Brevet FR2051597A1 — publié le 19710409

-i- 2051597 la présente invention concerne "un procédé pour conférer des propriétés semblables à celles de la soie, à des fils ou tissus composés de filament d1oxybenzoate de polyéthylène, qui consiste à traiter les fils ou les tissus avec une solution acide aqueuse contenant du dichromate, comme une solution d'acide sulfurique et d'un dichromate, jusqu'à ce qu'une partie de la couche superficielle du filament soit enlevée. l'invention concerne aussi l'agent de traitement utilisé. 1*oxybenzoate de polyéthylène donne une fibre synthétique,dont la formule structurelle a l'unité répétée suivante : On sait bien que cette fibre convient, à la préparation de fils ou de tissus ayant des propriétés semblables à celles de la soie, pour l'aspect, le toucher, la manipulation, la douceur, etc....» Pour obtenir des propriétés soyeuses améliorées, on traite les fils ou tissus de filament d1oxybenzoate de polyéthylène par des solutions alcalines, que l'on utilise de façon classique dans le traitement de fibres polyesters. Mais le traitement alcalin est cependant désavantageux, car l'hydrolyse de 1'oxybenzoate de polyéthylène se déroule à une vitesse beaucoup plus faible que celle du téréphtalate de polyéthylène. la demanderesse a découvert de façon surprenante et inattendue que l'on peut conférer des propriétés de la soie à des tissus ou fils de filaments d*oxybenzoate de polyéthylène ,comme le toucher, la manipulation, l'aspect ,etc.<> en les traitant avec une solution acide aqueuse contenant du dichromate. le procédé de l'invention n'implique pas les caractéristiques critiquables de ceux de l'art antérieur et conduit à une opération plus économique. On a déjà décrit dans le brevet U.S. ïf0 3 035 881, le traitement de fils et de tissus pour des solutions d'acide chromique, mais cela ne visait qu'à accroître l'aptitude à être teintes de ces matières et non à modifier leurs caractéristiques de toucher et leur texture. la présente invention comprend, d'une façon générale, un procédé pour conférer des propriétés de la soie à un tissu ou fil de filament d'oxybenzoate de polyéthylène ,consistant à traiter ceux-ci 00 70 25088 -2- 2051597 par une solution aqueuse acide contenant un dichromate. De plus, l'invention fournit un tel procédé dans lequel on effectue le contact avec la solution acide qui est, par exemple, une solution aqueuse dans l'acide sulfurique, de dichromate de potassium ou de 5 sodium, pendant un temps suffisant pour que les matières perdent de 5 à 40$ de leur poids* En particulier, on utilise une solution aqueuse contenant de 5 à 10$ pondéral de dichromate et 30 à 50 $ pondéral d'acide sulfurique; la solution est maintenue entre 80°C et son point d'ébullition jusqu'à ce que fil ou tissu ait perdu 10 de 5 à 40 $ pondéral. Ensuite, on chauffe les fils ou tissus,soit dans une atmosphère saturée d'eau, soit dans une atmosphère chaude et sèche. Dans un procédé selon la présente invention pour conférer des propriétés de la soie à des fils et tissus d'oxybenzoate de poly-15 éthylène, on met ceux-ci dans uae solution aqueuse acide contenant du.dichromate, avantageusement une solution aqueuse d'acide sulfurique et de dichromate, jusqu'à ce qu'une partie de la couche superficielle du filament soit enlevée. On lave ensuite les fils ou tissus avec un agent convenable comme de l'eau, avantageusement 20 contenant de l'alcali, pour en éliminer toutes traces d'acide et de dichromate. A la suite de ce traitement, on constate que le départ de la couche extérieure du filament provoque ainsi l'agrandissement des espaces libres et permet aux fils de se déplacer facilement. Bien que 25 l'on na connaisse pas exactement le mécanisme impliqué dans le présent procédé, on pense que les couches superficielles du filament sont éliminées probablement par dissolution ou oxydation,conférant plus ou moins d'irrégularité aux surfaces traitées des fils. Cela a pour conséquence de supprimer le brillant indésirable et le 30 toucher cireux non souhaitable de la fibre d1 oxybenzoate de polyéthylène; on constate que .la texture des fils et tissus traités ressemble à celle de la soie, en ce qui concerne le toucher et ses propriétés,, On peut préparer simplement les solutions aqueuses acides de di-35 chromate utilisées dans le procédé de l'invention en dissolvant un dichromate dans de l'eau chaude, en refroidissant la solution et y ajoutant un acide, habituellement de l'acide sulfurique. Il est bien entendu que l'on peut utiliser tout système qui fournit du chrome hexavalent ( Cr VI) en solution acide, le chrome (VI) appa-40 raît sous forme de CrO^= (pH élevé) et C20^= (faible pH) en so 70 25088 -3- 2051597 lutions acides. On appelle solutions d'acide chromique, des solutions contenant ces anions, bien que l'acide chromique libre soit inconnu.. De façon classique, on prépare ces solutions acides de Cr (VI) en dissolvant des âichromates, comme le dichromate de 5 " potassium ou de sodium dans des solutions acides. Il est facile d'utiliser une solution dans l'acide sulfurique, de dichromate de potassium. Cependant, on peutau'ssi utiliser des solutions acides aqueuses de dichromates, ainsi que de chromâtes, les concentrations du dichromate et de l'acide sulfurique utilisées dans le pro-10 cédé de la présente invention varient en fonction de la température de la solution acide à utiliser, la durée de contact et divers autres facteurs, comme par exemple l'état et les conditions du fil ou tissu traité (denier du filament, construction du tissu, etc..) On obtient d'excellents résultats lorsque l'on effectue le traite-15 ment dans des conditions qui font perdre au fil ou tissu de 5 à 40$1 de leur poids et avantageusement de 10 à 30$ de leur poids. Selon un aspect avantageux du procédé de la présente invention,on utilise une solution aqueuse contenant de 5 à 10$ (par exemple 7 à 8$) pondéral de dichromate et 30 à 50$ (par exemple 40 à 45$) pon-20 déral d'acide sulfurique. On peut traiter le fil ou tissu avec la solution acide-dichromate selon une quelconque méthode classique; par exemple, on peut les immerger dans la solution à température élevée ou bien les mettre en contact avec la solution puis les chauffer dans une atmosphère 25 saturée d'eau ou dans une atmosphère sèche et chaude (environ 120 à l60°0).0n lave ensuite l'article traité, avec de l'eau ou un agent convenable pour éliminer toute trace d'acide ou de dichromate à sa surface. Si on le désire, on peut ajouter à l'eau de lavage, un alcali convenable comme du carbonate de sodium, ou selon une va-30 riante, traiter l'article lavé à l'eau par un alcali pour neutraliser les traces d'acide. Si l'on utilise de l'alcali , on relave avantageusement l'article avec de l'eau pour éliminer les traees d'alcali. Ensuite, bn sèche l'article avantageusement a 100°G environ au pluso 35 Dans le procédé de la-présente invention, comme il y a une élimination partielle des couches superficielles des filaments, le denier diminue. Néanmoins, à l'exception de la diminution de la résistance totale de la matière, due à la diminution en denier, on ne constate à peu près aucun changement des propriétéss comme par 70 25088 -4- 2051597 exemple la résistance par denier. Ainsi le procédé de la présente invention permet d'éliminer ce qu'on appelle les propriétés critiquables de ressemblance à la cire de la fibre d1oxybenzoate de polyéthylène et de conférer fortement des propriétés de la soie à ces 5 fibres, d'une façon simple et économique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre de plusieurs exemples.non limitatifs de modes de réalisation suivant l'invention. EXEMPLE 1 On utilise des fils de filament d*oxybenzoate de 10 polyéthylène du type P-180 ,disponibles chez Unitika K.K. Japon, pour préparer un tissu simple tissé, (24 filaments, denier total =50) que l'on divise en plusieurs échantillons. On plonge chaque échantillon dans une solution aqueuse de diohromat'e de sodium et d'acide sulfurique à 95°C ; on obtient les résultats rassemblés 15 dans le tableau I. Le poids de la solution est cent fois celui de l'échantillon immergé. Après Immersion, on rince chaque échantillon à l'eau, avec une solution à 5$ de carbonate de sodium et enfin on les sèche à environ 95°C. On détermine le pourcentage de perte de poids de chaque échantillon et l'indique dans le tableau I. On 20 y indique aussi les concentrations en dichromate de sodium (A) et acide sulfurique (B) en parties pondérales, ainsi que les pourcentages de perte de poids des échantillons de tissu par rapport au poids initial, après traitement pendant 0,5 » 1» 2, 3 et 4 heures respectivement. Dé l'opinion d'un groupe d'experts, des essais 25 fonctionnels et d'autres essais physiques et chimiques effectués sur les échantillons d'essai énumérés dans le tableau I, il ressort qu'une perte de 10 à 50fa en poids du tissu initial, fournit un tissu traité qui présente les meilleures propriétés semblables à celles de la soie<> TABLEAU I Concentration Pourcentages pondéral de la perte A B eau Pi 5 1 2 3 . 4 h, 50 740 1000 1,6 4,5 10,7 16,4 19,5 100 740 1000 9,3 17,1 31,4 42,4 48,5 200 740 1000 35,0 50,3 64,4 74,5 86,5 100 180 1000 — — 0,4 1,2 1,8 100 550 1000 2,7 6,9 18,1 25,9 31,7 100 1100 1000 22,9 35,9 41,9 48,1 52,2 ORfâtMî» 70 25088 -5- 2051597 TiXBTCPLE 2 On prépare un. crêpe de chine avec un fil de filament d'oxybenzoate de polyéthylène du type P-120 (24 filaments, denier.total : 40) disponible chez ïïniti&a K0K0 Japon» On plonge ' le tissu dans une solution aqueuse contenant 120 parties pondéra-5 les de dichromate de potassium, 1000 parties pondérales d'acide sulfurique et 1000 parties pondérales d'eau, de la façon décrite dans l'exemple 1 si ce n'est que l'on traite le produit pendant 20 à 35 minutes, à environ 95-100°G„ On constate que le tissu traité présente un excellent drapé, souplesse et mouvement, ainsi que 10 les propriétés indiquées dans le tableau II. Dans ce tableau,on indique les données obtenues sur un tissu témoin traité à 1'alcali de façon classique, par une solution aqueuse de soude caustique (25° Bé ) pendant 80 minutes à température d'ébullition . (TABLEAU" II, page suivante) 15 Dans ce tableau, on indique une résistance à la traction mesurée par la méthode de la "bande effilochée" ,décrite dans ASTM D.1682. La "tenue générale" est une mesure de la douceur, la souplesse et le drapé d'un tissu; plus cette valeur est faible et meilleur est le drapé; on la mesure avec le Handle-O-Meter de la Thwing-ATbert 20 Corporation ,ÏÏ.S.A. On détermine le coefficient de frottement superficiel à partir de la formule : où P est le poids en grammes du tissu d'essai dans le plan horizontal et 1 est la force en grammes nécessaire pour déplacer ce tissu 25 d'essai le long de ce plan. Dh mesure la propriété de cisaillement d'un tissu, qui indique la souplesse du tissu, en mesurant la courbe de déformation -charge à l'aide de l'appareil décrit dans Textile Research Journal Yol. 31, ÏT° 2, 87-93 (Février, 1961); plus cette valeur est petite 30 et meilleure est la souplesse. TABLEAU II Propriété Tissu Perte de poids du tissu ($) Poids (g/m2) Densité {£11/2,5 cm) (chaîne > trame Résistance à la traction (kg)(chaîne ) trame Tenue générale (g) Coefficient de frottement superficiel ^chaîne ( Surface prise dans la Cisaille- courbe de cisaillement(cm2) Force de cisaillement(g) rtrame ment Chaîne trame chaîne 20 56.4 126 132 17»5 15,7 26.5 0,552 0,644 30 32 12 - 14 trame + 16 - 16 XI O traité Tissu témoin non trai- ro té ui 35 20 0 co 46,4 53,4 67,6 co 120 126 126 129 136 136 12,7 17,5 20,0 12,7 16,3 18,0 19,4 25,1 80,0 0,404 0,441 0,311 0,501 0,601 0,312 12 18 86 12 18 78 + 4 ±8 +36 - 4 -9 -31 +6 +9 +37 - 6 -10 -28 i m ro o t—^ VJI VD 70 25088 "7" 2051597 •RnrRMPT.'Fi 5 :- On" prépare un twill d1 oxybenzoate de polyéthylène (36 filaments, denier total : 50 ) (chaîne) et 36 filaments, denier total : 70 (trame) à partir de filaments d'oxybenzoate de polyéthylène respectivement des types P-120 et P-180, disponibles chez 5 Unitika Japon .On plonge le tissu dans une solution aqueuse contenant 400 parties pondérales de dichromate de sodium, 1000 parties pondérales d'acide sulfurique et 1000 parties pondérales d'eau, pendant 5 secondes à température ambiante; on le presse à 50$ et chauffe pendant 20 minutes à 100°C dans une atmosphère saturée de 10 vapeur d'eau (100$ d'humidité relative).On rince alors le tissu successivement avec de l'eau, une solution à 3$ de carbonate de sodium, de l'eau et on le sèche enfin. Il y a une perte d'environ 20$ en poids par rapport au tissu initial et le tissu traité présente des propriétés améliorées de drapé, mouvement et traitement. 15 TCTRMPLE 4 î- On plonge le tissu utilisé dans l'exemple 3 dans «■ une solution aqueuse acide de l'exemple 3 de façon continue, puis on le presse de même manière. On sèche alors le tissu dans un séchoir à 100°C pendant 30 secondes et le rince à l'eau et avec une solution alcaline diluée, de même façon que dans cet exemple 3. 20 On constate que le tissu perd environ 25$ de son poids et présente des propriétés améliorées, semblables à celles de la soie comme la manipulation et l'aspect. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles 25 à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. 70 25088 -8- 2051597 - REVENDICATIONS - 1.- Procédé pour conférer des propriétés soyeuses à un fil ou tissu de filament d1oxybenzoate de polyéthylène, caractérisé en ce que l'on met ce fil ou tissu en contact avec une solution aqueuse acide contenant un dichromate, jusqu'à ce qu'il ait perdu de 5 à 5 40$ de son poids. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient la solution à au moins 80°C et .avantageusement entre 90°C et son point d'ébullition. 3.- Procédé suivant l'une des revendications 1, ou 2, caractéri- 10 sé en ce que le dichromate est du dichromate de sodium ou de potassium* 4.- Procédé suivant l'une des revendications là 3, caractérisé en ce que la solution contient de 5 à 10$ pondéral de dichromate et- de 30 à 50$ pondéral d'acide sulfurique . 15 5<>- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on chauffe la solution en contact avec le fil ou le tissu .jusqu'à perte de 5 à 40$ du poids. 6.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'on chauffe le fil ou le tissu dans une atmosphère saturée 20 d'eau. 7.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'on chauffe ensuite le fil ou le tissu dans une atmosphère sèche d'environ 120 à 160°C.