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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A DES FILAMENTS EXTILES ET
TISSUS FORMES DE MATIERES CELLULOSIQUES,
La présente invention est relative à des filaments textiles, tissus et autres produits manufacturés, ou cohérents formés de ou contenant de la matière cellulosi- que, et plus particulièrement à des filaments, fils, fibres ou analogues produits artificiellement ou manii- facturés et à des structures feutrées cohérentes ou pro- duits tissés formés de ou contenant de la matière cellu- losique.
Il est bien connu que de la cellulose peut être estérifiée au moyen de chlorures d'acides en présence d' alcalis caustiques et on a proposé de rendre des tex- tiles et des matières textiles composés de ou comprenant de l'alcali et du coton mercerisé acide, de la cellulose à l'oxyde de cuivre ammoniacal et de la cellulose scan- thogénée, réfractaire à recevoir encore des colorants
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directs en soumettant de tels produits après alcalinisa- tion appropriée à l'action de chlorures et d'anhydrides d'acides carboxyliques aliphatiques et aromatiques et de chlorures d'acides sulfoniques aromatiques.
En outre, il a été proposé d'effectuer lesteri fication de tels matières avec des chlorures d'acides gras supérieurs en présence d'alcalis caustiques à un tel degré que le caractère essentiel des matières ne soit pas détruit, c'est-à-dire un tel degré que les propriétés mécaniques des filaments ou tissus traités ne soient pas ou soient peu endommagées.
En outre, il est connu d'effectuer l'estérifi- cation de cellulose avec production d'esters de cellulose solubles dans certains solvants organiques au moyen de chlorures d'acides gras supérieurs en présence de pyri- dine mais il est compréhensible que dans la production d'esters de cellulose solubles d'acides gras supérieurs les propriétés essentielles ou caractère de la matière initiale sont détruits.
L'objet de l'invention est d'une manière géné- rale de prévoir-un procédé perfectionné de traiter des filaments textiles, tissus ou autres structures manufac- turées et cohérentes formés de ou contenant de la matière cellulosique en vue de convertir la matière cellulosique contenue dans ou comprenant ces produits jusqu'à un cer- tain point désiré en esters de cellulose d'acides gras supérieurs.
L'invention consiste d'une manière générale dans le procédé de traitement de filaments textiles, tissus et autres structures manufacturées ou cohérentes qui comprend le traitement par l'action de chlorures d'acides gras su- périeurs et de pyridine sous des conditions dans lesquelles l'estérification de la matière cellulosique est effectuée à un point ou degré insuffisant pour détruire le caractère physique essentiel ou initial de la structure.
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Ainsi, lorsqu'un filament textile est traité conformément à l'invention, l'estérification n'est pas effectuée à un tel degré que le produit n'est plus apte à être tissé. Semblablement, quand un produit tissé est traité l'estérification est seulement effectuée à un tel point que le produit reste un produit tissé ayant un dé- utile gré/de résistance.
L'expression d'esters de oellulose d'acides gras supérieurs, comme utilisée dans le présent brevet, si- gnifie les esters de cellulose d'acides gras qui sous la forme de leurs glycérides constituent les constituants principaux d'huiles et de graisses et comme exemples de tels esters d'acides gras les esters de cellulose d'acide stéarique, d'acide palmitique, d'acide laurique et d'acide oléique qui ont un degré d'estérification relativement bas et généralement les esters de cellulose d'acides gras oontenant huit ou plus d'atomes de carbone peuvent être spécifiés.
Le degré d'estérification de la matière cellu- losique conformément à l'invention sera tel qu'il forme un produit qui est insoluble dans la majorité des sol- vants organiques ou dans les plus usuels
Comme le traitement de matière cellulosique sous la forme de tissu, de manière à assurer la conversion de toute la matière cellulosique ou une grande partie de celle-ci en esters de cellulose est sujet à affaiblir ou amollir ou même à détruire complètement la structure, 1' estérification, conformément à l'invention, est effectuée de telle manière qu'un degré relativement limité d'estéri- fication ou même une estérifioation superficielle ou par- tielle seulement est assurée et dans aucun cas, conformé- ment à l'invention, l'estérification n'est effectuée jus- qu'au point de détruire le caractère physique essentiel ou initial de la structure.
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Par l'estérifîcation de cette manière d'un pro- duit textile un produit est obtenu, qui sans que la résis- tance du tissu soit influencée à un degré indésirable, résiste à l'action de l'eau et dans certains cas n'est pas exposé à être mouillé par l'eau La résistance à l'action de l'eau produite par l'estérification a l'avantage que lorsque le produit est mouillé il n'est pas affaibli au point auquel le serait de la matière cellulosique non traitée similaire et, en outre, le produit peut être résistant à l'eau, tandis que si le tissage du produit initial ou sa densité est appropriée, la porosité du tissu peut être réduite à un tel degré qu'il ne sera pas pénétré par l'eau.
Le degré de porosité ou pénétrabilité à l'eau du produit ou tissu qui est obtenu conformément à l'invention dépend en partie du degré de son estérification superficielle de la structure du tissu, par exemple, suivant qu'il est lisse ou velu et de la pression de l'eau sur le produit.
Comme indiqué ci-dessus, des filaments, fils ou fibres formés de matière cellulosique naturelle ou arti ficille peuvent être produits ou traités suivant l'in- vention et dans le cas de filaments cellulosiques arti- fioiels ceux-ci peuvent être traités, comme ils viennent des appareils de production ou à un autre stage subséquent par des agents d'estérification. De même des filaments formés par des opérations de filage proprement dites, de tordage et traitements analogues auquels est soumise la matière cellulosique naturelle dans la production de fils et fibres peuvent être traités à tout autre stage approprié. de leur fabrication en vue d'assurer le degré désiré d' estérification avec la production d'esters de cellulose d'acides gras supérieurs.
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L'invention peut être décrite encore en ce qui concerne l'estérification de tissus.
Les facteurs importants dans l'opération d'esté- rification sont les suivants :
1) la qualité du tissu en ce qui concerne son mode de tissage, sa structure et la matière initiale ou analogue.
2) La durée du procédé d'estérificationo
3) La température à laquelle l'estérification est effectuée.
4) La concentration du bain d'estérification et jusqu'à un certain degré également le choix du diluant.
5) Les proportions de chlorure d'acide gras.
Généralement il peut être établi que le risque d'affaiblir la structure du tissu est d'autant plus grand que la température est plus élevée et la aurée du truite- ment plus longue. Quand du chlorure oleyl est utilis... dans le procédé d'estérification une température plus élevée paraît être nécessaire que lorsque du chlorure stéaryl est utilisé. Plus la concentration du chlorure d'acide gras supérieur est élevée 1 plus rapide l'estérifi- cation peut être effectuée.
L'invention pour son application pratique est basée sur un certain nombre d'observations et entre autres les suivantes : a) Dans le traitement de telles structures de l'espèce indiquée ci-dessus par les chlorures d'acides gras supé- rieurs en présence de pyridine ou par les composés com plexes tels chlorures d'acides et de pyridine, l'emploi d'un diluant autre que la pyridine elle-même est indési- rable car lorsqu'un diluant est utilisé il y a une ten- dance pour la résistance de la matière cellulosique d'être plus affectée d'une manière nuiable que lorsque l'opération est effeotuée en l'absence d'un diluant.
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b) Plus le mélange de pyridine et chlorure d'acide est concentré, plus l'estérification peut être effectuée rapi- dement.
c) Comme la température de réaction est aux environ de 90 c et comme à cette température une partie de chlorure d' acide se dissout dans environ 7,5 parties en poids de pyridine pour former une solution claire, il n'est géné- ralement pas désirable d'employer dans le procédé d'esté- rification le chlorure d'acide et la pyridine dans des proportions relatives en dehors de ces limites et en outre, des résultats moins satisfaisants sont obtenus quand on emploie plus de 15 parties de pyridine pour 1 partie de chlorure d'acide.
La réaction d'estérification essentielle comprend la séparation d'acide chlorhydrique et l'action défavora- ble que cet acide aurait sur le tissu est réduite par l' emploi de pyridine en excès considérable. Cependant, comme il est dit ci-après, il peut être désirable d'adopter d' autres mesures également en vue d'empêcher ou de réduire l'action nuisible d'acide chlorhydrique sur le tissu. d) La présence d'eau dans l'opération d'estérification affecte dangereusement le procédé et peut l'arrêter complé- tement et pour cette raison l'estérification doit être effectuée en l'absence substantielle d'eau, et à cet effet la matière estérifiée est de préférence préalablement sé- chée et, de préférence, de la pyridine anhydre est employée.
e) L'effet de résistance à l'eau est seulement assuré si un faible degré d'estérification de matière cellulosi- que est assuré . Des indications définies du degré d' estérification nécessaire pour assurer le degré maximum de propriétés de résistance à l'eau dans la matière traitée ne peuvent être données car en parties les propriétés de résistance à l'eau dépendent de la nature de la matière
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traitée, par exemple dans le cas d'un tissu l'état serré ou autres caractéristiques du tissage.
Généralement il peut être admis cependant, que l'effet désiré est assuré lorsqu'un, degré d'estérification correspondant à un accrois sement en poids de la matière qui est soumise à l'estérifi- oation (en supposant qu'elle est de la cellulose substan tiellement pure), est aux environs de 1 à 2% et qu'il est généralement indésirable d'assurer un degré d'estérifica tion représenté par un accroissement en poids calculé par rapport à la matière cellulosique initiale en excès de
10 %.
f) Généralement plus le degré d'estérification est élevé dans des limites, plus souple est le touoher du produit obtenu mais si le but est simplement d'améliorer le toucher ou maniement de la matière il apparaîtra que l'estérifica- tion à un degré représenté par un accroissement en poids du tissu de plus de 30 % est indésirable car l'estérifica- tion à un degré plus élevé rend la matière raide et rude et, en outre, un affaiblissement considérable de la struc- ture normale a lieu.
Pour des buts pratiques, à cet effet, on peut indiquer que les résultats les plus satisfaisants, généralement, sont obtenus par un degré d'estérification représenté par un accroissement en poids de la matière cellulosique à traiter s'élevant de 5 à 10 % En outre, il est à noter que plus le degré d'estérification est élevé plus grande est la quantité de chlorure d'acide requise et pour cette raison, plus coûteux est le procédé. g) Le degré désiré d'estérification qui est représenté par une augmentation de poids de la matière, en supposant qu'elle consiste seulement en cellulose, s'élève deb à 10% et est convenablement assuré lorsqu'on utilise 1 :
7.5 de mélange de chlorure d'acide et pyridine en proportion telle que pour chaque 100 parties de matière sèche 40 à 80 parties de chlorure d'acide stéarique sont utilisées.
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h) L'estérification peut être défavorablement influencée ou même complètement arrêtée si la matière traitée est chargée ou finie, par exemple, avec de l'huile, du savon, de l'amidon ou analogue et pour cette raison de tellesma-. tières chargées ou finies sont, de préférence, enlevées de la matière avant qu'elle ne soit traitée. i) Il apparait désirable que le chlorure d'acide utilisé soit, eu égard au coût du procédé, complètement utilisé dans l'estérification.
Sous d'autres conditions similaires l'estérification est plus étendue si le temps, entre des limites durant lequel le mélange à pyridine est admis à agir sur la matière, est plus long.
On a cependant trouvé, que si la période de réaction s'étend à plus d'une demi-heure l'estérification progresse seulement à une valeur négligeable et après une période de réaction d'une à deux heures le degré d'estéri fication n'augmente plus. La raison de ceci est que le mélange de pyridine, même s'il est chauffé seul, c'est-à- dire, en l'absence de cellulose, pendant deux heures à une température de 90 c devient inactif par le fait que des réactions secondaires ont lieu dans le mélange com- prenant la séparation d'acide chlorhydrique et d'oxyde de carbone du chlorure d'acide avec la formation d'hydrocar- bures.
Pour ces raisons il est nécessaire d'effectuer 1 estérification aussi rapidement que possible après que le chlorure d'acide et la pyridine ont été mélangés et de s assurer que la matière à traiter est portée en contact intime avec le réactif. k) L'addition au mélange de réaction de telle manière qu'ils y soient en suspension, de carbonates alcalins anhydres finement divisés, tels que du carbonate de so- dium ou de potassium, agit aussi, lorsque le mélange de réaction,autant que possible,maintenu exempt d'eau, pour
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empêcher la matière d'être défavorablement affectée par la réaction.
L'addition de tels carbonates rend inoffen- sif l'acide ohlorhydrique mis en liberté car ils sont transformés en sels neutres tandis que le chlorure de pyridine étant: un sel d'un acide fort et d'une base faible exerce un effet nuisible sur la matière particulièrement si elle reste en contact avec la matière pour une période prolongée.
1) L'estérification de la matière à traiter, particuliè- rement dans le cas de tissus en pièce, c'est-à-dire de tis- sus en forme de longues bandes ou longueurs, est avanta- geusement effectuée en montant la matière à traiter sur un arbre ou tambour duquel elle est dérouléeet entraînées, travers le liquide de réaction et ensuite roulée sur un second tambour et après que l'enroule lent de la matière sur un second tambour est achevé, elle est à nouveau re tirée de ce tambour et enroulé sur le premier tambour étant entraînée à travers le mélange de réaction, cette opéra- tin d'enroulement sur un tambour puis sur l'autre et retour étant continuée jusqu'à l'achèvement du procédé d' estérification.
Si le tissu est immergé dans le mélunge de réac- tion de telle manière qu'il forme une pluralité de couches qui restent immobiles il est impossible même par une cir- culation active de liquide d'assurer une estérification uniforme, la raison étant qu'entre les différentes couches de tissu le liquide qui s'épuise rapidement de constituants actifs et même avec une circulation rapide du liquide de réaction empêche ou retarde la réaction ou donne naissance à des inégalités dans le degré d'estérification.
Par exemple, aux parties telles du tissu où le liquide de réaction a un passage non contrarié, un plus grand degré d'estérification a lieu qu'aux places où le passage du liquide est réduit. - 9
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L'invention pour cette raison peut consister en outre dans le procédé de traitement de filaments textiles, tissus, et autres structures manufacturées cohérentes du genre indiqué dans lequel la matière cellulosique est partiellement transformée en esters de cellulose d'acides gras supérieurs comprenant une ou plusieurs des caracté- ristiques suivantes, notamment :
a) Effectuer l'estérification à l'aide de chlorures d acides gras supérieurs en présence de pyridine et en 1 absence d'un diluant autre que la pyridine elle même. b) L'emploi d'un mélange relativement fortement concen- tré de pyridine et de chlorure d'acide. c L'emploi d'un mélange de pyridine et de chlorure d' acide ne contenant pas plus de quinze parties du premier pour une partie du second et, normalement, entre 7.5 du premier pour une du second et 15 du premier pour une du second. d) Effectuer l'estérification pratiquement en l'absence d'eau, par exemple, en effectuant le procédé d'estérification dans un récipient en substance hermétiquement clos ou autre- ment dans des conditions adaptées pour éviter l'accès d'humi- dité au liquide de réaction et la matière d'être estérifiée.
e) Effectuer l'estérification à un degré tel qu'une augmen- tation de poids, calculée par rapport au poids de substance cellulosique sèche dans la matière, ne dépasse pas 10% et est, avantageusement, dans les limites de 1 à 2 % dans le but de donner des propriétés de résistance à l'eau à la matière f) Pour perfectionner le toucher ou la souplesse de la matière, on effectue l'estérification à un degré tel que 1 augmentation en poids calculée sur le poids de la substance
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cellulosique sèche dans la matière ne dépasse pas 30% et de préférence est aux environs de 5 à 10 % g)
Effectuer l'estérification en vue de produire un produit dont le constituant cellulosique est augmenté en poids à cause de l'estérification jusqu'à 5 à 10 5 par l'emploi pour chaque 100 parties de matière cellulo- sique sèche de 40 à 80 parties de chlorure d'acide stéa- rique ou l'équivalent d'un chlorure d'acide correspondant, sous la forme d'une solution du chlorure d'acide dans la pyridine en proportion d'une partie de chlorure d'acide pour 7,5 parties de pyridine. h) Soumettre la matière à être estérifiée au traitement par lequel l'apprêtage, le finissage ou analogue sont supprimés avant d'effectuer l'estérification.
i) Effectuer l'estérification pendant une période n' excédant pas une à deux heures, par exemple à une tempé- rature aux environs de 90 c k) Effectuer l'estérification à l'aide d'un chlorure diacide d'un acide gras supérieur et de pyridine en pré- sence d'un carbonate d'un métal alcalin finement divisé.
1) Effectuer l'estérification en maintenant la matière à être estérifiée en mouvement dans le liquide de réac- tion et dans le cas de marchandises en pièces ou matière en grandes longueurs en tirant la matière en une seule couche d'un rouleau ou bobine monté sur un axe ou cylin- dre à travers le liquide de réaction et l'enroulement sur un second axe ou cylindre duquel elle est déroulée et tirée à travers le liquide sur l'axe ou cylindre mentionné premièrement, l'opération étant continue pen- dant le procédé d'estérification.
En outre, la distance entre les axes des arbres ou cylindres est, de préférence, réduite à un minimum de sorte qu'il y aura à chaque instant un minimum de longueur de matière entre les cylindres.
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L'invention sera décrite plus avant en détail comme appliquée au traitement de tissus en grandes longueurs ou, en d'autres mots, marchandises en pièces, avec référen- ce aux dessins annexés illustrant une forme âppropiée d' appareil duquel :
Figure 1 est une vue en plan, et
Figure 2 est une section transversale.
Dans les dessins, 1 est un bassin enfermé dans une chambre dont la moitié inférieure 2 est pourvue d'une enveloppe d'eau 3.
Normalement, dans l'usage de l'appareil on fera en sorte que l'enveloppe d'eau contienne de l'eau bouil- lant en-dessous de la pression atmosphérique car ainsi il est assuré que la température dans la chambre n'excédera pas de beaucoup 90 C.
A la moitié inférieure de la chambre est attachée amovible la moitié supérieure 4, au moyen de boulons ou analogues passant à travers les bords 5 et 6.
Dans la moitié supérieure de la ohambre est prévue un trou d'homme 7 muni d'un couvercle 8 qui peut être pourvu d'une fenêtre en matière transparente pour faciliter l'inspection de la matière soumise au traitement;
9 et 10 sont des arbres montés respectivement dans les paliers 11-11 et 12-12. Sur ces arbres sont prévus des pignons 13 et 14 entraînant un pignon 15 monté sur l'ar- @ appropriés 17-17. Cet arbre est dis osé bre 16 qui est disposé dans des paliers/pour tourner dans l'une ou l'autre direction par le pignon conique 18 monté sur cet arbre et entraîné à cet effet par l'un ou l'autre des deux pignons coniques 19 et 20 montés sur l'arbre 21 qui tourne continuellement dans une direction au moyen d'une poulie 22.
Les pignons coniques montés sur l'arbre 21 tournent sur celui-ci et sont associés à une griffe 23 montée
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à. glissement sur une saillie sur l'arbre de sorte que l'un ou l'autre des pignons peut tourner par elle faisant tour- ner l'arbre 16 dans l'une ou l'autre direction en vue d' enrouler la matière, qui est indiquée par la référence 24, du tambour 25 monté sur l'un des arbres sur le tambour 26 monté sur l'autre arbre et de celui-ci sur celui-là pour appliquer le procédé.
Avec la chambre et le récipient de réaction il est entendu que des moyens peuvent être associés pour contrôler l'admission du liquide de réaction et des liqui- des de lavage pendant le procédé de traitement de la ma tière sans nécessiter l'ouverture de la chambre.
En utilisant cet appareil, le tissu qui a été, soit séché dans une chambre de séchage séparée ou dans le récipient de réaction qui est chauffé mais ne contient pas de mélange de réaction, séché en présence d'air ohaud sec, le séchage étant accéléré autant que possi- ble quand le séchage est effectué dans la chambre de réaction en enroulant le tissu à nouveau d'un cylindre sur l'autre.
Après que le tissu est séché et enroulé sur l'un des cylindres, une proportion de carbonate anhydre d'un métal alcalin finement divisé en proportion d'environ 20% en poids de la matière à traiter est introduite dans le réoipient de réaction et de la pyridine est ensuite introduite, le tissu étant durant toute cette opération enroulé d'un cylindre sur l'autre et devenant imprégné ou trempé de pyridine, de la chaleur étant en même temps suppléée au récipient de réaction.
Dès que la pyridine a atteint la température de 85 à 90 le chlorure d'acide stéarique est introduit, la vitesse d'alimentation étant contrôlée de telle façon que le chlorure d'acide stéarique introduit en substance
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uniformément est appliqué sur le tissu qui est enroulé de l'un des cylindres sur l'autre et dans la direction inverse.
Après vingt-cinq à trente minutes le liquide de réaction est retiré de la chambre, par exemple au moyen d'une pompe ou analogue et une quantité de 2 à 3% de solution sodique est introduite . Cette solution so- dique saponifie le chlorure d'acide stéarique présent et forme un savon alcalin et le tissu est traversé plu- sieurs fois à travers la solution de savon, après quoi la solution de savon est enlevée et la matière est lavée avec de l'eau chaude.
Pour une purification plus avancée du tissu de l'eau seule ne peut être employée car elle ne pénétrera pas le tissu estérifié de sorte que le lavage peut être achevé avec une solution de savon à 1% et finalement en étant soumis à une opération de lavage avec de l'alcool ou analogue ou avec de la benzine ou de l'essence.
La disposition représentée aux dessins a l'a- vantage que par suite de l'emploi de tambours de grand diamètre la surface extérieure du tambour sera trempée dans le liquide de réaction et par ce moyen une imprégna- tion complète du tissu et le mélange des contenus du récipient seront assurés et, d'autre part, les paliers . 'et boites à bourrage dans lesquels les coussinets des cylindres sont montés ne viendront pas en contact avec le liquide de réaction, évitant ainsi que ces par- ties, si elles sont formées de certains métaux, ne soient corrodées.
Le liquide réaction, corrode des métaux non no- bles et pour cette raison le récipient et les tambours seront émaillés.
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Des premiers liquidas de lavage, la pyridine peut être récupérée et si des considérations de prix le justifie, l'acide stéarique y contenu peut aussi être récupère et de cette manière le coût du procédé peut être considérablement réduit.
Comme un avantage particulier de la disposition il faut mentionner que le dispositif d'enroulement rend possible l'enroulement arrière et avant du tissu sans le soumettre à des tensins de traction, ce qui dans le cas de plusieurs tissus par exemple du tricotest d'im- portance considérable car de tels tissus ne doivent pas être étirés.
En vue d'éviter, dans l'opération d'enroule- ment, le glissement hors des tambours ou cylindres, les deux peuvent être montés de telle sorte qu'ils soient capables de mouvement axial indépendamment l'un de 1 autre ; par exemple avec un appareil dans lequel les tambours ou rouleaux sont dimensionnés de façon à être adaptés pour l'usage avec des tissus de 127 centimètres en largeur, les tambours peuvent être disposés pour se mouvoir indépendamment dans la direction axiale sur une distance de 100 millimètres.
Les particularités supplémentaires suivantes sont données à titre d'exemple en vue d'illustrer une méthode appropriée de réalisation de l'invention :
100 mètres de soie artificielle d'une largeur de 127 centimètres et ayant un poids sec de 10 kgs sot enroulés sur un cylindre d'enroulement uniformément et précisément et préliminairement séché. Ce tambour d'enroulement est disposé dans des paliers appropriés au-dessus de la cham bre ouverte de l'appareil décrit ci-dessus, la chambre étant chauffée et le tissu enroulé de ce cylindre sur 1 un des tambours dans le récipient, l'extrémité libre
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étant fixée au second tambour. La chambre est alors fer- mée et de l'air chauffé à 85 à 90 C par exemple est aspiré à travers elle, tandis que les tambours sont mis en mou- vement.
Pendant trente minutes le tissu est enroulé de l'un à l'autre tambour dix fois et est inspecté occasion- nellement en regardant par la fenêtre prévue à la moitié supérieure de la chambre, une lumière étant projetée par cette fenêtre, de telles s observations étant effectuées pour s'assurer si l'enroulement est effectué convenablement.
Le courant d'air est alors interrompu et 36 litres de pyrridine anhydre, dans lesquels un kg. de carbonate de sodium en poudre finement divisée est sus- pendu sont introduits. Dès que la pyridine atteint une température de 85 C, 3,5 kg. de chlorure de stéaryl sont introduits à travers un second tuyau d'entrée à une vitesse telle que l'addition est effectuée dans approximativement le temps requis pour un enroulement complet du tissu de l'un à l'autre tambour, c'est-à-dire, environ trois minutes.
La réaction est ensuite continuée pendant trente minutes en tout et alors le mélange à pyridine est éooulé dans un réservoir après quoi 30 litres de benzène sont introduits et la matière le traverse deux fois, le ben- zène étant retiré et d'autres 30 litres de benzène intro- duits, l'opération d'enroulement et de réenroulement étant continuée. Le mélange à pyridine et les deux extraits du benzène sont traités en vue de récupérer la pyridine y contenue.
Par le mouvement du tissu et des tambours dans le liquide de réaction, un mélange particulièrement satis- faisant de liquide est assuré. Comme indiqué ci-dessus, le tissu doit être parfaitement lavé, par exemple avec du benzène ou analogue et avant que la chambre ne soit ouverte de l'air chaud est soufflé à travers elle en vue d'expulser
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les vapeurs des solvants.
Si après que la réaction est achevée une solu- tion aqueuse de soude ou similaire est employée pour le lavage, les liquides de lavage, comme décrit ci-dessus, peuvent être traités pour la récupération de la pyridine.
Des tambours en porcelaine émaillés d'un dia- mètre relativement grand sont employés dans l'appareil dé- crit ci-dessus car de cette façon il est possible d'assurer d'une part, que le tissu devienne suffisamment immergé dans le liquide de réaction et, d'autre part, que les arbres des tambours soient maintenus à une hauteur conve- nable au-dessus du niveau du liquide de réaction de sorte que le problème de la protection des paliers de l'action du liquide de réaction est résolu.
Les paliers pour les arbres des cylindres seont pourvus de boîtes à bourrage pour aider à empêcher l'accès du mélange de réaction aux coussinets et aux paliers et ils peuvent être refroidis par de l'eau de sorte que toute petite portion de vapeur de pyridine qui entre dans les paliers sera condensée et les paliers peuvent être pour- vus de moyens adaptés pour éviter même à la plus petite portion de pyridine d'échapper dans l'air.
Pour fixer en position sur les tambours les extrémités du tissu ils peuvent être piqués sur des ti- ges en verre ou des tiges formées d'autre matière résis- tant à l'action du mélange de réaction, les tambours étant munis de moyens pour relier d'une façon amovible les extrémités des tiges.
Les particularités supplémentaires suivantes sont données à titre d'exemple, d'une méthode de production qui peut être suivie :
500 c.c de pyridine sont dissous dans 3000 Coco de chlorobenzène et au mélange on ajoute 400 grs de chlorure
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de stéaryl. Dans ce mélange est introduit un tissu de coton, par exemple celui connu comme ruban qui est le type de batiste utilisée dans la production de rubans pour machine à écrire, en proportion telle que tout le tissu est complètement couvert par le liquide. Le mélange de réaction contenant le tissu est alors chauffé à une température d'environ 100 0 pendant une période d'une demi-heure. Le tissu est alors lavé avec du benzène ou analogue jusqu'à ce que toute la matière soluble soit enlevée et le tissu est séché.
Il est entendu que, tandis que le traitement ci- dessus a été trouvé applicable à un échantillon particulier de tissu il est désirable avec tout tissu donné d'exécuter des essais préliminaires pour déterminer la température et autres conditions nécessaires pour obtenir le degré désiré d'estérification, l'objet étant généralement de soumettre le tissu au traitement le plus doux possible pour effectuer le degré désiré d'estérification.
Généralement il sera désirable, pour des buts pratiques, d'effectuer l'estérification avec du chlorure de stéaryl plutôt que du chlorure d'oléyl à cause, par exemple, de l'uniformité de l'acide stéarique commercia- lement disponible comparé à l'acide oléique du commerce et de la plus grande facilité avec laquelle l'estérification est effectuée quand on emploie le chlorure de stéaryl et la couleur plus claire des esters de l'acide stéarique obtenus.
En traitant des tissus par ce qui peut être dé- crit comme la méthode à la pyridine en vue d'effectuer 1 estérification on a trouvé dans certaines circonstances qu'un affaiblissement ou amollissement considérable du tissu ou une complète destruction de celui-ci peut avoir lieu même si aucune estérification est effectuée.
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La tendance à un tel affaiblissement ou destruc- tion n'est pas à attribuer seul ou peut être pas du tout à la nature de la matière cellulosique traitée comme on peut le voir du fait que tandis que le tissu de coton de l'espèce ruban pour machine à écrire est plus difficile- ment estérifié que de la soie artificielle obtanue par le procédé au cuivre il est aussi sujet à être détruit ou affaibli nuisiblement que celui-ci sous les mêmes conditions de travail ou similaires.
D'autre part, un tissu en soie artificielle peut, si le procédé d'estérification peut être convena- blement contrôlé, être si fortement estérifié qu'une augmentation de poids sec s'élevant à 25% peut être ob- tenue sans qu'aucun affaiblissement du tissu soit obser- vable.
Les résultats d'expérience obtenus semblent mon- trer que plus la concentration est élevée pour le chlorure d'acide, plus rapide est l'estérification. Pour une dilu- tion de 100 parties de chlorure d'acide pour 5.000 parties de xylol, c'est-à-dire un septième de la concentration donnée dans l'exemple ci-dessus, pratiquement aucune estérification n'eut lieu après chauffage pendant une période de huit heures et cependant un affaiblissement considérable du tissu eut lieu. Au contraire, des ré- sultats particulièrement bons étaient obtenus quand le tissu était d'abord traité avec la pyridine et ensuite avec du chlorure de stéaryl.
Un autre essai fut fait utilisant les réactifs dans l'ordre inverse ; les deux cas après quinze minu tes à 100 C l'estérifioation désirée était obtenue.
D'autre part, en mélangeant des proportions équi- valentes de chlorure de stéaryl et de pyridine en vue de produite le composé complexe sans un diluant et de traiter
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ensuite le tissu avec la masse pâteuse résultante l'esté- rification se faisait plus lentement, ce qui est peut être à expliquer par le fait que dans les deux premiers cas le composé complexe est produit comme un précipité à l'inté- rieur des fibres.
Pour autant qu'ils ne contiennent pas de matières qui sont nuisiblement affectées par le traitement pour obtenir l'estérification de leur contenu de matière cellu- losique, des tissus mixtes, fils et analogues, c'est-à- dire des tissus et fils qui contiennent des fibres autres qu'une matière cellulosique peuvent être traités suivant l'invention.
Revendications et Résumé.
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1. Procédé de traitement de filaments textiles, tissus et autres structures manufacturées ou cohérentes, dans lequel on soumet ceux-ci à l'action de chlorures d'acides gras en association avec de la pyridine dans des conditions suivant lesquelles l'estérification de la matière cellu- losique est effectuée à un point ou degré insuffisant pour détruire le caractère physique essentiel ou initial de la structure.
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IMPROVEMENTS RELATING TO EXTILE FILAMENTS AND
FABRICS SHAPED FROM CELLULOSIC MATERIALS,
The present invention relates to textile filaments, fabrics and other manufactured or coherent products formed from or containing cellulosic material, and more particularly to artificially produced or manipulated filaments, threads, fibers or the like and to materials. coherent felted structures or woven products formed from or containing cellulosic material.
It is well known that cellulose can be esterified by means of acid chlorides in the presence of caustic alkalis and it has been proposed to make textiles and textile materials composed of or comprising alkali and mercerized cotton. acid, cellulose with ammoniacal copper oxide and scythogenated cellulose, refractory to still receive dyes
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direct by subjecting such products after appropriate alkalinization to the action of chlorides and anhydrides of aliphatic and aromatic carboxylic acids and of chlorides of aromatic sulphonic acids.
Further, it has been proposed to carry out the esterification of such materials with chlorides of higher fatty acids in the presence of caustic alkalis to such an extent that the essential character of the materials is not destroyed, i.e. say such a degree that the mechanical properties of the treated filaments or fabrics are not or are little damaged.
Furthermore, it is known to carry out the esterification of cellulose with the production of cellulose esters soluble in certain organic solvents by means of chlorides of higher fatty acids in the presence of pyridine, but it is understandable that in the production of soluble cellulose esters of higher fatty acids the essential properties or character of the starting material are destroyed.
The object of the invention is generally to provide an improved method of treating textile filaments, fabrics or other manufactured and cohesive structures formed from or containing cellulosic material to convert the material. cellulose contained in or comprising these products to some extent desired into cellulose esters of higher fatty acids.
The invention generally consists of the method of treating textile filaments, fabrics and other manufactured or cohesive structures which comprises the treatment by the action of chlorides of upper fatty acids and of pyridine under conditions in which esterification of the cellulosic material is carried out to a point or degree insufficient to destroy the essential or initial physical character of the structure.
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Thus, when a textile filament is treated in accordance with the invention, the esterification is not carried out to such a degree that the product is no longer suitable for being woven. Likewise, when a woven product is processed the esterification is only carried out to such an extent that the product remains a woven product having a usefulness / strength.
The term cellulose esters of higher fatty acids, as used in the present patent, means cellulose esters of fatty acids which in the form of their glycerides constitute the main constituents of oils and fats and as examples of such fatty acid esters are cellulose esters of stearic acid, palmitic acid, lauric acid and oleic acid which have a relatively low degree of esterification and generally cellulose esters of acids bold ocontaining eight or more carbon atoms may be specified.
The degree of esterification of the cellulosic material according to the invention will be such as to form a product which is insoluble in the majority of organic solvents or in the most common ones.
As the treatment of cellulosic material in the form of tissue, so as to ensure the conversion of all or a large part of the cellulosic material to cellulose esters is subject to weaken or soften or even completely destroy the structure, 1 The esterification according to the invention is carried out in such a way that a relatively limited degree of esterification or even only superficial or partial esterification is ensured and in no case according to the invention. esterification is only carried out to the point of destroying the essential or initial physical character of the structure.
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By esterifying a textile product in this way a product is obtained which, without the resistance of the fabric being influenced to an undesirable degree, resists the action of water and in some cases is not. is not exposed to being wetted by water Resistance to the action of water produced by esterification has the advantage that when the product is wetted it is not weakened to the point at which cellulosic material would be similar untreated and, moreover, the product can be water resistant, while if the weave of the initial product or its density is suitable, the porosity of the fabric can be reduced to such a degree that it will not be penetrated by water.
The degree of porosity or water penetrability of the product or fabric which is obtained according to the invention depends in part on the degree of its superficial esterification of the structure of the fabric, for example, depending on whether it is smooth or hairy and from the water pressure on the product.
As indicated above, filaments, yarns or fibers formed from natural or artificial cellulosic material can be produced or processed according to the invention and in the case of artificial cellulosic filaments these can be treated as they are. come from production apparatuses or at some subsequent stage by esterifying agents. Likewise, filaments formed by actual spinning operations, twisting and similar treatments to which the natural cellulosic material is subjected in the production of yarns and fibers can be treated at any other appropriate stage. of their manufacture to ensure the desired degree of esterification with the production of cellulose esters of higher fatty acids.
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The invention can be further described with regard to the esterification of tissues.
The important factors in the esterification process are as follows:
1) the quality of the fabric with regard to its weaving method, structure and starting material or the like.
2) The duration of the esterification process
3) The temperature at which the esterification is carried out.
4) The concentration of the esterification bath and to a certain extent also the choice of diluent.
5) The proportions of fatty acid chloride.
Generally it can be established that the risk of weakening the structure of the tissue is all the greater the higher the temperature and the longer the halo of the trout. When oleyl chloride is used in the esterification process a higher temperature appears to be necessary than when stearyl chloride is used. The higher the concentration of the higher fatty acid chloride the faster the esterification can be carried out.
The invention for its practical application is based on a number of observations and among others the following: a) In the treatment of such structures of the species indicated above with the chlorides of higher fatty acids present. of pyridine or by complex compounds such as acid chlorides and pyridine, the use of a diluent other than pyridine itself is undesirable because when a diluent is used there is a tendency to the resistance of the cellulosic material to be more adversely affected than when the operation is carried out in the absence of a diluent.
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b) The more concentrated the mixture of pyridine and acid chloride, the faster the esterification can be carried out.
c) As the reaction temperature is about 90 ° C and at this temperature one part of the acid chloride dissolves in about 7.5 parts by weight of pyridine to form a clear solution, it is usually not It is not desirable to employ in the esterification process the acid chloride and pyridine in relative proportions outside these limits, and furthermore less satisfactory results are obtained when more than 15 parts of pyridine are used for 1 part of acid chloride.
The essential esterification reaction involves the separation of hydrochloric acid and the adverse effect which this acid would have on the tissue is reduced by the use of pyridine in considerable excess. However, as will be said hereinafter, it may be desirable to adopt other measures also in order to prevent or reduce the detrimental action of hydrochloric acid on the tissue. d) The presence of water in the esterification operation dangerously affects the process and can stop it completely and for this reason the esterification must be carried out in the substantial absence of water, and for this purpose the The esterified material is preferably pre-dried and preferably anhydrous pyridine is employed.
e) The water resistance effect is only ensured if a low degree of esterification of cellulosic material is ensured. Defined indications of the degree of esterification necessary to ensure the maximum degree of water resistance properties in the material treated cannot be given because in part the water resistance properties depend on the nature of the material.
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treated, for example in the case of a fabric tight condition or other characteristics of the weaving.
Generally it can be assumed, however, that the desired effect is obtained when a degree of esterification corresponding to an increase in weight of the material which is subjected to esterification (assuming it is of substantially pure cellulose), is in the range of 1 to 2% and it is generally undesirable to provide a degree of esterification represented by an increase in weight calculated over the initial cellulosic material in excess of
10%.
f) Generally the higher the degree of esterification within limits, the more flexible the feel of the product obtained, but if the aim is simply to improve the feel or handling of the material it will appear that the esterification to a degree represented by an increase in fabric weight of more than 30% is undesirable because esterification to a higher degree makes the material stiff and rough and, in addition, considerable weakening of the normal structure takes place.
For practical purposes, for this purpose, it may be stated that the most satisfactory results, generally, are obtained by a degree of esterification represented by an increase in weight of the cellulosic material to be treated amounting to 5 to 10%. Furthermore, it should be noted that the higher the degree of esterification the greater the amount of acid chloride required and for this reason the more expensive the process. g) The desired degree of esterification which is represented by an increase in the weight of the material, assuming it to consist only of cellulose, is 10% db and is suitably assured when using 1:
7.5 of a mixture of acid chloride and pyridine in a proportion such that for each 100 parts of dry matter 40 to 80 parts of stearic acid chloride are used.
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h) The esterification can be adversely influenced or even completely stopped if the treated material is loaded or finished, for example, with oil, soap, starch or the like and for this reason suchma-. Preferably loaded or finished material is removed from the material before it is processed. i) It appears desirable that the acid chloride used should, in view of the cost of the process, be completely utilized in the esterification.
Under other similar conditions the esterification is more extensive if the time, between limits during which the pyridine mixture is allowed to act on the material, is longer.
It has been found, however, that if the reaction period extends to more than half an hour the esterification progresses only to a negligible value and after a reaction period of one to two hours the degree of esterification n 'increases more. The reason for this is that the pyridine mixture, even if it is heated alone, i.e., in the absence of cellulose, for two hours at a temperature of 90 ° C becomes inactive due to the fact that Side reactions take place in the mixture comprising the separation of hydrochloric acid and carbon monoxide from the acid chloride with the formation of hydrocarbons.
For these reasons it is necessary to carry out the esterification as quickly as possible after the acid chloride and pyridine have been mixed and to ensure that the material to be treated is brought into intimate contact with the reagent. k) The addition to the reaction mixture in such a way that they are in suspension therein, of finely divided anhydrous alkali carbonates, such as sodium or potassium carbonate, also acts, when the reaction mixture, as much as possible, kept free of water, for
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prevent the material from being adversely affected by the reaction.
The addition of such carbonates renders the released hydrochloric acid harmless because they are converted into neutral salts while pyridine chloride being: a salt of a strong acid and a weak base exerts a deleterious effect on the material especially if it remains in contact with the material for an extended period.
1) The esterification of the material to be treated, particularly in the case of piece fabrics, that is to say of fabrics in the form of long strips or lengths, is advantageously carried out by mounting the material to be processed on a shaft or drum from which it is unwound and driven, through the reaction liquid and then rolled on a second drum and after the slow winding of the material on a second drum is completed, it is again drawn from this drum and wound onto the first drum being carried through the reaction mixture, this winding operation on one drum then the other and back being continued until the completion of the esterification process.
If the tissue is immersed in the reaction mixture in such a way that it forms a plurality of layers which remain stationary it is impossible even by active circulation of liquid to ensure uniform esterification, the reason being that between the different fabric layers the liquid which is rapidly depleted of active constituents and even with rapid circulation of the reaction liquid prevents or delays the reaction or gives rise to inequalities in the degree of esterification.
For example, at such parts of tissue where the reaction liquid has an unhindered passage, a greater degree of esterification takes place than at places where the liquid passage is reduced. - 9
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The invention for this reason may further consist of the method of treating textile filaments, fabrics, and other coherent manufactured structures of the kind indicated in which the cellulosic material is partially transformed into cellulose esters of higher fatty acids comprising one or more. the following characteristics, in particular:
a) Carry out the esterification using chlorides of higher fatty acids in the presence of pyridine and in the absence of a diluent other than the pyridine itself. b) The use of a relatively high concentration mixture of pyridine and acid chloride. c The use of a mixture of pyridine and acid chloride containing not more than fifteen parts of the first for one part of the second and, normally, between 7.5 of the first for one of the second and 15 of the first for one of the second . d) Carry out the esterification practically in the absence of water, for example, by carrying out the esterification process in a substantially hermetically sealed container or otherwise under suitable conditions to prevent access of moisture. to the reaction liquid and the material to be esterified.
e) Carry out the esterification to such an extent that an increase in weight, calculated on the basis of the weight of dry cellulosic substance in the material, does not exceed 10% and is preferably within the limits of 1 to 2% in order to impart water resistance properties to the material f) To improve the feel or flexibility of the material, esterification is carried out to a degree such that 1 increase in weight calculated on the weight of the substance
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dry cellulose in the material does not exceed 30% and preferably is around 5-10% g)
Carry out esterification in order to produce a product in which the cellulosic component is increased in weight due to esterification up to 5 to 10 5 per use for every 100 parts of dry cellulosic material of 40 to 80 parts of stearic acid chloride or the equivalent of a corresponding acid chloride, in the form of a solution of the acid chloride in pyridine in the proportion of one part acid chloride to 7, 5 parts of pyridine. h) Subjecting the material to be esterified to the treatment by which sizing, finishing or the like is removed before carrying out the esterification.
i) Carry out the esterification for a period not exceeding one to two hours, for example at a temperature around 90 ck) Carry out the esterification using a diacid chloride of a higher fatty acid and pyridine in the presence of a finely divided alkali metal carbonate.
1) Carry out the esterification by keeping the material to be esterified in motion in the reaction liquid and in the case of goods in pieces or material in long lengths by pulling the material in a single layer from a mounted roll or coil on an axis or cylinder through the reaction liquid and the winding on a second axis or cylinder from which it is unwound and drawn through the liquid on the axis or cylinder mentioned first, the operation being continuous during the esterification process.
Further, the distance between the axes of the shafts or cylinders is preferably reduced to a minimum so that there will at all times be a minimum length of material between the cylinders.
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The invention will be further described in detail as applied to the treatment of long length fabrics or, in other words, piece goods, with reference to the accompanying drawings illustrating a suitable form of apparatus of which:
Figure 1 is a plan view, and
Figure 2 is a cross section.
In the drawings, 1 is a basin enclosed in a chamber, the lower half of which 2 is provided with a water envelope 3.
Normally, when using the apparatus, it will be ensured that the water envelope contains water boiling below atmospheric pressure, as this ensures that the temperature in the chamber will not exceed. not by much 90 C.
To the lower half of the chamber is detachably attached the upper half 4, by means of bolts or the like passing through the edges 5 and 6.
In the upper half of the chamber there is provided a manhole 7 provided with a cover 8 which can be provided with a window of transparent material to facilitate the inspection of the material subjected to the treatment;
9 and 10 are shafts mounted respectively in bearings 11-11 and 12-12. On these shafts are provided pinions 13 and 14 driving a pinion 15 mounted on the appropriate ar- @ 17-17. This shaft is dis ose bre 16 which is arranged in bearings / to rotate in one or the other direction by the bevel gear 18 mounted on this shaft and driven for this purpose by one or the other of the two gears Conicals 19 and 20 mounted on the shaft 21 which continuously rotates in one direction by means of a pulley 22.
The bevel gears mounted on the shaft 21 rotate on the latter and are associated with a claw 23 mounted
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at. sliding on a protrusion on the shaft so that one or the other of the pinions can rotate by it causing the shaft 16 to rotate in either direction in order to wind up the material, which is indicated by the numeral 24, from the drum 25 mounted on one of the shafts to the drum 26 mounted on the other shaft and the latter on the one to carry out the method.
With the chamber and the reaction vessel it is understood that means may be associated to control the admission of reaction liquid and wash liquids during the material treatment process without requiring the opening of the chamber. .
Using this apparatus, the fabric which has been either dried in a separate drying chamber or in the reaction vessel which is heated but does not contain a reaction mixture, dried in the presence of dry hot air, the drying being accelerated. as much as possible when drying is performed in the reaction chamber by rewinding the fabric from one cylinder to the other.
After the fabric is dried and wound up on one of the rollers, a proportion of anhydrous carbonate of an alkali metal finely divided in the proportion of about 20% by weight of the material to be treated is introduced into the reaction vessel and the pyridine is then introduced, the fabric being throughout this operation rolled up from one cylinder to the other and becoming impregnated or soaked with pyridine, heat being at the same time supplemented in the reaction vessel.
As soon as the pyridine has reached the temperature of 85 to 90, the stearic acid chloride is introduced, the feed rate being controlled so that the stearic acid chloride is introduced in substance.
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evenly is applied to the fabric which is wound from one of the cylinders to the other and in the reverse direction.
After twenty-five to thirty minutes the reaction liquid is withdrawn from the chamber, for example by means of a pump or the like, and an amount of 2 to 3% sodium solution is introduced. This sodium solution saponifies the stearic acid chloride present and forms an alkaline soap and the fabric is passed through the soap solution several times, after which the soap solution is removed and the material is washed with water. 'Hot water.
For more advanced purification of the fabric water alone cannot be employed as it will not penetrate the esterified fabric so that the washing can be completed with a 1% soap solution and finally being subjected to a washing operation. with alcohol or the like or with benzine or gasoline.
The arrangement shown in the drawings has the advantage that as a result of the use of large diameter drums the outer surface of the drum will be soaked in the reaction liquid and thereby complete impregnation of the fabric and mixing of the materials. contents of the container will be secured and, on the other hand, the bearings. and stuffing boxes in which the bearings of the cylinders are mounted will not come into contact with the reaction liquid, thus preventing these parts, if formed of certain metals, from being corroded.
The reaction liquid corrodes non-noble metals and for this reason the vessel and the drums will be enameled.
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From the first washing liquids, the pyridine can be recovered and if price considerations justify it, the stearic acid contained therein can also be recovered and in this way the cost of the process can be considerably reduced.
As a particular advantage of the arrangement it should be mentioned that the winding device makes possible the back and front winding of the fabric without subjecting it to tensile tension, which in the case of several fabrics, for example knitting, is im - considerable lift because such fabrics do not have to be stretched.
In order to avoid, in the winding operation, slipping out of the drums or cylinders, both can be mounted so that they are capable of axial movement independently of each other; for example with an apparatus in which the drums or rollers are sized to be suitable for use with fabrics 127 centimeters in width, the drums can be arranged to move independently in the axial direction for a distance of 100 millimeters .
The following additional features are given by way of example in order to illustrate a suitable method of carrying out the invention:
100 meters of artificial silk with a width of 127 centimeters and having a dry weight of 10 kgs are rolled up on a winding cylinder uniformly and precisely and pre-dried. This winding drum is arranged in suitable bearings above the open chamber of the apparatus described above, the chamber being heated and the fabric wound from this drum onto one of the drums in the container, the free end
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being attached to the second drum. The chamber is then closed and air heated to 85 to 90 C, for example, is sucked through it, while the drums are set in motion.
For thirty minutes the fabric is wound from one drum to the other ten times and is inspected occasionally by looking out the window provided in the upper half of the chamber, with a light being projected from this window, such observations being carried out to ensure that the winding is carried out properly.
The air flow is then interrupted and 36 liters of anhydrous pyrridine, in which one kg. of finely divided powdered sodium carbonate is suspended are introduced. As soon as the pyridine reaches a temperature of 85 C, 3.5 kg. of stearyl chloride are introduced through a second inlet pipe at a rate such that the addition is effected in approximately the time required for a complete winding of the fabric from one to the other drum, i.e. - say, about three minutes.
The reaction is then continued for a total of thirty minutes and then the pyridine mixture is poured into a tank after which 30 liters of benzene are introduced and the material is passed through it twice, the benzene being removed and another 30 liters of benzene. benzene introduced, the winding and rewinding operation being continued. The pyridine mixture and the two benzene extracts are treated in order to recover the pyridine contained therein.
By the movement of the fabric and the drums in the reaction liquid, a particularly satisfactory mixing of liquid is ensured. As stated above, the fabric should be thoroughly washed, for example with benzene or the like, and before the chamber is opened hot air is blown through it in order to expel.
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solvent vapors.
If after the reaction is complete an aqueous sodium hydroxide solution or the like is used for washing, the washing liquids, as described above, can be treated for the recovery of pyridine.
Enameled porcelain drums of a relatively large diameter are employed in the apparatus described above because in this way it is possible to ensure, on the one hand, that the tissue becomes sufficiently submerged in the liquid of. reaction and, on the other hand, that the shafts of the drums are kept at a suitable height above the level of the reaction liquid so that the problem of protecting the bearings from the action of the reaction liquid is solved .
The bearings for the cylinder shafts are provided with stuffing boxes to help prevent access of the reaction mixture to the bearings and bearings and can be cooled with water so that any small portion of pyridine vapor which between the bearings will be condensed and the bearings may be provided with suitable means to prevent even the smallest portion of pyridine from escaping into the air.
In order to fix the ends of the fabric in position on the drums, they can be stitched on glass rods or rods formed of other material resistant to the action of the reaction mixture, the drums being provided with means for connecting. removably the ends of the rods.
The following additional features are given as an example of a production method that can be followed:
500 c.c of pyridine are dissolved in 3000 coco of chlorobenzene and to the mixture are added 400 grs of chloride
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of stearyl. Into this mixture is introduced a cotton fabric, for example that known as ribbon which is the type of batiste used in the production of typewriter ribbons, in such proportion that all the fabric is completely covered by the liquid. The reaction mixture containing the tissue is then heated to a temperature of about 100 ° for a period of half an hour. The fabric is then washed with benzene or the like until all soluble material is removed and the fabric is dried.
It is understood that while the above treatment has been found applicable to a particular sample of tissue it is desirable with any given tissue to perform preliminary tests to determine the temperature and other conditions necessary to achieve the desired degree of esterification, the object generally being to subject the tissue to the mildest possible treatment to effect the desired degree of esterification.
Generally it will be desirable, for practical purposes, to carry out the esterification with stearyl chloride rather than oleyl chloride because, for example, of the uniformity of commercially available stearic acid compared to 1. oleic acid and the greater ease with which esterification is effected when using stearyl chloride and the lighter color of the stearic acid esters obtained.
By treating tissues by what may be described as the pyridine method for effecting esterification it has been found in certain circumstances that considerable weakening or softening of the tissue or complete destruction of the tissue may have. held even if no esterification is performed.
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The tendency to such weakening or destruction is not to be attributed alone or perhaps not at all to the nature of the cellulosic material treated as can be seen from the fact that while the cotton fabric of the ribbon species For typewriter is more difficult to esterify than artificial silk obtained by the copper process, it is also liable to be destroyed or adversely weakened as the latter under the same or similar working conditions.
On the other hand, an artificial silk fabric can, if the esterification process can be properly controlled, be so strongly esterified that an increase in dry weight of up to 25% can be obtained without having to. no weakening of the tissue is observable.
The experimental results obtained seem to show that the higher the concentration for the acid chloride, the faster the esterification. For a dilution of 100 parts of acid chloride per 5,000 parts of xylol, i.e. one-seventh of the concentration given in the example above, virtually no esterification took place after heating for a period of eight hours and yet considerable weakening of the tissue took place. On the contrary, particularly good results were obtained when the fabric was first treated with pyridine and then with stearyl chloride.
Another test was done using the reagents in reverse order; both cases after fifteen minutes at 100 ° C. the desired esterification was obtained.
On the other hand, by mixing equivalent proportions of stearyl chloride and pyridine to produce the complex compound without a diluent and to process
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then the tissue with the resulting pasty mass the esterification proceeded more slowly, which may be explained by the fact that in the first two cases the complex compound is produced as a precipitate inside the fibers .
Provided that they do not contain materials which are adversely affected by the treatment to obtain esterification of their cellulosic content, mixed fabrics, yarns and the like, i.e. fabrics and yarns which contain fibers other than cellulosic material can be treated according to the invention.
Claims and Summary.
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1. A method of treating textile filaments, fabrics and other manufactured or cohesive structures, in which they are subjected to the action of fatty acid chlorides in association with pyridine under conditions whereby the esterification of the cellulosic material is carried out to a point or degree insufficient to destroy the essential or initial physical character of the structure.