on donne la préférence sont des corps hydroxylés ne dissolvant pas la polyamide, tels que l'eau, les alcools, les hydroxy esters et les hydroxy cétones. A titre d'exemples des alcools les plus avantageux, on peut citer le méthanol, l'éthanol et l'isopropanol. A titre d'exemple d'un agent de gonflement non hydroxylé qu'on peut employer comme agent de stabilisation, on peut citer l'aniline.
Le traitement de stabilisation s'effectue soit en chauffant les fibres ou tissus dans l'agent de gonflement, modéré, liquide, soit en les soumettant à l'action des vapeurs chaudes de cet agent, de préférence des vapeurs saturées. La température doit évidemment être inférieure au point de fu- sion de la polyamide. Dans le cas de l'agent de stabilisation auquel on donne la préférence, c'est-à-dire la vapeur saturée, il est avantageux de maintenir la température du traitement entre 100 et 160 C. L'eau chaude par exemple à une tempéra-
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ture comprise entre 80 et 100 C est -également très efficace.
La durée du traitement dépend de la nature de l'agent de gon- flement modéré et de la température choisie. Par exemple une durée de chauffage de 5 minutes par la vapeur saturée à 120 C équivaut à une durée d'environ 30 minutes par l'eau bouillan- te ou la vapeur à 100 C. Le méthanol à 65 C est à peu près aussi efficace que l'eau à 90 C. Dans la plupart des cas, la durée de traitement la plus avantageuse est comprise entre quelques minutes et une heure.
L'invention est particulièrement avantageuse dans la fabrication de bas infroissables en partant de fils en polyamide synthétique linéaire de condensation. Le procède servant à fabriquer des bas en soie naturelle ne peut être appliqué à la fabrication des bas en polyamide. Dans la fa- brication des bas de soie, on opère d'habitude en dgrais- sant les bas dans une solution de savon chaude puis on les teint dans un bain de teinture chauffée où ils séjournent long- temps, puis on les rince et on leur fait subir l'opération dite " de mise en forme ". La mise en forme des bas de soie consiste à les placer sur des formes rigides et à les soumet- tre à l'action d'un jet d'air chaud.
Ainsi qu'il a déjà été dit, ce procédé ne donne pas satisfaction dans la fabrication des bas en polyamide synthétique, parce que les tissus en polyamide possèdent la propriété caractéristique extraordinai- re de conserver avec persistance un état de stabilisation plus ou moins permanent dans la forme ou façon sous laquelle ils ont subi d'abord un traitement thermique à l'état mouillé.
Par suite, si on fait subir aux bas fabriques avec -des poly- amides l'action des solutions chaudes de dégraissage-et des solutions chaudes de teinture suivant le procédé de fabrica- tion des bas de soie, il se formera sur eux des plis à peu @
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près permanents que ne fait pas disparaître l'opération habituelle de mise en forme.
Il est donc nécessaire de faire subir au tissu de bas en polyamide une opération de "stabilisation de forme" avant de les soumettre à un traitement quelconque compor- tant l'emploi d'une température élevée à l'état mouillé, tel que le traitement de teinture précité. L'opération de "stabilisation de forme" diffère de l'opération ordinaire de "mise en forme" des bas, du fait qu'elle s'exécute avant que le bas ait subi un traitement thermique à l'état mouillé quelconque, tel que le dégraissage ou la teinture à chaud et qu'elle comporte un traitement thermique à l'état mouillé sur la forme du bas au lieu d'un traitement de séchage à chaud. L'opération de "stabilisation de forme" consiste à placer le bas ou le tissu de bas sur une forme rigide lisse et de lui faire subir ensuite l'action d'un agent chauffe faisant gonfler légèrement la polyamide.
La manière d'opérer à laquelle on donne la préférence consiste à faire subir au bas sur la forme l'action de l'eau chaude ou de la vapeur saturée pendant une durée d'environ cinq à soixante minutes, suivant la température de l'agent de stabilisation. Il est important que le bas reste mouillé pendant toute la durée du traitement.
Ayant subi le traitement précité, le bas en polya- mide peut subir n'importe quelle opération, telle que la teinture,comportant un traitement thermique à l'état mouillé, sans qu'il se froisse d'une manière persistante ou permanente.
L'invention consiste aussi à faire subir aux fils un traitement de stabilisation, avant de fabriquer le tissu du bas. Cependant, la manière d'opérer que l'on préfère con- siste à faire subir l'opération de stabilisation au tissu
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déjà fabriqué.
Les exemples ci-après donnent une explication plus détaillée de l'invention.
EXEMPLE 1.
On coupe en deux morceaux un fil de numéro 50 à 20 filaments en fibres orientées en polyhéxaméthylène adipami- de. On fait subir à l'un des morceaux, maintenu rectiligne, l'action de la vapeur saturée à 126 C pendant 30 minutes. Le second échantillon ne subit aucun traitement de stabilisation.
Puis on enroule les deux échantillons autour d'un coin fai- sant un angle de 23 de sorte que le fil est courbe suivant un angle de 157 . On plonge le coin portant le fil dans l'eau bouillante pendant une demi-heure. Puis on retire le fil du coin et on le fait sécher à l'état non tendu. On détermine le pli résultant de ce traitement rigoureux des deux fils en mesurant l'angle du pli pris par le fil sous l'action du coin. Le pli du premier fil, c'est-à-dire du fil stabilisé au préalable est égal à 23% (36 sur l'angle possible de 157 ) tandis que celui du second fil (non stabilisé) est .égal à 70% (110 sur 157 ).
EXEMPLE 2.
@ On place un bas tricots avec un fil (du n 40 à 15 filaments) en polyhéxaméthylène adipamide orientée sur une forme de bas et on fait agir dans un autoclave la va- peur saturée à 125 C. pendant une durée de 15 minutes.
Ayant subi cette opération de "stabilisation de forme", le bas subit successivement une opération de teinture à chaud et une opération de mise en forme. Le bas obtenu a bon aspect, est lisse et exempt de plis; de plus, son élasticité est excellente et il fait un bon usage.
La cause de l'action stabilisatrice remarquable
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qu'exercent les agents de gonflement modère sur les fibres et tissus en polyamide n'a pas été élucidée. Il est surprenant que l'eau chaude exerce une action aussi marquée sur les fibres en polyamide, étant donné la faible hygroscopicité des fibres. Les polyamides n'absorbent que quelques centiè- mes d'eau, même à 1000.C. Le fait que la stabilisation s'effectue à une température beaucoup plus basse que le point de fusion de la polyamide est également remarquable et in- dique que la stabilisation n'est pas un simple phénomène de moulage.
Elle ne détruit pas l'orientation des fibres; l'examen aux rayons X des fibres stabilisées fait apparaître un degré d'orientation élevé, quoique le schéma des fibres soit légèrement différent de celui des fibres non stabili- sées. Une autre caractéristique remarquable de l'opération de stabilisation est sa permanence. Elle n'est pas réversible comme dans le cas de la soie et des fibres cellulosiques.
C'est pourquoi les fibres ou tissus stabilisés peuvent être teints et lessivés sans que l'effet de la stabilisation soit sensiblement détruit.
L'invention n'est pas limitée à la stabilisation de fibres et tissus consistant entièrement en polymères synthétiques linéaires de condensation. Elle est applica- ble à des fibres contenant des agents de modification, tels que des plastifiants, des pigments, des teintures, des agents modifiant le lustre, des antioxydants, etc.
Dans la mise en pratique de l'invention les poly- mères synthétiques linéaires de condensation, auxquels on donne la préférence sont les polyamides et parmi elles, celles dont le point de fusion est supérieur à 150 C. La polyhéxamé- thylène adipamide qui fond vers 263 C est un produit particu- lièrement avantageux.
D'autres polyamides très avantageuses
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sont celles qui dérivent des diamines ayant pour formule NH2CH2RCH2NH2 et des acides dicarboxyliques ayant pour for- mule HOOCCH2R'CH2COOH, ainsi que les dérives de ces corps formant des amides, R et R' représentant dans ces formules des radicaux hydrocarbonés bivalents, exempts d'aliphatiques non saturés, et R possédant une chaîne contenant au moins deux atomes de carbone; on donne la préférence aux composes de ce type dans lesquels R = (CH) et R' = (CH2)v. x -étant au moins 'égal à 2 et y au moins égal à 1.
Des exemples spé- ciaux sont les suivants: polytétraméthylène adipamide, poly-
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tétraméthylène sbacamide, polypentaméthylène sbacamide, polyhexaméthylène sébacamide, polyoctaméthylène adipamide,
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poldécamgthylène adipamide, polydcamthylène paraphényléne diacétamide, et polyparaxylylène sebacamide. Les polyamides dérivées des acides monoaminomonocarboxyliques et leurs dé- rivés formant des amides conviennent aussi particulièrement, on peut citer à titre d'exemple ceux qui sont dérivés de l'acide 6-aminocaproique, de l'acide 9-aminononanoique, et de l'acide 11-aminoundecanoique. On peut,aussi utiliser des mélanges de polyamides, ainsi que des interpolyamides, c'est- à-dire des polyamides dérivées d'un mélange de réactifs.
RESUMA.
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