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NOUVELLES FIBRES ACRYLIQUES ET MONDACRYLIQUES
ET PROCEDE DE PREPARATION
L'invention est relative à la préparation de nouvelles fibres acryliques et modacryliques avanta- geuses. Plus précisément, elle est relative à la prépa- ration de fibres acryliques et modacryliques ayant un grand retrait thermique.
On connaît des fibres acryliques et modacry- liques qui présentent un certain retrait thermique au moment de leur formation ou peu de temps après leur 'formation. Néanmoins, dans la pratique industrielle, le seul retrait à considérer est celui qui subsiste
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au moment de l t,1j.li$atj.on de o.i!" rtN1t: r.r-err.résulte que la plupart des fibres réputées susceptibles de retrait ne donnent pas parfaitement satisfaction puisque leur retrait initial a considérablement diminué en moins de temps que celui nécessaire à leur tissage.
C'est pourquoi 1'invention d'une fibre présentant une grande aptitude initiale au retrait thermique, par exemple de l'ordre de 30 % ou môme plus, et conservant pendant longtemps cette aptitude, est un progrès technique notable. Ceci est l'objet de l'invantion.
Une fibre ayant une grande aptitude au retrait peut améliorer de plusieurs manièrs l'apparence des divers textiles. Par exemple, elle peut donner à un tissu à poil l'aspect d'une fourrure ; notamment, d'une fourrure faite de jarres et de bourre,c'est-à-dire de poils longs et de duvet ; elle permet de donner une apparence plissée à un tissu ; elle peut contribuer à l'accrochage des fibres des feutres et produits textiles analogues ; enfin, elle peut donner du gonflant aux tricots.
Le procédé, suivant l'invention, de traitement
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des fibres acryliques et ma&o,CrJ.iquea pour améliorer leur retrait est remarquable en ce qu'on chauffe à une température permettant l'étirage et on étire la fibre, puis immédiatement après l'étirage on la refroidit à une température inférieure à 60 C.
Des fibres acryliques et modacryliques typiques, pouvant subir le traitement suivant l'invention, sont
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filées przr exemple, à partir d'homopolymëres et de copolymères caractérisés en ce qu'ils contiennent
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au moins environ 35/100 de motif-8 acrylonitrile combinés et au plus environ 95/100 de tels motifs et qu'ils sont modifiés, par exemple, par 8/100 à 85/100 de motifs vinylpyridine, comme il.est décrit aux brevets des Etats-Unis 2 990 393 et 3 014 008, réinstaurés sous les numéros respectifs 25 533 et 25 539 ;
ces copolymères peuvent aussi être modifiés par 5/100 à 65/100 de motifs vinylpyrolidone, comme il est décrit au brevet des Etats-Unis 2 970 783, ou encore par 5/100 à 65/100 de motifs ester acrylique ou aorylamide, comme il est décrit aux brevets des Etats- Unis 2 879 253, 2 879 254 et 2 838 470.
Des fibres auxquelles le traitement suivant l'invention s'applique particulièrement bien sont les fibres en polymères modacryliques, décrits au brevet des Etats-Unis 2 831 826 la matière de ces fibres est formée d'un mélange de (A) 70/100 à 95/100 en masse, d'un copolymère formé de 30/100 à 65/100, en masse, de chlorure de vinylidène ou de chlorure de vinyle et de 70/100 à 35/100, en masse, d'acrylonitrile, et (B) 30/100 à 5/100 d'un second polymère choisi dans le groupe formé par (1) les homopo- lymères des monomères du type acrylamide, ayant pour formule générale
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dans laquelle R1 désigne un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle, et R2 et R3désignent indépendamment des atomes d'hydrogène ou des groupes alcoyle ayant moins de sept atomes de carbone, (2)
les copolymères
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contenant des motifs d'au moine deux monomères acrylamide définis ci-dessus sous (1), et (3) les copolymères conte- nant au moins 50/100 en masse d'un tel monomère acrylamide et au plus 50/100 en masse d'un monomère polymérisable du type de la monovinylpyridine. Les fibres en polymères de ce type sont connus sous le nom commercial de fibres "Verel".
Les fibres sont d'abord filées à l'état non étiré.
Pour améliorer le propriétés des fibres, il est habituel de les étirer longitudinalement. Suivant l'invention, on fait cet étirage dans des conditions particulières afin de donner aux fibres un retrait thermique considérable et surtout un retrait qui se conserve au cours du temps.
Suivant l'invention, on chauffe les fibres de la manière usuelle de manière à rendre ces fibres suscep- tibles d'étirage, mais on fait l'étirage à la température minimale nécessaire pour obtenir un bon étirage. Après l'étirage, on refroidit les fibres immédiatement et rapi- demente Il semble que c'est l'élimination rapide de la chaleur des écheveaux de fibres qui leur communique un grand retrait thermique potentiel et qui assure la stabi- lité de l'aptitude au retrait.
L'appareillage nécessaire à la mise en oeuvre de l'invention est extrêmement simple. Il comprend simplement les cylindres usuels tournant à des vitesses différentes pour obtenir l'étirage et un moyen de chauffer et de refroi- dir les fibres aux endroits convenables. Par exemple, on fait passer les fibres autour d'un premier cylindre, de manière que l'angle de contact soit de 1800 environ, ce qui inverse le sens du trajet, puis on les fait passer
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sur un second cylindre, de maniera que l'anhglede contact soit aussi de 1800 environ, ce qui rétablit le sens initial du trajet.
En utilisant un second cylindre tournant à une vitesse périphérique supérieure à celle du premier cylindre, et en s'arrangeant pour qu'il ne se produise pas de glissement, on obtient l'étirage convenable. Il suffit d'adjoindre à cet appareil d'étirage à cylindres des moyens de chauffage et de refroidissement des fibres. On peut, par exemple, obtenir le chauffage en chauffant d'avance le premier cylindre ; on peut obtenir le refroidissement en refroidissant l'intérieur du second cylindre. On obtient, néanmoins, de meilleurs résultats en pulvérisant de l'eau froide sur la surface du second cylindre juste avant l'endroit où le fil étiré vient au contact de ce cylindre. Il est encore préférable de refroidir les fibres en appliquant à la fois de l'eau et de la glace carbonique sur la surface du second cylindre.
Quand on met en oeuvre le procédé suivant l'invention, les fibres sont normalement rassemblées en un faisceau ou cordon. Le faisceau normal peut avoir un titre par filament compris entre 1,1 tex et 5,5 tex, et un titre total compris entre 5500 tex et 33 000 tex.
Cette fibre peut être étirée, par exemple, de trois foie à six fois entre le premier et le second cylindre, dans l'installation qu'on vient de décrire, Comme on l'a dit, la température du premier cylindre doit être suffisamment élevée pour permettre un bon étirage, mais elle doit être maintenue aussi peu élevée que possible. Une température superficielle de 100 0 convient normalement pour le premier cylindre des installations de ce genre. Néanmoins, la température d'étirage varie avec le titre total du faisceau ainsi qu'avec son titre par filament.
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Il faut refroidir rapidement à une température relativement basse le faisceau étiré qui passe sur le second cylindre d'étirage. On a trouvé, en effet, que plue la température superficielle du second cylindre est basse, plus la possibilité de retrait de la fibre traitée est grande, Comme on l'a dit sommairement précédemment, il y a au moins trois moyens d'obtenir ce refroidissement rapide des fibresune pulvérisation. l'eau, l'utilisation d'eau et de glace carbonique et le reforidissement de la surface du second cylindre à moine le 60 C par refroidissement interne.
Bien que le rapport d'étirage ne soit pas iritique, quand on travaille à la température convenable aux différentes phases de l'opération d'étirage, il est avantageux que ce rapport soit de l'ordre de 4:1.
On sèche les fibres après leur passage sur le ernier cylindre de refroidissement, généralement après ue ces fibres aient été introduites dans un appareil @suel à crépeler, du type botte à bourrage, Le séchage st fait habituellement entre 50 C et 70 C, mais la ,empérature précise de séchage est limitée par le ' @etrait de la fibre, puisqu'il faut rester en dessous de cette température limite. On a trouvé qu'il est -atisfaisant de sécher les fibres pendant environ cinq .inutes vers 60 CM pour éliminer la plus grande partie le l'eau ;en opérant ainsi, on n'altère pas sensible- ient l'aptitude au retrait.
On peut ensuite couper les libres à la longueur voulue, ou bien les emballer sous 'orme d'écheveau formant un cordon continu.
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On a trouv.a. .ss;.bxes ,br..ssyst @ traitées comme il a été dit ont un retrait initial dans l'eau bouillante de 40 % à 60 %. Pendant les dix jours ou les vingt jours qui suivent leur fabri- cation, le retrait diminue et il atteint alors une valeur qui ne diminue plus au cours du temps, En utilisant le procédé décrit ci-dessus, il est possible d'obtenir des fibres acryliques et modacryliques qui ont un retrait permanent et stable de 30/100 à 50/100 par traitement à l'eau bouillante.
Les exemples suivante illustrent l'invention.
EXEMPLE I -
On étire un faisceau de filaments ayant un titre de 1,3 tex par filament, le rapport d'étirage étant de 4:1, entre un premier et un second cylindres, les filaments faisant un demi-tour sur chaque cylindre si bien qu'ils sortent de l'appareil parallèlement à leur direction initiale. Le titre obtenu après étirage est de 0,33 tex par filament. La température superfi- cielle du premier cylindre est de 110 C et la tempéra- ture de la surface du second cylindre est maintenue à 56 C par application d'eau sur la ourfaoe du cylindre.
Le faisceau de filaments est crêpelé ensuite de la manière usuelle, puis séché à 60 C pendant cinq minutes* Après ce traitement, le faisceau de filaments présente un retrait initial dans l'eau bouillante de 43 %. Après 14 jours do vieillissement, le retrait à l'eau bouil- lante n'est plus que de 31 % après 127 jours,, il est encore de 31 %.
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On répète cet essai, exactement dans les mêmes conditions, sauf qu'on ne refroidit pas les fibres à leur passage sur le second cylindre. Le retrait initial dans l'eau chaude est encore de 30 %, mais après un vieillissement de 14 jours, ce retrait n'est plus que de 18 %.
EXEMPLE II -
On étire un faisceau de filaments "Verel", ayant un titre par filament de 1,3 tex dans un rapport de 4,5:1 entra un premier cylindre et un second cylindre disposée comme à 1'exemple 1. La température de la surface du premier cylindre est maintenue à 105 C et celle du second cylindre est maintenue à 10 C par appli- cation de glace carbonique et une fine pulvérisation d'eau sur la surface du cylindre. Après traitement, le retrait initial dans l'eau bouillante est de 52,5% ; après un vieillissement de 7 jours, ce retrait est encore de 51 %.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, choisis seulement à titre d'exemples.