Procédé de fabrication de fibres textiles creuses et brillantes. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de fibres textiles creuses et brillantes par filature d'une solu tion de viscose.
Il a déjà été décrit au brevet no 94835 déposé le 8 mai 1920 au nom de La.zare Drut, un procédé de fabrication d'un corps mince et souple par filature d'une émulsion permanente composée de la matière dont le corps sera fait et d'un fluide compressible, ce dernier étant de l'air ou un gaz neutre.
De même les brevets no 100140 et 1.00141 au nom de Jules Rousset, déposés le 26 et respectivement le ?9 octobre 1921 por tent sur des procédés de fabrication de tex tiles artificiels creux selon lesquels on file une solution de cellulose dans laquelle on a fait dissoudre n'importe quelle substance susceptible de produire une émission ou dé- ganement de gaz dans les filaments, par ac tion chimique au thermique, au moment ou après la sortie des filaments de la filière de filature; ces fibres creuses peuvent être dé gazées ou avoir leurs parois affaissées de façon à ce que l'âme creuse de ces fibres ne soit pas continue.
Dans les procédés ci-dessus cités, la so lution de viscose qui a été soit émulsionnée avec un fluide compressible, soit additionnée d'une substance susceptible de produire une émission ou un dégagement de gaz, est une solution telle qu'habituellement employée pour la fabrication de fibres artificielles pleines. La solution modifiée est filée dans un bain de coagulation normal, par exemple dans un bain contenant de l'acide sulfurique et du sulfate de soude.
La solution de viscose normale contient habituellement de 6,8 à 7,8 ô de son poids de cellulose et elle possède une alcalinité dont le rapport à la cellulose est comme 6,5 est à 7,5. L'alcalinité totale d'une solution de viscose est déterminée par titrage à, l'hé- liantine, au moyen d'une solution titrée d'acide sulfurique et cette alcalinité est ex primée en grammes de NaOll pour 100 gr de solution, Dans les procédés qui ont été rappelés ci-dessus, la solution de viscose employée est une solution qui a été mûrie au degré normal, employé dans la fabrication de fi bres pleines.
Le degré de mûrissement d'une solution de viscose peut être indiqué par le point de sel; le point de sel d'une viscose étant la. va leur minimum de concentration exprimée en pour cent d'une solution de chlorure de so dium, nécessaire pour coaguler une goutte de cette viscose particulière, lorsque cette goutte est introduite dans la solution.
Le degré de mûrissement d'une solution de viscose peut également être indiqué par le temps, c'est-à-dire le nombre d'heures qui s'écoule entre l'introduction de la, viscose dans le mixer (malaxeur servant à dissoudre le xanthate clé cellulose dans une lessive de soude) et la filature de cette même viscose, dans le bain de coagulation, la température de la solution de viscose pendant la période de mûrissement étant connue.
Dans la fabrication de fibres de soie arti ficielle pleines, on emploie généralement une viscose dont le point de sel est environ de 3,5 ou une viscose qui a été mûrie en la maintenant à une température de<B>13'</B> C, pen dant 110 heures après l'introduction dans le mixer.
Les procédés qui ont été rappelés produi sent une fibre creuse qui souvent n'est pas brillante et qui possède un centre creux formé par des bulles très rapprochées les unes des autres se soudant parfois ensemble pour former de courtes sections de fibre ayant une formation tubulaire.
Si l'on exécute les procédés ci-dessus men tionnés avec une viscose qui n'a pas été mû rie au degré normal, tel qu'il a été indiqué ci-dessus, c'est-à-dire si on utilise une viscose fraîchement préparée ou une viscose n'ayant subi qu'un faible mûrissement, on produit une fibre artificielle creuse et brillante. Cette fibre peut être une fibre dégazée ou à. parois affaissées.
Un tel procédé est décrit au brevet no 108045 déposù 1P 19 janvier 1924, au nom de A1sa S. A. et consiste à exécuter les pro cédés Drut et Rousset avec une viscose dont le point de sel est plus grand que 7, c'est-à- dire avec une viscose qui est très peu mûrie.
Pour bien faire comprendre ce que l'on en tend par un point de sel plus grand que 7, on peut indiquer qu'une viscose ayant un point de sel plus grand que 7, est une vis cose qui, par exemple, a été maintenue à une température de 13 C, pendant une période de mûrissement dont le maximum est ap proximativement de 65 heures.
Le procédé, objet de la présente inven tion, est caractérisé en ce que l'on emploie une solution de viscose dont le rapport de l'alcalinité totale (telle qu'elle peut être dé terminée par titrage à l'héliantine avec une solution d'acide sulfurique et exprimée en grammes de Na OH pour 100 gr de solution) .
à la cellulose, est inférieur à 1/1,2, et en ce que l'on introduit dans cette solution avant le filage au moins un composé chimique tel que la solution de viscose contienne, après cette introduction, un carbonate alcalin, le quel dégage, lors du filage, qui a lieu dans un bain de coagulation acide contenant de l'acide sulfurique et du sulfate de soude, ce dernier en proportion de 50 à 360 gr par litre, de l'anhydride carbonique destiné à. rendre les fibres creuses sur au moins une partie de leur longueur.
On peut employer une solution de viscose dont le point (le sel est supérieur à. 7 et dont le rapport d'alcalinité totale à la cellulose est inférieur à. 6'i7,3, c'est-à-dire une viscose dans laquelle l'alcalinité totale est inférieure à 6, si la teneur de la viscose en cellulose est 7,3 %. Ceci s'applique à l'alcalinité totale déterminée avant toute addition destinée à produire l'âme creuse.
Pour obtenir une viscose ayant cette al calinité totale réduite, on peut employer di verses méthodes, par exemple: on prépare un alcali-cellulose ayant une proportion de sôude plus faible que l'alcali-cellulose normal, ou bien on dissout du xanthate de cellulose dans de l'eau ordinaire ou dans de l'eau con tenant moins de soude due celle ,généralement employée. Une viscose d'alcalinité réduite peut encore être obtenue en soumettant une viscose normale à la dialyse en vue d'enlever tout excès d'alcalinité.
Pour la mise en ouvre du procédé, on peut, par exemple, procéder comme suit: Avant l'opération de la filature, on dis sout du carbonate de soude dans la viscose, en quantité suffisante pour l'obtention de fibre creuse.
Ou bien la présence du carbonate de soude dans la viscose peut être obtenue en partie ou en totalité, en ajoutant de l'acide carboni que ou du bicarbonate à la solution alcaline du dérivé cellulosique; dans ce cas, l'addi tion d'acide carbonique ou de bicarbonate doit être suffisante pour réagir sur au moins 0,3 % de la soude caustique contenue dans cette solution.
La densité du bain de coagulation est dé terminée par les proportions d'acide sulfuri que et de sulfate de soude qui y sont dis soutes ainsi qu'éventuellement par les quan tités d'autres corps qui peuvent y être dis sous. On a reconnu, en réalisant pratique ment les procédés décrits dans les brevets Drut et Rousset, mentionnés ci-dessus, en employant une solution de viscose dont l'al calinité est inférieure à 6, par rapport à une teneur en cellulose de 7,3 que pour de la vis cose de différents rapports d'alcalinité (tous au-dessous de 6 pour 7,3 de cellulose), on peut obtenir des effets très brillants, si la densité du bain de coagulation à 45 C est comprise entre 1,09 et 1,4.
,Si la densité tombe au-dessous de la limite inférieure, le brillant disparaît étant donné les pointillés prononcés qui se forment sur les surfaces de la, fibre. Si la densité dépasse la limite su périeure, la fibre creuse contient des bulles, c'est-à-dire qu'elle comporte des cloisons transversales.
Le dessin annexé est un diagramme dont les ordonnées représentent les degrés de mû rissement de la viscose, mesurés en heures de mûrissement à 13 C, tandis que les abcisses représentent la composition des bains de coa gulation. Ce diagramme donne, à titre d'exemple, les limites dans lesquelles une so lution de viscose répondant aux conditions ci-dessus indiquées peut être filée en donnant des fibres creuses et brillantes.
La composi tion du bain est indiquée par trois échelles Echelle no 1: Densités du bain de coagu lation à 45 C; Echelle no 2: Proportions de sulfate de soude dans un bain contenant 145 gr d'acide sulfurique par litre; Echelle no 3: Proportions de sulfate de soude, dans un bain contenant 125 gr d'acide sulfurique par litre.
Pour une viscose ayant 4 % d'alcalinité exprimée en NaOH, et 7,3 % de cellulose à laquelle on a ajouté une proportion de car bonate de soude suffisante pour produire de la fibre creuse, et mûrie à 13 C, pendant une période appropriée, filée dans un bain contenant 145 gr d'acide sulfurique par litre, le meilleur brillant est obtenu si la propor tion de sulfate de soude est comprise entre les limites indiquées par les lignes A-A du diagramme annexé.
Pour une viscose telle que définie ci-des sus qui a été mûrie à 13 C, pendant une période donnée, par exemple 48 heures, on verra, par le diagramme, qu'on doit employer un bain de coagulation dont la densité est comprise entre 1200 et 1300, bain ayant une concentration en sulfate de soude comprise entre 175 et 310 gr par litre.
Si une solution de viscose semblable est filée dans un bain de coagulation contenant 125 gr d'acide sulfurique par litre, on ob tient le meilleur brillant lorsque la propor tion de sulfate de soude est comprise entre les courbes B-B du diagramme.
Pour des bains ayant une teneur d'acide sulfurique quelconque parmi celles employées usuellement, les limites appropriées de la concentration en sulfate de soude peuvent être déterminées par interpolation entre les courbes<I>A et B.</I>
Pour une viscose semblable à, celle à la quelle on s'est déjà référé, mais possédant une alcalinité dont le rapport à la teneur en cellulose est<B>6/7,3,</B> filée dans un bain ayant inif- teneur en acide sulfurique de 1.45 gr par litre, le meilleur brillant est obtenu si la pro- r ,ri.ion en sulfate de soude est comprise en- lr::
. les limites indiquées par les lignes Si le bain possède une teneur en acide sulfurique de<B>125</B> gr par litre, le meil- h-iir brillant est obtenu si la proportion en sulfate de soude est comprise entre les cour- Pour filer une viscose d'une alcalinité quelconque comprise entre 4 et 6 pour 7,:3 de cellulose dans un bain contenant 145 gr d'acide sulfurique par litre, les limites de la.
concentration en sulfate de soude peuvent être déterminées par interpolation, entre les courbes -l et A' et pour filer des viscose- semblables dans un bain contenant: 125 gr d'acide par litre, les limites de la concentra- tion en sulfate de soude peuvent être déter minées par interpolation entre les courbes <I>Pet B'.</I>
Les courbes sur le diagramme annexé, sont établies par rapport à des bains de eoa- #irlation maintenus à. 45 C pendant l'opéra tion de filature, mais- elles sont pratique ment applicables, pour des températures de bains comprises entre 37 et 50 C.
Les exemples qui précèdent sont applica bles à de la viscose qui a, été mûrie pendant: une période appropriée à 13 C, il est évident qu'ils sont applicables à de la viscose qui a. reçu un degré équivalent de mûrissement en modifiant la<B>,</B> température et le temps de inû- rissement et si, en fait, la, température est différente de 1.3 C, la période de temps ap plicable aux ordonnées du diagramme. doit varier en conséquence.
On peut ajouter au bain de coagulation, d'autres éléments qui ne détruiront pas l'ef fet brillant de la fibre et qui produiront des effets avantageux bien connus dans l'indus trie de la soie artificielle; parmi ces éléments, on peut citer le sulfate de zinc et le glueose.
En vue d'expliquer plus complètement le procédé, on donnera les exemples spécifiques suivants Exeiii ple <I>1:</I> On prépare une solution de viscose avant la composition suivante:
Cellulose 7,3 ca.linité totale 4 exprimée en NaOH <B>et</B> obtenue en inél;tn-@ëant du xantliate de cellu lose normal avec de l'ü < m; on ajoute du car- bonate de soude pour modifier l'alcalinité jusqu'à ce qu'elle corresponde à 7 ô;
on lais-,. mûrir la solution de viscos(- pendant 7 3 Heu res à 3.3 C, à. partir du commencement (le la phase de mixage, c'est-à-dire à partir du moment où le xanthatc <B>(le</B> cellulose pas:(: ;à l'état; de viscose. Cette viscose est filée dans un bain (le coagulation contenant, par litre, 145 -r d'acide et<B>228</B> gr du sulfate de soude.
On file de la fibre ù six denier.. Dia mètre des trous: 1@'1,#, de millimètre. Vitesse de filature: 45 mètres par minute. Trajet dans le bain: >cm. Température du b@iin: 45 C.
La fibre produite est creuse et bril- l_intc.
EMI0004.0078
<I>Ea'eiiaple <SEP> II:</I>
<tb> ()n <SEP> e-ri@ploi@# <SEP> la. <SEP> rnî-tuc- <SEP> solution <SEP> du <SEP> viscose
<tb> qu'à <SEP> l'exemple <SEP> préc('îlent <SEP> avec <SEP> tins. <SEP> addition
<tb> <B>de</B> <SEP> carbonate <SEP> et <SEP> on <SEP> lais.. <SEP> # <SEP> mûrir <SEP> pendant <SEP> <B>110</B>
<tb> heures <SEP> à. <SEP> 13 <SEP> <SEP> C, <SEP> compté. <SEP> îi <SEP> partir <SEP> du <SEP> com mencement <SEP> de <SEP> la, <SEP> phase <SEP> de <SEP> mixage.
<SEP> Cette <SEP> so lution <SEP> de <SEP> viscose <SEP> est <SEP> filée <SEP> dans <SEP> un <SEP> bain <SEP> de
<tb> coagulation <SEP> contenant, <SEP> par <SEP> litre, <SEP> 195 <SEP> gr
<tb> d'acide <SEP> et <SEP> 1(i <SEP> hr <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> -oncle.
<tb>
On <SEP> file <SEP> dr- <SEP> la <SEP> fibre <SEP> à. <SEP> six <SEP> deniers. <SEP> Dia mètre <SEP> des <SEP> trous <SEP> l'"", <SEP> <B>de</B> <SEP> niillirriétre. <SEP> Vitesse
<tb> de <SEP> h, <SEP> filature: <SEP> -l5 <SEP> mètres <SEP> par <SEP> minute. <SEP> Trajet
<tb> dans <SEP> le <SEP> bain: <SEP> 35 <SEP> cin. <SEP> Temp('@r,,9i:nre <SEP> du <SEP> bain:
<tb> ?-5 <SEP> <SEP> C'. <SEP> La <SEP> fibre <SEP> obtenue <SEP> est <SEP> creuse <SEP> et <SEP> bril lante.
<tb>
En <SEP> considérant <SEP> le <SEP> diagramme <SEP> annexé, <SEP> il
<tb> est <SEP> facile <SEP> de <SEP> déduire <SEP> les <SEP> tableaux <SEP> suivants.
<tb> incliqi.:,nt <SEP> le, <SEP> proportions <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> soude
<tb> à <SEP> emploi-er <SEP> selon <SEP> 1f, <SEP> de-ré <SEP> de <SEP> mûrissement: <SEP> de
<tb> la <SEP> viscose <SEP> et <SEP> l'acidité <SEP> du <SEP> bain <SEP> de <SEP> coagulation:
<tb> Pour <SEP> une <SEP> solution <SEP> de <SEP> viscose <SEP> avant <SEP> -1- <SEP> ,ô
<tb> d'alcalinité <SEP> totale <SEP> exprimée <SEP> en <SEP> \a074 <SEP> (avmnt
<tb> l'addition-du <SEP> composé <SEP> chimique) <SEP> et <SEP> contenant
<tb> 7,3 <SEP> ,6 <SEP> de <SEP> cellulose, <SEP> on <SEP> a.:
EMI0005.0001
Mûrissement <SEP> de <SEP> la <SEP> Bain <SEP> à <SEP> 125 <SEP> gr <SEP> Bain <SEP> à <SEP> 145 <SEP> gr
<tb> viscose <SEP> à <SEP> 13 <SEP> <SEP> C: <SEP> d'acide <SEP> par <SEP> litre: <SEP> d'acide <SEP> par <SEP> litre:
<tb> 24 <SEP> h. <SEP> <B>1</B>60 <SEP> à <SEP> 360 <SEP> gr <SEP> 215 <SEP> à <SEP> 360 <SEP> gr
<tb> 48 <SEP> h. <SEP> 80à <SEP> 260 <SEP> gr <SEP> 175 <SEP> à <SEP> 310 <SEP> gr
<tb> 72 <SEP> h. <SEP> 50 <SEP> à <SEP> 220 <SEP> gr <SEP> 160 <SEP> à. <SEP> 260 <SEP> gr Pour une 'solution de viscose ayant 6<B>%</B> d'a.lcalinité totale exprimée en NaOH (avant l'addition du composé chimique) et contenant 7,3 % de cellulose, on a:
EMI0005.0004
Mûrissement <SEP> de <SEP> la. <SEP> Bain <SEP> à <SEP> 125 <SEP> gr <SEP> Bain <SEP> à <SEP> 145 <SEP> gr
<tb> viscose <SEP> à <SEP> 13 <SEP> <SEP> C: <SEP> d'acide <SEP> par <SEP> litre: <SEP> d'aoide <SEP> par <SEP> litre:
<tb> 24 <SEP> h. <SEP> 180 <SEP> gr <SEP> à <SEP> 310 <SEP> gr
<tb> 48 <SEP> h. <SEP> 175 <SEP> gr <SEP> à <SEP> 280 <SEP> gr
<tb> . <SEP> 72 <SEP> h. <SEP> 175 <SEP> gr <SEP> à <SEP> 255 <SEP> gr Après coagulation, le produit est traité de la même manière que de la fibre arti ficielle pleine, c'est-à-dire qu'il est soumis à toutes les opérations auxquelles la. fibre arti ficielle pleine est soumise, en quittant les métiers de filature.
Le passage des fibres brillantes en fibres mate, en ce qui concerne la formation de pointillés ou la formation de compartiments ou bulles dans la fibre, est naturellement un passage graduel et non un changement brus que se produisant pour une concentration par ticulière du bain.
Il y a lieu de comprendre que le dia gramme annexé est approprié aux conditions particulières indiquées. Une modification dans l'une des conditions non discutées ci- dessus, par exemple dans la proportion de la cellulose dans la. viscose, peut nécessiter une modification dans le diagramme et des essais préliminaires indiqueront les altérations né cessaires.