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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION la société : Lonza-Werke Elektrochemische Fabriken
G. m.b.H., " Procédé de fabrication de fils artificiels". Priorité d'une demande de 'brevet déposée en Allemagne le 27 mai 1943.
On sait que lorsqu'on étire des fils d'esters cellu- losiques, en particulier lorsqu'on les étire à chaud, ils subissent certes une sensible augmentation de leur résistance à la rupture, mis qu'en même temps leur extensibilité diminue très fortement et qu'on obtient, par conséquent, des fils plus ou moins cassants, qui ne possèdent qu'une possibilité de valorisation/textile limitée. On sait, en outre, que les fils de composés polyvjnyliques présentent le désavantage d'avoir un point de ramollissement beaucoup trop faible pour les usages pratiques et présentent encore d'autres désavantages, par exemple l'aptitude relativement mauvaise à être teints,'''de sorte que leur emploi est limité à quelques domaines spéciaux.
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La présente invention concerne un procédé de fabrica- tion de fils artificiels à partir de mélanges dnesters cellulosiques, en particulier d'esters cellulosiques d'aci- des organiques, aaec des composés polyvinyliques, et/parti- Culier des acétals polyvinyliques . Lorsqu'on mélange des solutions d'esters cellulosiques , par exemple d'acétate de cellulose, dans des solvants organiques , tels que,par exemple, l'acétone, avec des solutions similaires d'acétals polyvinyliques, il se produit de très forts troubles, et les mélanges obtenus tendent même, en partie, à se diviser en deux couches . Un ne pouvait pas s'attendre que de pareil mélanges troubles et non homogènes pourraient être files impeccablement.
Or, on a constaté ce fait surprenant, - et cette constatation est la base de l'invention - que ces solutions troubles non homogènes sont éminemment filables. Par exemple, lorsqu'on applique le procédé de filage à sec, on peut, pour une vitesse de filage égale, employer des filières ayant des trous beaucoup plus larges, ce qui simplifie les conditions de filage et permet un meilleur étirage du fil pendant le filage . De la sorte, l'invention permet la fabrication de fils qui se distinguent par des qualités excellentes, et qui surpassent à différents égards les fils qui ont été fabriqués exclusivement à partir d'esters cellulosiques ou exclusivement à partir d'acétals polyvinyliques.
Les acétals polyvinyliques décrits dans le brevet 448686 et dans les demandes de brevet 352035 et 352409 se sont avérés particulièrement propres à la réalisation du présent procédé. On a obtenu de très bons résultats, par exemple, en employant des acétals mixtes comme on peut en obtenir en faisant agir des aldéhydes aliphatiques saturées et non saturées, par exemple de l'aldéhyde crotonique et de l'aldéhyde acétique sur des alcools polyvinyliques ou sur de l'acétate polyvinylique saponifié.
On peut obtenir des acétals mixtes polyvinyliques de ce type d'une @
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manière extrêmement simple,par exemple,en faisant agir les aldéhydes sur des solutions aqueuses d'alcool polyvinylique, ou d'esters polyvinyliques saponifiés, en présence de catalyseurs, tels que les acides minéraux, par exemple en faisant agir sur 100 parties d'alcool polyvinylique 20 à 10 parties d'aldéhydes non saturées, 30 à 50 parties d'aldéhydes saturées à faible poids moléculaire et 20 à 30 parties d'aldéhydes saturées à poids moléculaire plus élevé et en précipitant les acétals mixtes polyvinyliques par élévation de la température . En l'occurence, on peut encore faire agir, à côté des aldéhydes saturées, des cétones aliphatiques, par exemple environ 1 à 10 parties.
Les acétals mixtes polyvinyliques du type caractérisé ci-avant présentent l'avantage de posséder des points de ramollissement relativement hauts et de fournir, lorsqu'on les transforme en fils, des produits qui présentent un très haut allongement ( jusqu'à 100%) et peuvent, par conséquent, être transformés particulièrement bien, par étirage, par exemple à chaud, en produits ayant des degrés d'orientation élevés et d'excellentes qualités de résistance mécanique tout en ayant encore un allongement satisfaisant.
En tout cas, pour certains domaines d'application textile, le point de ramollissement des produits fabriqués à partir d'acétals polyvinyliques purs est trop bas . Comme cela a été mentionné, les acétals mixtes caractérisés plus haut se sont avérés convenir particulièrement à la fabriua- tion de produits mixtes consistant en esters cellulosiques organiques et en composés polyvinyliques,
Comme on l'a constaté, les fils formés à partir de mélanges d'esters cellulosiques et d'acétals polyvinyliques présentent, après un étirage subséquent,par exemple un étirage à chaud, une résistance mécanique élevée tout en ayant encore un bon allongement.
Par étirage à chaud de fils consistant seulement en esters cellulosiques organiques, fils consistant seulement esters C @ on peut obtenir,par exemple,une résistance de plus de
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200g/100 den. Dans ce cas, l'allongement tourbe toutefois sous 10%. et les fils deviennent cassants. Par étirage à chaud de fils fabriqués exclusivement à partir d' acétals polyvinyliques, on peut également atteindre des résistan- ces supérieures à 200g/100 den. avec des valeurs d'allon- gewent , encore satisfaisantes, de 15 à 20%; toutefois, les fils de ce genre ont un point de ramollissement trop bas pour avoir de larges domaines d'application.
Par con- tre, si l'on soumet à un étirage subséquent à chaud des fils qui, conformément à l'invention, consistent en un mélange convenable d'esters cellulosiques organiques et d'acétals polyvinyliques, par exemple dans le rapport de 2:1, on obtient des fils d'une haute résistance, qui pré- sentent des allongements satisfaisants, par exemple de 15 à 20 %,et sont à l'épreuve du repassage.
Le rapport entre les esters cellulosiques et les acétals polyvinyliques peut varier dans de larges limites.
Toutefois, des rapports d'environ 2/3 de partie en poids d'esters cellulosiques pour 1/3 de partie en poids d'acé- tals polyvinyliques se sont généra lement avérés les plus avantageux.
Pour mettre l'invention en oeuvre, on peut d'abord fabriquer des mélanges d'esters cellulosiques et d'acétals polyvinyliques et dissoudre ces mélanges dans des solvants organiques ou préparer des solutions d'esters cellulosiques et d'acétals polyvinyliques séparément les unes des autres avant ou et,/après la filtration,les mélanger dans le rapport vou- lu.
Les filtres et les fils fabriqués selon l'invention ainsi que les produits résultant de leur transformation ultérieure, tels que les tissus et les produits analogues, peuvent tre bien teints avec les colorants employés habituellement pour les esters cellulosiques, par exemple
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les colorants celli bon teint. Les fils découpés en brins ou soies et bouillis dans l'eau présentent une bonne frisure stable et présentent un effet de matage . Les fibres et fils possèdent de larges possibilités d'application textile par suite de leurs bonnesqualités sous de nombreux rapports.
Au lieu d'acétate de cellulose, on peut aussi employer à la réalisation de l'invention , par exemple, du butyrate de cellulose, de l'acétobutyrate de cellulose,du crotonate de cellulose, de l'acétocrotonate de cellulose.
Selon l'invention, on est parvenu pour la première fois à fabriquer des fies synthétiques, ou des fibres synthétiques Aui sont constitués pour une grande partie en matières artificielles polyvinyliques purement synthétiques et présentent l'avantage de permettre de larges possibilités d'application textile par suite de leurs avantages particuliers,par exemple sous le rapport de l'aptitude à être teints et de la stabilité au repassage.
Exemple :
On mélange 2 parties d'une solution à 26 % d'acétate de cellulose soluble dans l'acétone , dans de l'acétone qui contient 4,5 % d'eau, avec 1 partie d'une solution à 25 % d'acétal polyvinylique fabriqué selon la demande de brevet 352409 dans de l'acétone ; il se produit un fort trouble . On file la solution de la manière habituelle par le procédé de filage à sec.
On soumet ensuite les fils à un étirage à chaud, par exemple en les faisant passer, dans le rapport d'étirage voulu et à une vitesse de 65 à 70 m/minute, par un tube long d'environ 150 cm chauffé à 2000
On peut fabriquer l'acétal polyvinylique selon la demande de brevet 352409 par exemple en agitant , à la température du laboratoire,100 parties d'acétate polyviny- lique avec 200 parties d'acide chlorhydrique à 20 %,
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jusqu'à ce que , par saponification en alcool polyvinyli- que, une solution claire se soit formée. Ensuite, on dilue avec 200 parties d'eau et l'on refroidit la solution à 0 . En agitant, on ajoute 8 à 10 parties d'aldéhyde crotonique dissoutes dans 300 parties d'eau et l'en con- tinue d'agiter à o pendant environ 5 à 10 heures.
Ensui- on ajoute te./à la même température et en agitant continuellement, 25 parties d'aldéhyde acétique avec 25 parties d'eau et, après 5 à 10 heures supplémentaires, 8 à 16 parties d'aldé- hyde butyrique avec 300 parties d'eau . Par élévation de la température à environ 20 , en précipite l'acétal mixte et, après avoir laisser reposer pendant 10 à 15 heures à la température du laboratoire , on lave l'acétal Mixte et on le sèche . On peut aussi fabriquer l'acétal mixte, par exemple, en observant les conditions indiquées ci-avant, mais en introduisant dans l'opération, avant l'addition d'aldéhyde crotonique ou en même tei.ips que cette addition, une addition d'environ 10 parties d'acétone avec 100 parties d'eau.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication de fils ou fibres artifi- ciels, caractérisé en ce qu'on file par le procédé de fila- ge à sec un mélange de solutions d'esters cellulosiques, par exemple d'acétate de cellulose, d'une part, et de com- posés polyvinyliques, de préférence d'acétals polyvinylloues, d'autre part, et en ce qu'on soumet les produits formés à un étirage, de préférence à chaud.