Lettre rectificative jointe pour valoir comme de droit à la date du 4/8/54
Page 3 lignes 31 et 35 il faut lire " fibre obtenue par un procédé dans lequel on ne fait pas usage d'agents à activité interfaciale" au lieu de "fibre ordinaire".
**ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.
La présente invention est relative à un procédé pour la fa- brication de fibres ou films artificiels à grande résistance à partir d'une viscose présentant un degré de polymérisation élevé et une visco- sité élevée. L'invention a pour but la production d'une fibre ou d'un film régénéré à propriétés comparables à celles des fibres et films en matière cellulosique.
Conformément à l'invention,pour atteindre ce but, le xantha- ge et la dissolution sont, en particulier, exécutés en-un court inter- valle de tempsun filage à tension élevée est exécuté avec un bain de filage du type à basse température et à faible teneur en acide et en sel (ou à teneur nulle en sel), en èomparaison du bain de filage usuel, tandis que toutes les opérations depuis le traitement de la pulpe jus- qu'au traitement dans le bain de filage sont exécutées en veillant effectivement à éviter la désintégration de la structure originelle des fibres en maintenant, notamment la polymérisation de molécules et la structure cristalline ; ce procédé a permis d'obtenir des résultats étonnamment satisfaisants.
Jusqu'à présent, il s'est avéré ordinairement inévitable que le produit obtenu présente un degré de polymérisation extraordinairement faible, ait une structure altérée ou ait subi une coagulation irrégulière lors de la régénération ( c'est-à-dire que le produit présente un caractère non homegéne entre la surface et les parties internes), parce qu'en tentant d'obtenir une fibre à degré de polymérisationélevé,on n'a visé qu'à l'obtention de ce résultat et on n'a pas prêté attention à conserver aux fibres leur structure inhérente et, au surplus, parce que la simplification du procédé de fabrication a été visée, au préjudice du degré de polymérisation.
On peut affirmer que grâce à la présente invention le but visé a été obtenu en développant chaque stade individuel du procédé de manière extrêmement raisonnable et en veillant, par ailleurs., à appliquer des conditions constantes au cours de tous les stades opératoires.
Dans la description suivante,on expliquera chaque stade du présent procédé : (1) Pour la fabrication initiale d'alcali-cellulose à partir de pulpe ou de linter, le degré de polymérisation élevé initial de cette matière est conservé et la désintégration de la structure des fibres est évitée, en raccourcissant la période de déchiquetage et en abaissant la température de travail. Par ailleurs, le vieillissement de l'alcali-cellulose est entièrement aboli.
(2) Lors du stade de xanthage suivant, le temps requis pour la réaction avec le bisulfure de carbone est réduit à moins de la moitié du temps requis dans le cas où l'on utilise du bisulfure de carbone seul et ce en y mélangeant une petite quantité d'un agent à activité interfaciale, ce qui augmente la vitesse de pénétration du bisulfure de carbone dans la zone amorphe ou dans les petites cavités de la structure de la fibre. Lors du stade de xanthage., le traitement est conduit de façon qu'au début la réaction soit supprimée, en appliquant une faible température et en réduisant l'alimentation en bisulfure de carbone, après quoi la réaction est accélérée en laissant la température s'élever, de façon à réaliser un xanthage uniforme et complet.
Ainsi, on obtient un xanthate de cellulose sodique qui présente à la fois un degré de polymérisation élevé et un degré de xanthage élevé ( valeur gamma supérieure à 60 %). Etant donné que le xanthage se présente essentiellement comme une réaction à la surface des micelles, la dissolution aura lieu selon un processus de dissolution pour un système matro-dispersé, dans lequel la structure originelle de la fibre est conservée.
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De la sorte, une viscose à degré de polymérisation élevé et à viscosité élevée et présentant, au surplus, d'excellentes propriétés de dissolution et de filageest obtenue.
L'agent à activité interfaciale précité réduit'-la tension superficielle de la viscose, ce qui facilite la filtration et la désaération de la viscose. En conséquence, la durée globale du xanthage au filage est raccourcie dans une mesure considérable. Ceci permet l'obtention d'une viscose jeune, c'est-à-dire n'ayant pas subi de vieillissement,et à valeur gamma élevée. Le bisulfure de carbone et l'agent à activité interfaciale peuvent être ajoutés de diverses manières. Ainsi, les deux agents peuvent être versés séparément dans 'le produit à xanther, ou bien ces deux agents peuvent être ajoutés, en agitant, après les avoir au préalable mélangés. Ou bien encore, l'addition peut se faire après émulsification complète.
Comme agent à activité interfaciale, on utilise surtout de l'huile monopol d'un sulfonate aliphatique, qui constitue un agent anioniquement actif. Toutefois, d'autres agents à activité interfaciale peuvent également être employés, sans sortir du cadre de l'invention, notamment des agents actifs non ioniques.
Le degré de polymérisation de la pulpe utilisée, en général, à l'heure actuelle pour des applications industrielles, pour la fabrication de rayonne, est compris entre 600 et 800, tandis que le degré de polymérisation de 1'alcali-cellulose obtenue à partir de cette pulpe est compris entre 500 et 700. Lors du xanthage de l'alcali-cellulose non viellie: ainsi obtenue, en particulier lorsqu'on utilise du bisulfure de carbone seul, on ne peut pas obtenir une viscose présentant une valeur gamma supérieure à 60 %, à moins que la réaction soit exécutée pendant plus de trois heures avec plus de- -40 % de bisulfure de carbone.
Conformément au procédé selon la présente invention, la durée de la réaction peut, toutefois, être réduite à moins de 1,5 heures, en utilisant la meme quantité de bisulfure de carbone, mais en utilisant simul- tanément 1 à 3 % ( par rapport à la cellulose) d'un agent à activité interfaciale Dans ce dernier cas, le degré de polymérisation de la cellulose régénérée est compris entre 400 et 600.
Par ailleurs, afin d'obtenir de la cellulose régénérée présentant un degré de polymérisation élevé, il faut naturellement que l'on fasse usage d'une matière cellulosique brute présentant un haut degré de polymérisation. Ainsi, si on utilise, comme matière première, une pulpe spéciale présentant un degré de polymérisation élevé de 1.000 à 1.200, l'alcali-cellulose à soumettre au traitement de xanthage présente un degré de .polymérisation allant de 800 à 1.000.
Dans le .cas où le xanthage s'opère avec du bisulfure de carbone seul, l'alcali cellulose requiert une concentration en bisulfure de carbone de plus de 60 %, une durée de réaction de plus de 5 heures et une période de dissolution de plus de 4 heures, afin d'obtenir une viscose présentant une valeur gamma supérieure à 70. Toutefois, lorsqu'on ajoute du bisulfure de carbone avec un agent à activité interfaciale à l'état d'Émulsion, une période de xanthage de moins de 2,5 heures, et une période de dissolution de moins de 2 heures sont largement suffisautes pour obtenir une excellente viscose présentant un degré élevé de polymérisation et une valeur gamma de plus de 70 %.
Au surplus, dans le procédé selon l'invention, le xanthate provenant du stade de xanthage doit présenter un rapport alcali-cellulose de moins de 0,6, étant donné qu'il y a lieu de maintenir la teneur en alcali aussi faible que possible, en raison de la nécessité de conserver un degré élevé de polymérisation et une structure de fibre aussi voisine que possible de la structure initiale et ce pendant tout le procédé.
En conséquence, dans certains cas, un peu d'eau pure est utilisée, de manière spécifique, pour dissoudre le xanthate. Une solution de viscose entièrement homogène a été obtenue aisément, à
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cause de Inaction efficace de l'agent à activité interfaciale ajouté de manière adéquate avec une grande quantité de bisulfure de carbone, pen- dant l'élaboration du xanthate.
Dans le procédé selon l'invention, la viscose ainsi produite est soumise directement au filage, sans avoir subi un mûrissage particu- lier et avec sa valeur gamma la plus élevée.
Etant donné que la viscose possède un degré de polymérisation plus élevée une structure cirstalline en proportion plus grande et un pourcentage plus élevé., de structure originelle conservée que la viscose obtenue par le procédé courante le filage peut être exécuté-dans un bain présentant une teneur particulièrement faible en acier! et en sel (pro- portion de sel aussi faible que possible) et présentant une température particulièrement faible également. Ainsi, on peut obtenir des filaments ou des films à résistance élevée.
Ainsi, le filage est, par exemple, exécuté avec un bain pré- sentant une concentration en acide sulfurique de moins de 30 gr/litre, une concentration en sel de Glover de moins de 50 gr/litre et une température de travail inférieure à 30 C.
Grâce à l'utilisation d'une aussi faible proportion d'acide et à Inapplication d'une aussi faible température de travail, une coagulation ou régénération graduelle et homogène est réalisée pendant le stade de régénération, ce qui permet de conférer une tension élevée à la fibre. En conséquence, la fibre régénérée possède un degré de polymérisation élevé et a subi un changement de structure dans une mesure moindre, en sorte qu'elle contient une plus grande quantité de matière cirstallisée et est hautement homogène.
Ainsi, la fibre régénérée produite a conservé des propriétés fortement analogues à celles de la cellulose originelle, tandis qu'elle présente une forte résistance notamment une résistance à secr de. à 5 gr/o et une resistance à l'etat humide ae 2,5 à 4,5 gr/d Le rapport de la résistance à Il'état*humide à la résistance à lestât sec est supérieur à 70 %.
Si 19on compare une fibre or- dinaire à une fibre obtenue en faisant usage, au cours de sa préparation, notamment pour le xanthage, d'agents à activité interfaciale, on constate que la concentration en acide sulfurique du bain de filage et la température de celui-ci peuvent être moindres que pour la fibre ordinaireen sorte que les filaments produits peuvent être plus fortement tendus ou étirés, tandis que leur tenacité est accrue*5 que leurs propriétés transversales, à savoir la propriété d'abscrption de tolérants et leur résistance, à la flexion, sont considérablement*améliorées.
De plus, bien que le bain de filage utilisé dans le procédés selon la présente invention présente une plus faible teneur en acide et en sel et soit à plus faible température que le bain de filage utilisé dans le procédé usuel, la coagulation est exécutée très rapidement, ce qui résulte des stades opératoires précédents, an cours desquels chaque produit correspondant a toujours été traité de manière à convenir au mieux au stade opératoire suivant.
Conformément à la présente invention, chaque stade opératoire individuel nest pas exécuté en tenant compte des exigences particulières de ce stade particulier mais est exécuté, de manière Compatibles en tenant compte du but visé à l'origine, à savoir le maintien d'un degré élevé de polymérisation et de la stracture initiale dans une mesure aussi grande que possible dans tout le procédé de manière à obtenir 1-'effet global voulu. Ainsi,\1 le procédé suivant l'invention donne des résultats particulièrement intéressants.
Un bref, conformément au procédé selon la présente invention, une fibre régénérée excellente, capable d'étre filée., de manière continue, dans le bain de filage (ou de régénération), spécialement en raison
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du genre particulier de xanthage ( consistant notamment à utiliser un agent à activée.' interfaciale, tel que l'huile monopol), peut être obtenue.Une telle fibre ne pourrait pas être obtenue par le procédé usuel, dans lequel on ne fait pas usage d'un agent à activité interfaciale.
De plus, la viscose et le produit fini résultant possèdent un degré de polymérisation plus élevé et conservent leur structure originelle aussi peu désintégrée que possible, en raison du xanthage rapide et uniforme que permet la présente invention,
EXEMPLE.
De la pulpe de bois, présentant un degré de polymérisation de 770, a été traitée dans une solution à 17,5 % de NaOH à20 C pendant 1,5 heures, puis comprimée jusqu'à 2,7 fois son poids originel. La masse comprimée a été ensuite déchiquetée, sans vieillissement, pendant une heure à 15 C et directement soumise ,au traitement de xanthage. L'alcali-cellulose contenait 32,7 % de cellulose-et 15,7 % de NaOH. 50 % (par rapport à la cellulose ) de CS2 et 2% ( par rapport à la cellulose d'huile monopol ( agissant à titre d'agent à activité interfaciale anionique) ont été mélangés à 1'alcali-cellulose déchiquetée et la réaction de xanthage s'est poursuivie pendant 1,5 heures.
Au début du xanthage, la température était de 15 C et à la fin de cette opération, elle était de 25 C. la. dissolution a été exécutée à 150 C pendant 1,5 heures.
La viscosité de la viscose obtenue atteignait 620 poiaes et sa valeur gamma était de 82 %
La viscose a été soumise, sans mûrissage, au filage dans un bain de filage contenant 15 gr/litre d'acide sulfurique et 15 gr/litre de sel de Glover, en,opérant à une vitesse de filage de 20 mètres par minate et à une température de 20 C, après quoi elle a été filtrée et déraérée.
La tension était telle que la partie du filament comprise entre deux godets avait une longueur égale à 3,5 fois sa longueur normale.En opérant de la manière décrite ci-dessus, -on a obtenu une fibre présentant un degré de polymérisation élevé (530), une résistance à l'état sec de 5,1 gr/d,une résistance à l'état humide de 4,2 gr/d et un rapport de la résistance à l'état humide à la résistance à l'état sec de 80 %.
REVENDICATIONS,,
1.- Procédé pour la fabrication d'un film ou d'une fibre artificielle à résistance élevée, à partir d'une viscose présentant un degré de polymérisation élevé et une viscosité élevée, caractérisé en ce que l'alcali-cellulose qui a- été obtenue à partir de pulpe ou de linter,par déchiquetage à basse température pendant un court intervalle de temps, sans qu'elle soit soumise à un vieillissement, est xanthée et dissoute, également en un court intervalle de temps, en étant simultanément additionnée de bisulfure de carbone et d'une petite quantité d'un agent à activité interfaciale, la .viscose ainsi obtenue, qui présente un degré élevé de polymérisation, une viscosité élevée, un degré élevé de xanthage et d'excellentes propriétés de filage, étant filée dans un bain,
de filage à faible teneur en acide et en sel ( ou sans sel) et à faible température, sans être soumise à un mûrissage
2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent à activité interfaciale est une huile monopol d'un sulfonate aliphatique.
3.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2,caractérisé en ce que la proportion employée d'agent à activité interfaciale est comprise entre 1 et 3 % environ par rapport à la cellulose.
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4.- Procédé suivant la -revendication 1, caractérisé en ce que le filage est exécuté à une température inférieure à 30 C dans' un bain de filage contenant moins de 30 gr/litre d'acide sulfurique et moins de 50 gr/litre de sel de Glover.
5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le xanthage est exécuté en deux phases., la réaction étant initialement freinée en limitant l'addition de bisulfure de carbone et d'agent à activité interfaciale et en maintenant la température opératoire basse.* ,après quoi la réaction est accélérée en élevant la température en sorte qu'un xanthage uniforme peut être réalisé.
6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport alcali-cellulose est établi à moins de 0,6 pour la dissolution du xanthate.
7.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise de l'eau pure, au lieu d'une solution alcaline, pour dissoudre le xanthate.
8,- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le xanthage est exécuté en ajoutant le bisulfure de carbe : et l'agent à activité interfaciale, sous ferme d'une émulsion parfaite de ces deux agents.
9.- Procédé d'obtention d'un film et d'une fibre artificielle à résistance élevée, à.partir d'une viscose à degré de polymérisation élevé et à viscosité élevée, en substance, tel que décrit plus haut.
10.- Film ou fibre artificielle à résistance élevée, obtenue par le procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes.