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Procédé pour améliorer les propriétés d'usage des produits de cellulose.
Dans les procédés usuels pour rendre les produits de cellulose réfractaires au gonflement on fait habituellement réagir du formaldéhyde sur ceux-ci en séchant la solution de réactif amené par immersion sur le produit cellulosique et en effectuant ensuite un chauffage à une température élevée. On connait aussi un procédé suivant le brevet anglais n 528.740 dans lequel la transformation de la cellulose par le formaldéhyde se fait déjà dans le bain de réaction après quoi, contrairement au procédé mentionné en premier lieu, on lave la matière rendue réfractaire'au gonflement et on la sèche comme d'habitude.
Dans ce procédé on emploie des concentrations élevées de formaldéhyde (40%) et comme catalyseur de l'acide sulfurique concentré(environ 5%) avec application de hautes températures (80%). Ce procédé a pour effet de réduire notablement la solubilité dans les alcalis et le coëfficient de gonflement.
Or On a trouvé qu'on peut déjà améliorer les propriétés d'usage des produits cellulosiques, notamment la résistance aux efforts mécaniques en milieux alcalins sans réduire ou en ne réduisant que dans une faible mesure la solubilité dans les alcalis et le coefficient de gonflement, en effectuant la transformation du formaldéhyde dans le bain de réaction à une température accrue, mais en employant par contre des bains à faible concentration de formaldéhyde et des catalyseurs dilués et en renonçant ainsi à la diminution de la solubilité dans les alcalis et du coëfficient de gonflement habituellement obtenue dans les procédés connus.
La supériorité du présent procédé sur les modes de traitement employés jusqu'ici ressort particulièrement de la constatation que dans les conditions de travail peu sévères qui caractérisent ce procédé il ne se produit pratiquement aucune dégradation de la matière et qu'en outre comme le montre l'exemple numérique ci-dessous, les propriétés d'élasticité du produit de cellulose sont entièrement maintenues, alors qu'elles sont généralement très altérées par l'emploi des procédés connus.
Il est surprenant en outre que la résistance au frottage dans les alcalis soit notablement augmentée, alors qu'aucun abaissement notable de la solubilité et du coëfficient de gonflement n'a pu être constaté comme le montrent les chiffres indiqués ci-dessous, même après une action de longue durée. Si @
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l'on avait jusqu'ici la conviction que la résistance au frottage à l'état humie, la solubilité dans les alcalis et le coëfficient de gonflement étaient des grandeurs fonctionnelles et dépendaient par conséquent l'un de l'autre, il faut reconnaître que la présente constatation offre un caractère absolument inattendu.
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% de formaldéhyde : durée de : solubilité aux coëfficient:CH20 dans le bain . l'action alcalis dans de gonfler :fixé ¯¯ ¯ ¯¯ 0 NaOH ment ¯¯¯¯..¯. : non traite: 26,ô:4t : - : - 5% 5 min. 27,, 40$ - : D,l43% " 10 min. 26.,35% 9 : -
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<tb> " <SEP> 30 <SEP> min. <SEP> 27,90% <SEP> - <SEP> : <SEP> - <SEP>
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: non traité 3,759 l09,5% 6% : 10 min. 19,64% 120, 0 :Q264% " : 30 min. 2l,72% 124eo, :Q25I " 60 min. 18,57% 120,0% :
Q308;
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Ainsi qu'on le voit dans le tableau ci-dessus, là-quantité de formaldéhyde fixé est particulièrement faible et atteint des valeurs qui sont comprises entre 0,15 et 0,3% La durée du traitement est ici déterminante Il convient de remarquer que les quan- tités de formaldéhyde atteignent une valeur qui a normalement comme conséquence une réduction notable de la solubilité dans les alcalis et du coëfficient de gonflement.
Si l'on opère dans les mêmes bains, mais sans formaldéhyde, l'action mentionnée ne se produit pas. Il n'existe donc aucun-rapport avec les constatations faites par von Götse (Zellwolle-Kunstseide-Seide, p.4-1941) d'après laquelle l'emploi de bains à hautes températures de même que les acides utilisés comme catalyseurs provoqueraient déjà une réduction du pouvoir de gonflement. Au surplus, on aurait pu du moins s'attendre alors à une diminution du coëfficient de gonflement, ce qui ne se produit cependant pas.
On peut employer avec succès des bains n'ayant qu'une teneur de 3 à 6% de formaldéhyde et ne présentant qu'un pH de 4-3; ils peuvent être obtenus au moyen d'acides de différentes natures ou de leurs sels. Des additions de mélanges de cyanate d'ammonium et d'acide tartrique se sont révélées avantageuses.
De même les températures de traitement sont considérablement inférieures à celles requises dans les procédés connus. Ceux-ci exigent des températures de 80 C tandis que dans le procédé actuel on peut déjà se contenter d'une température de 60 C La durée du traitement reste dans les limites usuelles et est ici de 5 à 10 minutes de préférence.
Les avantages du présent procédé au point de vue de l'exploitation résident avant tout dans le fait qu'il ne nécessite que des immersions de faibles durées et que d'autre part il évite dans une large mesure les hautes concentrations de formaldéhyde et les hautes températures du bain dont l'emploi est très nuisible.
EXEMPLES.
1.- On traite de la laine de cellulose, dans un bassin pourvu d'un réfrigérant à reflux, dans un bain de for-
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maldéhyde réfrigérant qui contient 6% de CHQO et 0.3% d'acide tartrique et présente un pH réglé à 3 au moyen d'aoide chlorhydrique. On maintient alors la température à 60 C pendant 10 @ ---
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minutes. Ensuite on lave la matière fibreuse d'abord à l'eau froide et ensuite à l'eau chaude jusqu'à ce qu'elle soit dé- barrassée de toute odeur de formaldéhyde. après quoi on avive finalement de la manière usuelle et on seche à une température qui ne dépasse pas 60 C
2.- On procède comme à l'exemple l, mais en employant une concentration de 3% de formaldéhyde et une température de 80 C.
3.- On opère comme aux exemples 1 et 2, mais avec la différence qu'on ajoute en outre au bain 0,8% de cyanate de potassium et 0,6% de chlorure d'ammonium.
4. - On procède comme aux exemples 1 à 3, mais avec la différence qu'on ajoute déjà au bain de formaldéhyde l'agent d'avivage, et notamment 2g/L M D, et qu'on supprime l'avivage final usuel.
5.-On opère suivant l'un des exemples 1 à 4, mais on emploie toutefois une fibre d'hydrate de cellulose ordinaire d'un degré de polymérisation d'environ 250, qui présente en outre encore l'humidité dù filage. '-.. ,
6. - On procède suivant l'un des exemples 1 à 4 et on emploie alors une fibre d'hydrate de cellulose étirée à environ 100% d'un degré de polymérisation d'environ 250 qui a été débar- rassée du soufre avant le traitement au formaldéhyde au moyen de lOg/1 de Na2S03 à une température de 70 à 80 c et est ensuite soumise immédiatement en traitement subséquent à l'état humide.
7. - On procède suivant l'un des exemples 1 à 4, mais on soumet toutefois une fibre d'hydrate de cellulose non étirée d'un degré de polymérisation d'environ 300 à l'état humide à la cuisson au formaldéhyde.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour améliorer les propriétés d'usage des produits de cellulose, tels que fils, fibres, films et bande- lettes, par traitement dans le formaldéhyde, caractérisé en ce que la matière qu'il s'agit de soumettre à la réaction n'est traitée que pendant peu de temps et a une température accrue dans des bains à faible concentration de formaldéhyde et faible pH, pour être ensuite lavée à l'eau chaude jusqu'à suppression de toute odeur de formaldéhyde et-être finalement séchée à des températures peu élevées. '
2.- Procedé pour améliorer les propriétés d'usage des produits de cellulose, en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux exemples cités.
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