CA1280565C - Procede de teinture apres etirage de fils et fibres a base de polychlorure de vinyle - Google Patents
Procede de teinture apres etirage de fils et fibres a base de polychlorure de vinyleInfo
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Abstract
Un procédé de teinture en continu au cours de l'élaboration des fils à base de polychlorure de vinyle atactique. Ce procédé comporte successivement les phases d'étirage, d'imprégnation des fils par foulardage alors que ceux-ci, au moment de l'imprégnation, possèdent une densité comprise entre 1,3 et 1,4 g/cm3 (la mèche de filaments ayant une teneur en eau de 10 à 30% en poids), de stabilisation sous tension, en présence de vapeur d'eau sous pression à une température comprise entre 100 et 130.degree.C pendant 2 à 20 secondes, puis ensimage et rétraction de manière connue. La teinture ainsi réalisée est rapide et permet d'obtenir une bonne solidité des coloris.
Description
~80~
I Dl 4069 La présente invention concerne un procédé de teinture en continu de fils et fibres à base de polychlorure de vinyle au cours de leur élaboration.
Les fibres à base de PVC sont appréciées dans le domaine textile en raison de certaines propriétés particulières : inin-flammabilité, résistance à la lumière, inertie chimique et leur pouvoir d'isolation thermique, électrique, acoustique.
Les textiles à base de polychlorure de vinyle sont habituel-lement colorés par teinture dans la masse au cours de leur production : mais si ce procédé permet d'obtenir des couleurs de bonne solidité, tout changement de coloris constitue des ~; contraintes qui rendent ce procédé peu économique.
Les fibres peuvent également être teintes à partir d'une solution ou dispersion aqueuse de colorants, les colorants les plus courants étant les colorants dispersés et les colorants basiques. Les colorants n'ont pas d'affinité chimique pour la fibre de sorte que la fibre teinte est constituée par une solu-tion solide de colorant dans le polymère. Le proc~ssus de tein-ture consiste à obtenir cette solution en mettant la fibre écrue en présence d'une solution ou d'une dispersion aqueuse des colorants et à porter l'ensemble à une température permettant d'accélérer la vitesse de montée des colorants sans alterer le caractère textile de la fibre.
Les fibres faites à partir de polychlorure de vinyle atac-tique sont des fibres pratiquement amorphes, c'est-à-dire de cristallinité très faible (ne depassant généralement pas 9 %) qui est celle du polymère de départ.
Il s'ensuit que ces fibres ont la propriete de se retracter lorsqu'elles sont soumises à une eempérature supérieure à lOO~C
'~
1 ~ .
et en se rétractant elles yerdent leurs propriétés mécani-ques: la résistance baisse et l'allongement augmente si bien que au-delà de 100~C la travaillabilité desdites fibres devient difficile voire même impossible.
De ce fait, les procédés de -tein-ture des fibres à
base de polychlorure de vinyle connues à ce jour ne dépas-sent pas la température de 100~C et nécessitent des durées de teinture importantes pour compenser la faible température de fixation: les fibres peuvent être teintes en bourre ou en câble en discontinu et l'opération de teinture dure alors plusieurs heures. ~lles peuvent aussi, lorsqu'elles sont sous forme de câble, être teintes en continu à des tempé-ratures de l'ordre de 100~C mais les temps de séjour sont élevés de sorte que les vitesses de teinture sont faibles et les procédés onéreux.
Il a maintenant été trouvé qu'il était possible de teindre en continu des fibres à base de polychlorure de vinyle atactique à des températures élevées et de manière très rapide avec une bonne solidité des coloris.
Selon la présente invention, il est prévu un procédé de teinture en continu de fils à base de poly-chlorure de vinyle atactique, obtenus par filage à sec, caractérisé par le fait que:
- les filaments sont étirés en une ou plusieurs phase, - imprégnés par une composition de tein-ture maintenue à
une température comprise entre 60 et 90~C et contenant au moins un colorant plastosoluble, les filaments possèdant, au moment de l'imprégnation, une densité comprise entre 1,3 et 1,4 g/cm3, et le câble de filaments contenant alors de 10 à
30% en poids d'eau, - stabilisés sous une tension telle que le titre des filaments reste constant, en présence de vapeur d'eau sous pression à une température comprise entre 100 et 130 degrésC
pendant 2 à 20 secondes.
iZ80~
- 2a -- ensimés e-t rétractés en milieu aqueux.
., De préférence, les filaments, au moment de l'imprégnation, sont soumis à une contrainte de 0,05 à 0,3S
g/dtex, et ces filaments sont stabilisés ~ une temp~rature comprise entre 115 et 125~C pendant 5 à 15 secondes.
Dans la présente demande, sous l'expression "poly-chlorure de vinyle", on entend:
/
/
,~
~2~05~5 - l'homopolymère de chlorure de vinyle ordinaire, ~ prédomlnance atactique (c'est-à-dire obtenu par polymérisation à chaud) de poids moléculaire moyen en nombre Mn de 50 000 ~ 120 000, de préférence 60 000 à 90 000, et de température de transition du second ordre Tg 65 a 85~C, d'indice AFNOR, envlron 120 (selon la norme AFNOR T 51 013).
- les copolymères contenant au moins 85 % en poids de chlorure de vinyle et ~usqu'à 15 % d'un comonomère copolymérisable avec le chlorure de vinyle tel que l'acétate de vinyle, les esters et éthers vinyliques et (méth)acryliques, l'acrylonitrile, les oléfines telles que l'éehylène, etc - les mélan2es de polychlorure de vinyle ou d'un copolymère de chlorure de vinyle tel que défini ci-tessus avec un autre poly-mère de manière à améliorer les caractéristiques des articles obtenus (affinité tinctoriale, tenue thermique par exemple).
Parmi ces polymères, on peut citer les esters cellulosiques, la cellulose cyanoéthylée, l'alcool polyvinylique modifié par des sites esters, ou cyanoéthylé, le polyacrylonitrile, le poly-chlorure de vinyle surchloré dont la température de transition du second ordre est genéralement au moins 100~C, d'indice AFNOR
environ 110, le polychlorure de vinyle atactique ou son copoly-mère étant présent en p~oportion d'au moins 75 % de préférence 80 %, dans le mélange de polymères mais à condition que le melange de polymères obtenus comporte au moins 75 ~ ou 80 % en poids d'unites chlorure de vinyle à predominance atactique.
Dans le cadre de la presente invention, l'homopolymère de chlorure de vinyle est utilise de manière preferentielle.
Les fils et fibres selon la présente demande sont prepares selon le procede dit de filage à sec à partir de solutions de i 30 polymère de concentration generalement comprise entre 20 et 30 %
en poids.
Après le filage à sec, les filaments sont etirés pour leur conférer une orientation moléculaire et améliorer leurs caracté-ristiques mécaniques à un taux generalement compris enere 3 et 6 ~
~aos~;5 De préférence, l'étirage est precede d'un préchau~fage des filaments, par exemple dans l'eau à des temperatures comprises entre 60 et 100~C, plus généralement entre 75 et 90~C.
L'étirage proprement dit peut être effectue en un ou deux stades, mais on préfère elever progressivement la temperature des filaments par prechauffage puis effectuer un premier etirage dans un bain chauffe maintenu par exemple entre 75 et 95~C, et second étirage en continu a une température un peu plus elevée que celle du premier, de préférence entre 85 et 100~C, le taux d'étirage global étant de preference compris entre 3 et 6 X.
Le traite~ent d'imprégnation est realise en continu directe-ment apres l'etirage.
Il est généralement effectue par la technique connue de foulardage au moyen dlune composition contenant au moins un colorant plastosoluble, mais egalement eventuellement en presence d'adjuvants tels que des agents epaississants, mouillants, acidifiants, géneralemen~ en dispersion dans de l'eau deminera-lisee ou tout autre vehiculeur convenable.
L'impregnation est generalement effectuee au moyen d'un bain maintenu entre 60 et 90~C, de preference entre 70 et 80~C.
Il est également preferable de prévoir plusieurs passages dans le bain d'imprégnation, en général de 1 a 3.
La concentration de colorants est déterminée pour obtenir le coloris voulu, compte te~u d'un taux d'exprimage determine qui correspond à la relation :
Poids de matière après foulardage-poids de matiere seche E - - - x 100 ~ Poids de matière sèche Le taux d'exprimage est généralement compris entre 15 et 25 % et correspond à la quantité de bain absorbé par les fils.
De manière surprenante, on a constate qu'une bonne sclidite des coloris est obtenue lorsque la teneur en eau de la meche de filaments, au moment de l'impregnation, est comprise entre 10 et 30 %, de préference entre 15 et 25 % en poids et qu~ils sont ~L2805'~iS
soumis à une contrainte spécifique comprise entre 0,05 et 0,35 g/dtex, l'eau contenue dans la mèche étant de l'eau inters-titielle entralnée au cours du processus d'étirage.
Par contre, au moment de l'imprégnation, les ~ilaments ne contiennent pas d'eau de gonflement, (c'est-à-dire qu'ils sont substantiellement anhydres), et possèdent une densite comprise entre 1,3 et 1,4 g/cm3 mesuree après lyophilisation à une temperature de l'ordre de - 15~C sous une pression de 80 a 90 millitorrs de la manière suivante :
Principe de la méthode :
Une première pesee de l'échantillon est effectuée dans l'air : M = vd (en négligeant la poussee de l'air).
Une deuxieme pesée est realisee après immersion dans une huile de silicone de densite d' :
M' = Vd - Vd' On déduit :
d = M d' M - M' Appareilla~e :
. Paniers porte-échantillon numerotes.
. Cristallisoir de 20 cm de diamètre.
. Dessicateur de 22 cm de diamètre avec robinet.
. Pompe à vide (assurant 1 mm de Hg).
. Ralance au 1/10 équipee pour pesées par dessous.
. Fil Nylon*15 den. avec petit crochet.
. Bain thermostaté au 1/10 de degré placé sous la balance.
. Becher de 3 litres.
. Thermomètre au 1/10 de degre.
. Electrode d'aluminium (Ets F.C. DANNATT, 19S, rue St-Jacques PARIS 5e) de 6,25 mm de diamètre sur 15 cm de hauteur percée à une extremité.
Réactif :
Huile de silicone 47 V 50*(R~ONE-POULENC~ 5 litres environ.
* Nylon n'est pas une marque de commerce * 47 V 50 est une marque de commerce O~;S
Echantillon :
Poids varlable compris entre 1 et 3 grammes. (La préclslon sera d'autant meilleure que le poids sera plus grand).
Mode opératoire : Mesure proprement dite . Nouer le fil Nylon attaché au crochet de la balance de facon qu'il ne touche plus le liqulde d'immersion.
. Régler la balance au 0.
. Peser l'échantillon sur le plateau de la balance M.
. Le mettre dans un panier préalablement étalonné par pesee dans l'huile à la température de l'essai - poids : m (tare).
. Immerger le panier dans le cristallisoir contenant de l'huile de silicone.
. Mettre le crlstallisoir dans le dessicateur que l'on branchera sur la pompe à vide (au début du dégazage, il est bon de surveil-ler attentivement l'opération : l'air de l'échantillon s'échap-pant trop brutalement risque d'entra~ner le fil hors du panier ou de donner lieu à un bouillonnement intense qui ferait déborder l'huille du cristallisoir ; dans ce cas, arrêter la pompe quel-ques instants et la remettre en marche quand le bouillonnement s'apaise).
. Laisser dégazer 1/2 heure en faisant vibrer le dessicateur pendant les 10 dernières minutes pour faciliter le départ de l'air.
. Fermer le robinet du dessicateur.
. Arrêter la pompe à vide, la debrancher.
. Casser très lentement le vide à l'intérieur du dessicateur.
. Faire passer rapidement les panier~ porte-échantillon dans le bain d'huile ~hermostate.
. Laisser la température s'équilibrer pendant 6 heures environ (ce temps dépend de la temperature extérieure et du nombre d'échantillons).
La température doit être réglee au 1/10 de degre.
~L2805~
. Dénouer le fil Nylon et faire tremper le petit crochet dans l'huile.
. Régler la balance au 0.
. Attacher le panier au crochet en prenant soin de ne pas le sortir du liquide ~se servir pour cela d'un autre crochet à
longue tige rigide).
. Effectuer la pesée : m' de laquelle nous déduirons le poids M' de l'échantillon immergé :
M' = m' - m Expression du resultat : Densité
d = M d' M - M' d' etant la densite de l'huile de silicone à la temperature de l'essai, l'huile de silicone etant prealablement etalonnee.
Après la phase d'impregnation realisée dans les conditions exposées ci-dessus, les filaments subissent un traitement de stabilisation en continu pour éviter le retrait résiduel des fils, en présence de vapeur d'eau, et sous tension, à une tem-pérature comprise entre 100 et 130~C, de préférence entre 105 et 115~C, pendant une durée comprise entre 2 et 20 secondes, de préférence entre 5 et 15 secondes. Le traitement de stabilisation du retrait permet de fixer, de manière satisfaisante, les colo-rants montés sur la fibre.
Il est tout à fait surprenant qu'une durée aussi faible de stabilisation du retrait permette é~alement une bonne fixation du colorant.
Les fils sortant de l'appareil de fixation sont généralement ensimés avant d'être soumis, de préférence, en continu, à une retraction libre qui peut être effectuee dans l'eau bouillante pendant une duree variable, par exemple au moins 10 minutes, en general 10 à 20 minutes ou même plus, ou dans la vapeur d'eau saturée, par exemple par passage dans une buse telle que décrite dans le brevet français n~ 83 329/1 289 491. Dans une telle buse, ~2805F~S
les filaments sont traités par de la vapeur d'eau saturée à une température comprise entre 105 et 130~C et sont simultanément rétractés et frisés, ce qui permet une meilleure travalllabilité
textile ultérieure. De même, lorsque la rétraction est effectuée dans l'eau bouillante, elle est précédée de préférence par un frisage mécanique.
Un tel procédé peut être réalisé en continu jusqu'à la phase de rétraction, ce qui permet une mise en oeuvre industriellement facile et présente un intérêt économique important, d'autant plus que, à l'échelle industrielle, le procédé selon l'invention peut être appliqué à des câbles comprenant un tres grand nombre de brins provenant de plusieurs cellules de filage pour obtenir des câbles constitués d'au moins 100 000 filaments, pouvant aller jusqu'a 1 million de brins ou meme plus.
La solidité des coloris au lavage est effectuée selon la norme IS0 105-E-01, à la sueur selon la norme ISO 105-E-04 et à
la lumière selon la norme ISO 105-B-01.
Exemple 1 -On prépare une solution de polychlorure de vinyle atactique (indice AFNOR 120 - taux de chlore 56,5 %) dans un melange sulfure de carbonelacétone à 50¦50 en volume, de concentration en polymère 28 %.
La solution maintenue à 70~C est filée a sec de manière connue puis les filaments sont préchauffés dans un bain d'eau maintenu à 80~C, étirés une première fois à un taux de 3,3 X dans un bain maintenu à 80~C, etires de nouveau à un taux de 1,35 X
dans un second bain maintenu à 97~C, le taux d'etirage total etant de 4,45 X. La vitesse de sortie d'etirage est alors de 110 m/min.
3~ Les filaments ont une densite de 1,3 g/cm et la meche de filaments contient 18 ~ dleau. Les filaments, maintenus sous une contrainte de 0,15 g/dtex, sont ensuite imprégnés en continu avec une composition de teinture maintenue à 80~C ayant la formulation suivante :
- 100 g!l de colorant plastosoluble (CI disperse Red 4), ~' ~.~
~8()~
_ 9 _
I Dl 4069 La présente invention concerne un procédé de teinture en continu de fils et fibres à base de polychlorure de vinyle au cours de leur élaboration.
Les fibres à base de PVC sont appréciées dans le domaine textile en raison de certaines propriétés particulières : inin-flammabilité, résistance à la lumière, inertie chimique et leur pouvoir d'isolation thermique, électrique, acoustique.
Les textiles à base de polychlorure de vinyle sont habituel-lement colorés par teinture dans la masse au cours de leur production : mais si ce procédé permet d'obtenir des couleurs de bonne solidité, tout changement de coloris constitue des ~; contraintes qui rendent ce procédé peu économique.
Les fibres peuvent également être teintes à partir d'une solution ou dispersion aqueuse de colorants, les colorants les plus courants étant les colorants dispersés et les colorants basiques. Les colorants n'ont pas d'affinité chimique pour la fibre de sorte que la fibre teinte est constituée par une solu-tion solide de colorant dans le polymère. Le proc~ssus de tein-ture consiste à obtenir cette solution en mettant la fibre écrue en présence d'une solution ou d'une dispersion aqueuse des colorants et à porter l'ensemble à une température permettant d'accélérer la vitesse de montée des colorants sans alterer le caractère textile de la fibre.
Les fibres faites à partir de polychlorure de vinyle atac-tique sont des fibres pratiquement amorphes, c'est-à-dire de cristallinité très faible (ne depassant généralement pas 9 %) qui est celle du polymère de départ.
Il s'ensuit que ces fibres ont la propriete de se retracter lorsqu'elles sont soumises à une eempérature supérieure à lOO~C
'~
1 ~ .
et en se rétractant elles yerdent leurs propriétés mécani-ques: la résistance baisse et l'allongement augmente si bien que au-delà de 100~C la travaillabilité desdites fibres devient difficile voire même impossible.
De ce fait, les procédés de -tein-ture des fibres à
base de polychlorure de vinyle connues à ce jour ne dépas-sent pas la température de 100~C et nécessitent des durées de teinture importantes pour compenser la faible température de fixation: les fibres peuvent être teintes en bourre ou en câble en discontinu et l'opération de teinture dure alors plusieurs heures. ~lles peuvent aussi, lorsqu'elles sont sous forme de câble, être teintes en continu à des tempé-ratures de l'ordre de 100~C mais les temps de séjour sont élevés de sorte que les vitesses de teinture sont faibles et les procédés onéreux.
Il a maintenant été trouvé qu'il était possible de teindre en continu des fibres à base de polychlorure de vinyle atactique à des températures élevées et de manière très rapide avec une bonne solidité des coloris.
Selon la présente invention, il est prévu un procédé de teinture en continu de fils à base de poly-chlorure de vinyle atactique, obtenus par filage à sec, caractérisé par le fait que:
- les filaments sont étirés en une ou plusieurs phase, - imprégnés par une composition de tein-ture maintenue à
une température comprise entre 60 et 90~C et contenant au moins un colorant plastosoluble, les filaments possèdant, au moment de l'imprégnation, une densité comprise entre 1,3 et 1,4 g/cm3, et le câble de filaments contenant alors de 10 à
30% en poids d'eau, - stabilisés sous une tension telle que le titre des filaments reste constant, en présence de vapeur d'eau sous pression à une température comprise entre 100 et 130 degrésC
pendant 2 à 20 secondes.
iZ80~
- 2a -- ensimés e-t rétractés en milieu aqueux.
., De préférence, les filaments, au moment de l'imprégnation, sont soumis à une contrainte de 0,05 à 0,3S
g/dtex, et ces filaments sont stabilisés ~ une temp~rature comprise entre 115 et 125~C pendant 5 à 15 secondes.
Dans la présente demande, sous l'expression "poly-chlorure de vinyle", on entend:
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~2~05~5 - l'homopolymère de chlorure de vinyle ordinaire, ~ prédomlnance atactique (c'est-à-dire obtenu par polymérisation à chaud) de poids moléculaire moyen en nombre Mn de 50 000 ~ 120 000, de préférence 60 000 à 90 000, et de température de transition du second ordre Tg 65 a 85~C, d'indice AFNOR, envlron 120 (selon la norme AFNOR T 51 013).
- les copolymères contenant au moins 85 % en poids de chlorure de vinyle et ~usqu'à 15 % d'un comonomère copolymérisable avec le chlorure de vinyle tel que l'acétate de vinyle, les esters et éthers vinyliques et (méth)acryliques, l'acrylonitrile, les oléfines telles que l'éehylène, etc - les mélan2es de polychlorure de vinyle ou d'un copolymère de chlorure de vinyle tel que défini ci-tessus avec un autre poly-mère de manière à améliorer les caractéristiques des articles obtenus (affinité tinctoriale, tenue thermique par exemple).
Parmi ces polymères, on peut citer les esters cellulosiques, la cellulose cyanoéthylée, l'alcool polyvinylique modifié par des sites esters, ou cyanoéthylé, le polyacrylonitrile, le poly-chlorure de vinyle surchloré dont la température de transition du second ordre est genéralement au moins 100~C, d'indice AFNOR
environ 110, le polychlorure de vinyle atactique ou son copoly-mère étant présent en p~oportion d'au moins 75 % de préférence 80 %, dans le mélange de polymères mais à condition que le melange de polymères obtenus comporte au moins 75 ~ ou 80 % en poids d'unites chlorure de vinyle à predominance atactique.
Dans le cadre de la presente invention, l'homopolymère de chlorure de vinyle est utilise de manière preferentielle.
Les fils et fibres selon la présente demande sont prepares selon le procede dit de filage à sec à partir de solutions de i 30 polymère de concentration generalement comprise entre 20 et 30 %
en poids.
Après le filage à sec, les filaments sont etirés pour leur conférer une orientation moléculaire et améliorer leurs caracté-ristiques mécaniques à un taux generalement compris enere 3 et 6 ~
~aos~;5 De préférence, l'étirage est precede d'un préchau~fage des filaments, par exemple dans l'eau à des temperatures comprises entre 60 et 100~C, plus généralement entre 75 et 90~C.
L'étirage proprement dit peut être effectue en un ou deux stades, mais on préfère elever progressivement la temperature des filaments par prechauffage puis effectuer un premier etirage dans un bain chauffe maintenu par exemple entre 75 et 95~C, et second étirage en continu a une température un peu plus elevée que celle du premier, de préférence entre 85 et 100~C, le taux d'étirage global étant de preference compris entre 3 et 6 X.
Le traite~ent d'imprégnation est realise en continu directe-ment apres l'etirage.
Il est généralement effectue par la technique connue de foulardage au moyen dlune composition contenant au moins un colorant plastosoluble, mais egalement eventuellement en presence d'adjuvants tels que des agents epaississants, mouillants, acidifiants, géneralemen~ en dispersion dans de l'eau deminera-lisee ou tout autre vehiculeur convenable.
L'impregnation est generalement effectuee au moyen d'un bain maintenu entre 60 et 90~C, de preference entre 70 et 80~C.
Il est également preferable de prévoir plusieurs passages dans le bain d'imprégnation, en général de 1 a 3.
La concentration de colorants est déterminée pour obtenir le coloris voulu, compte te~u d'un taux d'exprimage determine qui correspond à la relation :
Poids de matière après foulardage-poids de matiere seche E - - - x 100 ~ Poids de matière sèche Le taux d'exprimage est généralement compris entre 15 et 25 % et correspond à la quantité de bain absorbé par les fils.
De manière surprenante, on a constate qu'une bonne sclidite des coloris est obtenue lorsque la teneur en eau de la meche de filaments, au moment de l'impregnation, est comprise entre 10 et 30 %, de préference entre 15 et 25 % en poids et qu~ils sont ~L2805'~iS
soumis à une contrainte spécifique comprise entre 0,05 et 0,35 g/dtex, l'eau contenue dans la mèche étant de l'eau inters-titielle entralnée au cours du processus d'étirage.
Par contre, au moment de l'imprégnation, les ~ilaments ne contiennent pas d'eau de gonflement, (c'est-à-dire qu'ils sont substantiellement anhydres), et possèdent une densite comprise entre 1,3 et 1,4 g/cm3 mesuree après lyophilisation à une temperature de l'ordre de - 15~C sous une pression de 80 a 90 millitorrs de la manière suivante :
Principe de la méthode :
Une première pesee de l'échantillon est effectuée dans l'air : M = vd (en négligeant la poussee de l'air).
Une deuxieme pesée est realisee après immersion dans une huile de silicone de densite d' :
M' = Vd - Vd' On déduit :
d = M d' M - M' Appareilla~e :
. Paniers porte-échantillon numerotes.
. Cristallisoir de 20 cm de diamètre.
. Dessicateur de 22 cm de diamètre avec robinet.
. Pompe à vide (assurant 1 mm de Hg).
. Ralance au 1/10 équipee pour pesées par dessous.
. Fil Nylon*15 den. avec petit crochet.
. Bain thermostaté au 1/10 de degré placé sous la balance.
. Becher de 3 litres.
. Thermomètre au 1/10 de degre.
. Electrode d'aluminium (Ets F.C. DANNATT, 19S, rue St-Jacques PARIS 5e) de 6,25 mm de diamètre sur 15 cm de hauteur percée à une extremité.
Réactif :
Huile de silicone 47 V 50*(R~ONE-POULENC~ 5 litres environ.
* Nylon n'est pas une marque de commerce * 47 V 50 est une marque de commerce O~;S
Echantillon :
Poids varlable compris entre 1 et 3 grammes. (La préclslon sera d'autant meilleure que le poids sera plus grand).
Mode opératoire : Mesure proprement dite . Nouer le fil Nylon attaché au crochet de la balance de facon qu'il ne touche plus le liqulde d'immersion.
. Régler la balance au 0.
. Peser l'échantillon sur le plateau de la balance M.
. Le mettre dans un panier préalablement étalonné par pesee dans l'huile à la température de l'essai - poids : m (tare).
. Immerger le panier dans le cristallisoir contenant de l'huile de silicone.
. Mettre le crlstallisoir dans le dessicateur que l'on branchera sur la pompe à vide (au début du dégazage, il est bon de surveil-ler attentivement l'opération : l'air de l'échantillon s'échap-pant trop brutalement risque d'entra~ner le fil hors du panier ou de donner lieu à un bouillonnement intense qui ferait déborder l'huille du cristallisoir ; dans ce cas, arrêter la pompe quel-ques instants et la remettre en marche quand le bouillonnement s'apaise).
. Laisser dégazer 1/2 heure en faisant vibrer le dessicateur pendant les 10 dernières minutes pour faciliter le départ de l'air.
. Fermer le robinet du dessicateur.
. Arrêter la pompe à vide, la debrancher.
. Casser très lentement le vide à l'intérieur du dessicateur.
. Faire passer rapidement les panier~ porte-échantillon dans le bain d'huile ~hermostate.
. Laisser la température s'équilibrer pendant 6 heures environ (ce temps dépend de la temperature extérieure et du nombre d'échantillons).
La température doit être réglee au 1/10 de degre.
~L2805~
. Dénouer le fil Nylon et faire tremper le petit crochet dans l'huile.
. Régler la balance au 0.
. Attacher le panier au crochet en prenant soin de ne pas le sortir du liquide ~se servir pour cela d'un autre crochet à
longue tige rigide).
. Effectuer la pesée : m' de laquelle nous déduirons le poids M' de l'échantillon immergé :
M' = m' - m Expression du resultat : Densité
d = M d' M - M' d' etant la densite de l'huile de silicone à la temperature de l'essai, l'huile de silicone etant prealablement etalonnee.
Après la phase d'impregnation realisée dans les conditions exposées ci-dessus, les filaments subissent un traitement de stabilisation en continu pour éviter le retrait résiduel des fils, en présence de vapeur d'eau, et sous tension, à une tem-pérature comprise entre 100 et 130~C, de préférence entre 105 et 115~C, pendant une durée comprise entre 2 et 20 secondes, de préférence entre 5 et 15 secondes. Le traitement de stabilisation du retrait permet de fixer, de manière satisfaisante, les colo-rants montés sur la fibre.
Il est tout à fait surprenant qu'une durée aussi faible de stabilisation du retrait permette é~alement une bonne fixation du colorant.
Les fils sortant de l'appareil de fixation sont généralement ensimés avant d'être soumis, de préférence, en continu, à une retraction libre qui peut être effectuee dans l'eau bouillante pendant une duree variable, par exemple au moins 10 minutes, en general 10 à 20 minutes ou même plus, ou dans la vapeur d'eau saturée, par exemple par passage dans une buse telle que décrite dans le brevet français n~ 83 329/1 289 491. Dans une telle buse, ~2805F~S
les filaments sont traités par de la vapeur d'eau saturée à une température comprise entre 105 et 130~C et sont simultanément rétractés et frisés, ce qui permet une meilleure travalllabilité
textile ultérieure. De même, lorsque la rétraction est effectuée dans l'eau bouillante, elle est précédée de préférence par un frisage mécanique.
Un tel procédé peut être réalisé en continu jusqu'à la phase de rétraction, ce qui permet une mise en oeuvre industriellement facile et présente un intérêt économique important, d'autant plus que, à l'échelle industrielle, le procédé selon l'invention peut être appliqué à des câbles comprenant un tres grand nombre de brins provenant de plusieurs cellules de filage pour obtenir des câbles constitués d'au moins 100 000 filaments, pouvant aller jusqu'a 1 million de brins ou meme plus.
La solidité des coloris au lavage est effectuée selon la norme IS0 105-E-01, à la sueur selon la norme ISO 105-E-04 et à
la lumière selon la norme ISO 105-B-01.
Exemple 1 -On prépare une solution de polychlorure de vinyle atactique (indice AFNOR 120 - taux de chlore 56,5 %) dans un melange sulfure de carbonelacétone à 50¦50 en volume, de concentration en polymère 28 %.
La solution maintenue à 70~C est filée a sec de manière connue puis les filaments sont préchauffés dans un bain d'eau maintenu à 80~C, étirés une première fois à un taux de 3,3 X dans un bain maintenu à 80~C, etires de nouveau à un taux de 1,35 X
dans un second bain maintenu à 97~C, le taux d'etirage total etant de 4,45 X. La vitesse de sortie d'etirage est alors de 110 m/min.
3~ Les filaments ont une densite de 1,3 g/cm et la meche de filaments contient 18 ~ dleau. Les filaments, maintenus sous une contrainte de 0,15 g/dtex, sont ensuite imprégnés en continu avec une composition de teinture maintenue à 80~C ayant la formulation suivante :
- 100 g!l de colorant plastosoluble (CI disperse Red 4), ~' ~.~
~8()~
_ 9 _
- 2 gtl d'agent mouillant du type éther polyglycol sulfoné connu sous la marque "UNIPEROL W"*(B.A.S.F.), - 2 g/l d'agent dispersant : mélange de solvant et dérivé anio-nique d'acide gras connu sous la marque SILVATOL 1 (CIBA), - 10 g/l d'epaississant de type polyacrylonitrile estérifie connu sous la marque SOLIDOKOLL K (HOECHST), - 1 cc/l d'acide acetique, - complément à 100 % en eau démineralisee, - pH de la composition 4-5, - le taux d'exprimage est de 20 %, - les filaments sont ensuite en continu stabilises sous tension, (une contrainte de 0,15 g/dtex) en presence de vapeur d'eau sous pression à une temperature de 120~C pendant 3 secondes, puis sont ensimes, soumis à l'etat libre à une retraction dans un bain d'eau bouillante pendant 20 minutes puis frises mecaniquement de manière connue. Le rendement coloristique (taux de colorant fixe par rapport au taux de colorant impregnant la fibre) est de 98 ~
et la solidite des coloris au lavage (selon la norme ISO 105-E-01) à 60~C est de 5 et la solidite lumière mesuree du Xenotest est de 4-5 (360 h à 20~ et 70 % HR) selon la norme ISO 105-B-01.
Exemple 2 -On prepare une solution de polychlorure de vinyle d'indice AFNOR 120 et de taux de chlore de 56,5 % et de polychlorure de vinyle surchlore avec un taux de chlore de 67,5 % ; dans un melange solvant de sulfure de carbone et ace~one 50/50 en volume.
Le rapport du poids de polychlorure de vinyle surchlore par rapport au poids total de polymère est de 0,15.
La solution concentree à 27 % en polymère est apres filtra-tion filee à sec à la température de 70~C.
Le câble filé de 850 000 filaments de 14 dtex chacun est réchauffé à la temperature de 85~C dans un bain d'eau chaude sous une contrainte de 0,065 g/dtex, puis étiré une première fois dans * UNIPEROL W, * SILVATOL 1, et ~SOLIDOKOLL K sont des marques de commerce.
.
' ' :
8()S~
- lO -de l'eau chaude à 87~C au taux de 6,0 X à la vitesse de 102 m/m1n sous une contrainte de 0,35 g/dtex.
A la sortie de l'étirage, il contient l9 % d'eau et la densité de la fibre est de 1,350 g/cm3.
Il est imprégné par une composition de composition ci-après maintenue à 70~C à la vitesse de 102 m/min sous une contrainte de 0,20 g/dtex:
- 85 g/l de colorant disperse (CI disperse Orange 30) - 2 g/l d'agent mouillant du type éther polyglycol sulfoné
connu sous la marque "UNIPEROL W" (B.A.S.F.) - 10 g/l d'épaississant,du type polyacrylonitrile estérifié
connu sous la marque SOLIDOKOLL K (HOECHST) - 2 g/l d'agent dipersant: mélange de solvant et dérivé anio-nique d'acide gras connu sous la marque SILVATOL 1 (CIBA) - 1 cc/l d'acide acétique - pH de la composition 4-5 - Température de la composition = 65~C
- Rendement coloristique: 90 %
- Taux d'exprimage du foulard: 20 %
- Taux du colorant: 1,5 % de " CI Disperse orange 30".
Il est traité dans un tube vapeur à la température de 126~C pendant 2,7 secondes, sous une contrainte de 0,20 g/dtex, il est ensuite ensimé et rétracté à la continue par passage dans une tuyèxe alimentée à la vapeur d'eau à 105~C, frisé
puis séché; un titre final de 3,4 dtex est obtenu.
Diverses solidités des coloris sont mesurées:
à la lumière : 4-5 au lavage : 5-6 à la sueur : 4-5.
et la solidite des coloris au lavage (selon la norme ISO 105-E-01) à 60~C est de 5 et la solidite lumière mesuree du Xenotest est de 4-5 (360 h à 20~ et 70 % HR) selon la norme ISO 105-B-01.
Exemple 2 -On prepare une solution de polychlorure de vinyle d'indice AFNOR 120 et de taux de chlore de 56,5 % et de polychlorure de vinyle surchlore avec un taux de chlore de 67,5 % ; dans un melange solvant de sulfure de carbone et ace~one 50/50 en volume.
Le rapport du poids de polychlorure de vinyle surchlore par rapport au poids total de polymère est de 0,15.
La solution concentree à 27 % en polymère est apres filtra-tion filee à sec à la température de 70~C.
Le câble filé de 850 000 filaments de 14 dtex chacun est réchauffé à la temperature de 85~C dans un bain d'eau chaude sous une contrainte de 0,065 g/dtex, puis étiré une première fois dans * UNIPEROL W, * SILVATOL 1, et ~SOLIDOKOLL K sont des marques de commerce.
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' ' :
8()S~
- lO -de l'eau chaude à 87~C au taux de 6,0 X à la vitesse de 102 m/m1n sous une contrainte de 0,35 g/dtex.
A la sortie de l'étirage, il contient l9 % d'eau et la densité de la fibre est de 1,350 g/cm3.
Il est imprégné par une composition de composition ci-après maintenue à 70~C à la vitesse de 102 m/min sous une contrainte de 0,20 g/dtex:
- 85 g/l de colorant disperse (CI disperse Orange 30) - 2 g/l d'agent mouillant du type éther polyglycol sulfoné
connu sous la marque "UNIPEROL W" (B.A.S.F.) - 10 g/l d'épaississant,du type polyacrylonitrile estérifié
connu sous la marque SOLIDOKOLL K (HOECHST) - 2 g/l d'agent dipersant: mélange de solvant et dérivé anio-nique d'acide gras connu sous la marque SILVATOL 1 (CIBA) - 1 cc/l d'acide acétique - pH de la composition 4-5 - Température de la composition = 65~C
- Rendement coloristique: 90 %
- Taux d'exprimage du foulard: 20 %
- Taux du colorant: 1,5 % de " CI Disperse orange 30".
Il est traité dans un tube vapeur à la température de 126~C pendant 2,7 secondes, sous une contrainte de 0,20 g/dtex, il est ensuite ensimé et rétracté à la continue par passage dans une tuyèxe alimentée à la vapeur d'eau à 105~C, frisé
puis séché; un titre final de 3,4 dtex est obtenu.
Diverses solidités des coloris sont mesurées:
à la lumière : 4-5 au lavage : 5-6 à la sueur : 4-5.
Claims (13)
1. Procédé de teinture en continu de fils à base de polychlorure de vinyle atactique, obtenus par filage à sec, dans lequel:
- les filaments sont étirés en une ou plusieurs phases, - imprégnés par une composition de teinture maintenu à
une température comprise entre 60 et 90 degrés C et contenant au moins un colorant plastosoluble, les filaments possèdant, au moment de l'imprégnation, une densité comprise entre 1,3 et 1,4 g/cm3, et le câble de filaments contenant alors de 10 à 30% en poids d'eau, - stabilisés sous une tension telle que le titre des filaments reste constant, en présence de vapeur d'eau sous pression à une température comprise entre 100 et 130 degrés C pendant 2 à 20 secondes, - ensimés et rétractés en milieu aqueux.
- les filaments sont étirés en une ou plusieurs phases, - imprégnés par une composition de teinture maintenu à
une température comprise entre 60 et 90 degrés C et contenant au moins un colorant plastosoluble, les filaments possèdant, au moment de l'imprégnation, une densité comprise entre 1,3 et 1,4 g/cm3, et le câble de filaments contenant alors de 10 à 30% en poids d'eau, - stabilisés sous une tension telle que le titre des filaments reste constant, en présence de vapeur d'eau sous pression à une température comprise entre 100 et 130 degrés C pendant 2 à 20 secondes, - ensimés et rétractés en milieu aqueux.
2. Procédé de teinture selon la revendication 1, dans lequel les filaments, au moment de l'imprégnation, sont soumis à une contrainte de 0,05 à 0,35 g/dtex.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les filaments sont stabilisés à une température comprise entre 115 et 125 degrés C pendant 5 à 15 secondes.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étirage est précédé d'un préchauffage des filaments.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le préchauffage des filaments est fait dans l'eau à des températures comprises entre 60 et 100 degrés C.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel pour l'étirage des filaments on élève la température des filaments par préchauffage, puis on effectue un premier étirage dans un bain chauffé à une première température prédéterminée, et un second étirage en continu à une deuxième température prédéterminée sensiblement plus élevée que ladite première température.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel ladite première température varie entre 75 et 95 degrés C et ladite deuxième température varie entre 85 et 100 degrés C, le taux d'étirage global étant compris entre 3 et 6 X.
8. Procédé selon la revendication 1, 4, 5, 6 ou 7, dans lequel l'imprégnation est réalisée en continu directement après l'étirage.
9. Procédé selon la revendication 1, 4, 5, 6 ou 7, dans lequel l'imprégnation est faite par plusieurs passages des filaments dans un bain d'imprégnation.
10. Procédé selon la revendication 1, 4, 6 ou 7, dans lequel la stabilisation se fait en continu.
11. Procédé selon la revendication 1, 4, 5, 6 ou 7, dans lequel la stabilisation est réalisée de manière à ce que le titre et la vitesse des filaments restent identiques à
l'entrée et à la sortie d'un dispositif de traitement.
l'entrée et à la sortie d'un dispositif de traitement.
12. Procédé selon la revendication 1, 4, 6 ou 7, dans lequel la stabilisation se fait à vitesse constante.
13. Procédé selon la revendication 1, 4, 6 ou 7, dans lequel lors de l'imprégnation, les filaments sont maintenus sous une tension comprise entre 0.15 et 0.25 g/dtex.
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| FR8504618A FR2579636B1 (fr) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | Procede de teinture de fils et fibres a base de polychlorure de vinyle |
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