L'invention concerne un procédé pour le production continue de fils textiles d'une composition uniforme
<EMI ID=1.1>
une solution d'un polymère extrudable en filament, et plus particulièrement un procède continu de production de filaments continus, dont la teneur en solvant résiduelle est égale ou
<EMI ID=2.1>
autre monomère à insaturation éthylénique, produisent des fi-
<EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
gnome de conditions physiques et chimiques.
la production industrielle de filaments continus à base de polymère de polyacrylonitrile est par contre largement inférieure à celle des fibres coupés, contrairement à la plupart des autres matières textiles synthétiques, pour lesquelles les fils continus constituent une fraction importante de la production totale.
Les raisons principales de la production limitée
<EMI ID=5.1>
difficultés technologiques rencontrées dans cette fabrication et les dépenses élevées qu'elles entraînent. Un des problèmes principaux rencontrés est la difficulté de l'élimination du solvant résiduel du fil extrudé. Dans les techniques
<EMI ID=6.1> sion contient généralement entre 10 et 20% de solvant résiduel. Cette teneur en solvant doit être réduite avant l'uti- lisation des fibres pour des applications textiles.
<EMI ID=7.1>
ration rapide du solvant. En développant un moyen approprié pour réduire rapidement et uniformément la teneur en solvant résiduel des filaments fraîchement extrudés, on peut réduire la dimension de la filière d'extrusion .et la température à laquelle le solvant doit être évaporé, on peut augmenter les
<EMI ID=8.1>
tion de solvant dans la salle des métiers à tisser,-
Pendant les opérations d'extrusion, les fibres développent une surface relativement dure et imperméable, dès
<EMI ID=9.1>
qui retarde ainsi largement la diffusion du solvant conte- nu au centre de la fibre. Le solvant résiduel est extrêmement difficile à éliminer, à moine,. de mettre en oeuvre des durées de séchage prolongées à une température élevée ou une longue extraction dans un milieu aqueux. Les températures élevées, nécessaires pour éliminer la plus grande partie du solvant résiduel en l'espace de quelques minutes, provoquent
<EMI ID=10.1>
rence des filaments individuels les uns aux autres, ce qui les rend impropres à la plupart des applications. Normalement, pour obtenir une teneur résiduelle en solvant de 5% en poids <EMI ID=11.1> et moins, il faut procéder à un séchage de plusieurs heures
à des températures nettement inférieures à la température de fusion, une telle durée de séchage étant incompatible avec
un procédé économique de production de filaments continus, qui exige des vitesses d'extrusion élevées et des durées de traitement limitées.
Jusqu'à présent, les procédés de production de filaments en polyacrylonitrile sont des procédés discontinus, dans lesquels l'extrusion et l'élimination du solvant doivent être réalisées séparément, de même que l'orientation et le recuit des filaments. Ces procédés'nécessitent par conséquent la manipulation et le stockage d'un grand nombre de bobines pendant les opérations et conduisent souvent à un intervalle de plusieurs heures et même jours entre le moment de l'extrusion des filaments et le moment de l'obtention d'un fil terminé, sensiblement exempt de solvant.
Même en réduisant ces intervalles, les solvants résiduels des filaments et fils diffusent à travers leur surface, surtout dans les parties extérieures d'une bobine, :
laissant subsister une teneur plus élevée dans la partie centrale. Au moment du débobinage, on obtient par conséquent
<EMI ID=12.1>
forme et qui se comporte d'une façon non. uniforme au moment
du tissage, et présente en outre des caractéristiques tinctoriales différentes. Pour obtenir une uniformité satisfai- sante de la teinture, il est cependant indispensable de- main=tenir la teneur résiduelle en solvant dans des limites très étroites. Actuellement, il n'est pas rare de-constater des variations cycliques dans la teinture des fils, les différences se répétant après chaque longueur d'enroulement sur la bobine, les parties extérieures possédant une teneur résiduelle en solvant plus réduite que les parties centrales.
Comme déjà indique, les filaments en polyacrylo- nitrile sont actuellement produits par des procédés discontinus. Les filaments fraîchement extrudés sont enroulés sur des bobines et traités pendant plusieurs heures dans un bain d'eau chaude, ou chauffés pendant des durées prolongées dans des fours à température élevée pour chasser le solvant. Il est évident que ces procédés discontinus, outre qu'ils en- traînent des pertes de temps et des dépenses importantes,
<EMI ID=13.1>
<EMI ID=14.1>
bobine de fil d'une teneur en solvant donnée, même pendant un court moment, entraîne des différences dans la teneur en solvant suivant que le fil se situe dans la partie extérieure de la bobine ou dans la. partie centrale. Les teneurs différentes en solvant entraînent un comportement différent du fil à l'étirage subséquent et conduisent donc à des filaments non uniformes. L'immersion de ces fils dans un bain de teinture usuel conduit en outre à une absorption différente du colorant,
<EMI ID=15.1>
tel que celui décrit ci-après, permettant la production continue et rapide d'une fibre d'une composition sensiblement uniforme et d'une teneur résiduelle en solvant inférieure à environ 5% et, ce qui est encore plus important, d'une teneur <EMI ID=16.1> <EMI ID=17.1>
<EMI ID=18.1>
nage de celles-ci. Un autre objet de l'invention concerne
un nouveau procédé pour l'obtention de bobines de fil extrudé
<EMI ID=19.1>
une teneur résiduelle en solvant sensiblement uniforme.
<EMI ID=20.1>
pour la production continue de filaments, fibres et fils avec des teneurs substantiellement uniformes en solvant résiduel, de préférence inférieures à environ 5%, consiste à
<EMI ID=21.1>
losique ou un polyacrylonitrile, dissous dans un solvant
<EMI ID=22.1>
jusqu'à 40% environ d'eau, à travers une filière pour obtenir. ;
<EMI ID=23.1>
résiduels par rapport à leur poids, et à soumettre les filament:
<EMI ID=24.1>
à un courant d'air chaude maintenu à une température d'envi-
<EMI ID=25.1>
850 à 1700 litres par minute. L'emploi de l'air chaud, qui possède une humidité relative inférieure à 50 et de préférence inférieure à 20%, à la température indiquée et à une pression normale, accélère fortement le processus de séchage uniforme des filaments fraîchement extrudés et conduit à une'teneur résiduelle en solvant relativement indépendante de la durée et supprime les différence dans la teneur en solvant, conduisant à des défauts d'homogénéité et des différences de com- portement lors des traitements subséquents et permet de sup- primer l'opération de rebobinage nécessaire jusqu'à présent pour essayer l'égalisation de la teneur en solvant dans toute la bobine, le fil à teneur résiduelle élevée de la partie
<EMI ID=26.1>
poration du solvant est possible. L'écoulement de l'air chaud dans un espace fermé permet en outre la récupération aisée de quantités considérables de solvant et permet de réduire le conditionnement d'air et la ventilation des pièces, dans lesquelles le fil doit être traité ultérieurement. Il est par conséquent préférable de disposer l'espace fermé,dans lequel s'écoule l'air chaud, au voisinage du métier, afin de minimiser les pertes de solvant et en faciliter la récupéra-
<EMI ID=27.1>
lement des fils comporte au moins une bobine, sur laquelle le fil doit être enroulé, entourée d'un espace fermé, pourvu d'une entrée pour l'admission de l'air chaud destiné au se- chage et une sortie pour l'évacuation de l'air chargé de
<EMI ID=28.1>
fournissant l�air chaud de séchage.
Un exemple non limitatif d'une installation confor-
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1> <EMI ID=31.1>
Le procédé suivant l'invention- est applicable à des filaments provenant de solutions d'esters cellulosiques,
<EMI ID=32.1>
cellulose secondaire est aisément soluble dans l'acétone et
est le plus souvent extrudée de manière habituelle au départ
<EMI ID=33.1>
ester cellulosique, comportant par unité anhydro-glucose un nombre de radicaux hydroxyle libres inférieur à environ
<EMI ID=34.1>
<EMI ID=35.1>
ment soluble dans un mélangé de chlorure de méthylène et de méthanol et est le plus souvent employés dans une telle solution. D'autres esters cellulosiques, qui peuvent également être em-
<EMI ID=36.1>
. Le procédé suivait l'invention s'applique particulièrement aux filaments provenant de solutions de polymères <EMI ID=37.1>
<EMI ID=38.1>
<EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1>
<EMI ID=41.1>
un radical chimique, susceptible d'augmenter les propriétés tinctoriales du polymère final. Les composés de ce genre contiennent normalement un radical soufre ou phosphore dans
la fraction à insaturation éthylénique, copolymériséeavec l'acrylonitrile. Les dérivés soufrés ou phosphore sont gêné"
<EMI ID=42.1> <EMI ID=43.1>
est réalisée par des techniques classiques, par exemple en solution ou en suspension.
<EMI ID=44.1>
duction de fibres, sont de préférence des solutions à con-
x
<EMI ID=45.1>
solvant, des concentrations suffisamment élevées sont aisées
<EMI ID=46.1>
cosité intrinsèque usuelle pour l'extrusion des fibres acry- liques, à savoir une viscosité d'environ 1,2 à 1,8. Des so-
<EMI ID=47.1>
aisées à réaliser. Les solutions d'extrusion, donnant les résultats les meilleurs, sont celles d'une teneur en solides d'environ 30 à 50%, réalisées avec des polymères d'une vis- cosité intrinsèque d'environ 1,2 & 1,8 et plus: Dans le cas de polymères aux viscosités intrinsèques plus faibles, de
<EMI ID=48.1>
<EMI ID=49.1>
Les solutions d'extrusion sont préparées en mé- langeant la quantité voulue de polymère d'acrylonitrile et
<EMI ID=50.1>
trile, soit pur, soit dilué par de l'eau jusqu'à une dilution d'environ 40% en poids. Cette addition d'eau n'est pas indis-
<EMI ID=51.1>
en poids dans l'acétonitrile servant de solvant, une telle addition abaisse le point de gélification de la solution et permet par conséquent un choix plus grand des paramètres opérationnels, en particulier de la température*
<EMI ID=52.1>
servant de solvant est chauffé à une pression supérieure à la pression atmophérique à une température située entre le point
<EMI ID=53.1>
<EMI ID=54.1>
le polymère passant progressivement de l'état solide à l'état liquide en passant par un état de suspension dans le solvant.
<EMI ID=55.1>
provoquer la gélification, si Inapplication de la pression, est maintenue. Suivant la quantité d'eau présente, la visco-
<EMI ID=56.1>
la teneur en solide, etc, la température de gélification se
<EMI ID=57.1>
tonitrile dans les conditions opératoires indiquées.
La pression supérieure à la pression atmosphérique à appliquer pendant la formation de.la solution de poly- mère est de préférence au moins égale à la pression nécessaire pour maintenir l'acétonitile en phase liquide.
Préalablement à l'extrusion, la solution du polymère dans l'acétonitrile est continuellement maintenue à une pression, qui est au moins la pression autogène du solvant à une température supérieure au point de gélification de
la solution. Cette température varie avec le solvant et en
<EMI ID=58.1>
composition du polymère. La solution du polymère est par conséquent maintenue à une température de l'ordre de 80 à 130[deg.]C environ et à une pression suffisante à la température employée pour maintenir le solvant à l'état liquide. Cette
<EMI ID=59.1>
mais des pressions plus élevées peuvent être utilisées.
Pour des filaments d'environ 1 à 30 deniers, les vitesses d'extrusion de 500 m/mn et plus peuvent être em- ployées. Dans un but de sécurité et pour faciliter les traitements subséquents, il est préférable de provoquer l'évapo- ration de la plus grande partie du solvant dans l'installation d'extrusion. La teneur résiduelle en acétonitrile des fibres sortant de la filière est généralement inférieure à
<EMI ID=60.1>
Les filaments acryliques peuvent présenter des deniers variant dans une large gamme, par exemple inférieurs à 1 jusqu'à 2.000 deniers; pour la plupart des applications, on préfère cependant des filaments à 1-30 deniers. L'extrasion se fait généralement à une température allant d'environ 150[deg.]C à la température ordinaire, la gamme préférée étant cependant celle d'environ 30 à 130[deg.]C.
L'invention est décrite ci-après plus en détail
à l'aide de quelques exemples non limitatifs, dans lesquels, sauf indication contraire, les parties sont en poids*
EXEMPLE 1
Un copolymère d'acrylonitrile, formé d'environ
95% d'acrylonitrile, de 0,5% de méthallyl-sulfonate de sodium
<EMI ID=61.1>
cosité intrinsèque, déterminée à 25[deg.]C dans une solution de <EMI ID=62.1>
du polymère d'acrylonitrile, environ 25,2 d'acétonitrile et 4,8 parties d'eau dans \:Il réacteur résistant à la pression. Le mélange est ensuite refroidi et maintenu au voisinage de -5[deg.]C, une agitation d'environ 7 heures transformant le
<EMI ID=63.1>
<EMI ID=64.1>
une solution fluide homogène. A 110"C, la pression autogène s'établit vers 2,8 kg/cm . Sous cette pression autogène, la
<EMI ID=65.1>
<EMI ID=66.1>
La solution fluide ainsi obtenue est stable pen- dant de longues périodes, sans changement notable de sa viscosité, sous la pression autogène développée pour des tempéra-
<EMI ID=67.1>
<EMI ID=68.1>
<EMI ID=69.1>
longueur, à une vitesse d'environ 200 m par mm à travers une
<EMI ID=70.1>
<EMI ID=71.1> <EMI ID=72.1>
Comme il appert de la figure 1, l'air chaud est soufflé sur le fil au moment où il est enroulé sur la bobine, et ce avec un débit d'environ 1.415 1 par minute, les tempe-
<EMI ID=73.1>
Les diverses températures, ainsi que les teneurs résiduelles en solvant après 5 jours,sont résumées dans le tableau 1 ciaprès. La teneur résiduelle en solvant est déterminée après
<EMI ID=74.1>
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
De la triacétyl-cellulpse est mise en dissolu-'
<EMI ID=77.1>
<EMI ID=78.1> <EMI ID=79.1>
une filière pourvue de 34 trous de 44 microns de forme sen-
<EMI ID=80.1>
<EMI ID=81.1>
fait, suivant le mode opératoire décrit à l'exemple avec
<EMI ID=82.1>
enroulé sur la bobine. Le tableau 2 ' ci-après résume les températures de l'air et les teneurs résiduelles en solvant, constatées dans les_,fils en triacétyl-cellulose produits.
<EMI ID=83.1>
<EMI ID=84.1>
<EMI ID=85.1>
me sensiblement ronde, la vitesse d'extrusion étant d'environ 800 m/mn. L'air traversant:la colonne se trouve une- <EMI ID=86.1>