Brevet FR2144663A1 — publié le 19730216

L'invention concerne un procédé d'activation de surfaces de corps solides, en particulier de surfaces de matières fibreuses et de préférence de surfaces de fils de verre ou de produits filiformes mixtes de fibres de verre et de fibres organiques. Il est connu d'activer des surfaces de matières fibreuses en les irradiant au moyen de rayons à grande énergie, par exemple de rayons gamma, de façon telle qu'ensuite on puisse y greffer différents monomères, ce qui permet de communiquer aux matières fibreuses des propriétés désirées. Un inconvénient de ce procédé est que pour modifier les surfaces activées de matières fibreuses on peut seulement utiliser des monomères contenant des groupes insaturés et que les moyens techniques nécessaires au procédé sont très importants. Il est connu aussi de greffer des monomères sur des matières fibreuses par amorçage chimique, par exemple au moyen de composés peroxygénés ou de sels de cérium (IV) ou par amorçage avec thermo-oxydation. Un inconvénient de ce procédé réside également dans les moyens techniques importants. Il est connu aussi de teinter par des procédés connus des fils mixtes de matières fibreuses organiques, par exemple de polyamide et de polyester, ou des fils binaires de polymères organiques. Il est également connu de teindre des fils de verre au moyen d'un pigment dispersé dans l'alcool polyvinylique, de fabriquer des tissus et ensuite de désensimer thermiquement le tissu, en éliminant le liant organique et en fixant le pigment. Un inconvénient de ce procédé réside dans les moyens techniques importants qu'il met en oeuvre. Il est connu aussi de revêtir d'hexaméthylènediamine la soie de verre lors de son obtention par filage et de la revêtir ensuite de chlorure d'adipoyle avec formation d'un film de polyamide qui est pigmenté.Un inconvénient de ce procédé est que le film de polyamide diminue la flexibilité du fil et que la coloration manque de tenue à l'humidité. L'invention a pour but d'obtenir sans moyens techniques importants une meilleure adhérence de composés organiques monomères ou polymères et/ou de composés minéraux à la surface et donc, d'améliorer la réceptivité à la teinture, de diminuer le salissement et d'améliorer l'adhérence. L'invention vise à activer des surfaces de corps solides en particulier des surfaces de matières fibreuses, de préférence des surfaces de fils de verre ou de produits filiformes mixtes de fibres de verre et de fibres organiques de façon que non seulement des composés organique s monomères insaturés ou polymères et/ou des composés minéraux adhèrent fermement aux surfaces activées. Selon l'invention, on résout le problème par le fait que l'on fait passer en continu à travers un jet de plasma des surfaces de corps solides, en particulier des surfaces de matières fibreuses, de préférence des surfaces de fils de verre ou de produits filiformes mixtes formés de fibres de verre et de fibres organiques et que sur les surfaces activées on applique des composés organiques monomères ou polymères et/ou des composés minéraux. Par le traitement au plasma, la surface est activée avec formation de radicaux de telle sorte qu'elle présente une réactivité accrue vis-à-vis des composés organiques monomères ou polymères et/ou des composés minéraux, ce qui donne des revêtements adhérents.Par le procédé selon l'invention, il est possible de modifier la surface de façon orientée pour obtenir des propriétés déterminées, par exemple une hydrophilie accrue, une meilleure réceptivité à la teinture ou une charge électrostatique réduite. Comme matière fibreuse, on utilise de préférence des produits filiformes tirés de fibres organiques et/ou minérales, par exemple de fibres de verre. Selon l'invention, les produits filiformes traversent un jet de plasma engendré par un chalumeau à plasma, à une température de 10 000 à 30 000 C, à une vitesse telle que les matières fibreuses ne sont pas endommagées-. Immédiatement après l'activation par le jet de plasma, on applique sur la matière fibreuse des composés organiques monomères ou polymères et/ou des composés minéraux pour lui communiquer les propriétés desirées. Lorsqu'on utilise des matières fibreuses minérales, on règle le traitement au plasma de façon telle que la matière fibreuse soit simultanément désensimée et activée.Il est avantageux de teindre les solides, matières fibreuse ou produits filiformes activés dans un bain de teinture ou dans un jet de liquide de teinture. Les matières fibreuses modifiées selon l'invention peuvent être utilisées dans les différentes branches de l'industrie textile. Dans le cas de fils de verre ou de fils mixtes de fibres de verre et de fibres organiques, le traitement au plasma doit activer la surface des produits filiformes et en outre, lorsqu'on utilise un fil de verre pur, il doit désensimer celuici. On choisit la vitesse de passage du fil de façon telle que lorsqu'on utilise des produits filiformes mixtes de fibres de verre et de fibres organiques, la fraction de fibres organiques ne soit ni brûlée ni endommagée. Lorsqu'on utilise des fils de verre, on règle la vitesse de façon telle que l'on obtienne un degré élevé de désensimage des fibres de verre.Après le traitement au plasma, on communique éventuellement aux produits filiformes un effet gonflant en faisant passer de préférence le fil par une buse dans laquelle on injecte de l'air comprimé. La teinture s'effectue ensuite au moyen d'un bain de teinture ou d'un jet de liquide de teinture que l'onprojette par exemple au moyen d'une buse, ce qui refroidit soudainement le fil chauffé par le jet de plasma. Le bain de teinture contient des pigments, des liants de teinture, des agents de réticulation, des plastifiants, des catalyseurs et d'autres adjuvants usuels. Après la teinture, le produit passe de préférence par une zone de séchage usuelle ou bien on sèche le fil au moyen d'air comprimé de préférence chauffé, ce qui assure des effets gonflants. Après son passage par les processus de traitement, on enroule le fil teint et éventuellement gonflé selon l'invention. Les matières filiformes traitées selon l'invention conviennent à la fabrication de tissus décoratifs sans qu'il soit nécessaire de soumettre en outre le tissu à un traitement supplémentaire. Il est avantageux d'appliquer des substances qui se réticulent sous l'influence du traitement de choc thermique en donnant des composés polymères. Il est avantageux d'appliquer les composés organiques monomères ou polymères sous forme dissoute et dispersée, par exemple par imprégnation et pulvérisation. Les solutions ou dispersions des composés organiques monomères ou polymères peuvent contenir des additifs modificateurs. Comme additifs modificateurs, on peut utiliser des plastifiants, des pigments minéraux et organiques, de la silice, des épaississants, des agents d'accrochage, des agents de réticulation de composés organiques monomères et polymères et des accélérateurs de réticulation. Comme matières minérales, on peut utiliser des oxydes de silicium, d'aluminium et de titane. Il est apparu avantageux en outre d'appliquer les composés organiques monomères ou polymères et/ou les composés minéraux avant et/ou pendant et/ou après le traitement de choc thermique. Comme matières fibreuses minérales, on peut utiliser des matières fibreuses tirées du verre, de la céramique, des roches etc. Il est avantageux de conduire ie traitement de choc thermique au moyen d'un chalumeau à gaz. Il est avantageux aussi d'introduire le constituant organique des fils mixtes sous forme de composé organique polymère. Par ce procédé, on obtient une fixation très ferme et une distribution uniforme des substances organiques et/ou minérales sur la matière fibreuse minérale de sorte qu'il en résulte des matières filiformes composites présentant une structure à coeur et à gaine. Les matières filiformes composites fabriquées selon l'invention conviennent comme matières fibreuses de renforcement pour matières thermodurcissables ou thermoplastiques ou pour élastomères. Par la fabrication de fils coeur-gaine comportant une gaine de polymère organique, on améliore notablement la réceptivité à la teinture des fils organiques. On expliquera plus précisément l'invention ci-aprbs à propos de quelques exemples d'exécution EXEMPLE 1 On fait passer de la soie de polyester à une vitesse de 280 m/mn à travers un jet de plasma à une température d'environ 10 0000C. Ensuite, on traite la soie de polyester par l'acrylonitrile pour augmenter la réceptivité à la teinture par les colorants dispersés. EXEMPLE 2 De la façon indiquée à l'exemple 1, on active par le plasma des fibres de poiyacrylonitrile et ensuite on les traite par une dispersion de silice,après le séchage, les particules de Si02, adhèrent fermement à la surface des fibres et la tendance au salissement de la matière fibreuse est ainsi diminuée. EXEMPLE 3 De la façon indiquée à l'exemple 1, on active par le plasma de la soie de polyamide et on la traite ensuite par le styrène. Par ce traitement, l'adhérence aux résines d'époxyde et de polyester et au caoutchouc est accrue. EXEMPLE 4 On désensime et on active de la soie de verre au moyen de plasma, comme dans l'exemple 1, à une vitesse de 110 m/mn. Ensuite, on imprègne la soie de verre d'une solution d'une résine de polyester insaturé et on la sèche. La résine de polyester adhère fermement à la surface. EXEMPLE 5 On fait passer à 110 m/mn à travers un jet de plasma un fil de verre formé de verre E d'une finesse de 34 tex ; le fil se désensime complètement. La température du jet de plasma est d'environ 10 0000C. Ensuite, au moyen d'une buse, on expose le fil à un jet d'air comprimé ce qui fait gonfler le fil. Ensuite, le fil passe à travers un bain de teinture qui contient du pigment, un liant du type des polyacrylates et un aminosilane comme agent de réticulation. Ensuite, il passe à travers une chambre de séchage, le filament sèche et la teinture se fixe. Ensuite, on enroule le fil sur une bobine croisée conique. EXEMPLE 6 On fait passer à 180 m/mn à travers un jet de plasma à une température d'environ 10 0000C un retors mixte formé de soie de verre E d'une finesse de 22 tex et de soie de polyester texturée d'une finesse de 15 tex x 2. Ensuite, au moyen d'une buse, on pulvérise sur le fil un bain de teinture à pigment ayant la m8me composition que dans l'exemple 5. Ensuite, on sèche le fil au moyen d'air comprimé chaud, ce qui donne un effet gonflant supplémentaire et on l'enroule. EXEMPLE 7 On traite un fil de soie de verre par une solution d'une polyamide dans un mélange d'eau et d'alcool et ensuite, elle passe à une vitesse de 130 m/mn à travers un jet de plasma d'argon à une température de 12 0000C, engendré au moyen d'un chalumeau approprié. On obtient un fil composite à gaine de polyamide qui est facile à teindre. EXEMPLE 8 Sur un fil de soie de verre, on pulvérise du styrène monomère qui contient 2 de naphténate de cobalt comme accélérateur de polymérisation. Ensuite, le fil imprégné passe à une vitesse de 100 m/mn par le jet de plasma indiqué à l'exemple 7. L'amorçage causé par le plasma cause une réticulation du styrène de sorte que l'on obtient un fil à structure coeur-gaine comportant une gaine de polystyrène. EXEMPLE 9 On imprègne un fil de soie de verre d'un sol de silice qui contient 30 de Six2. Ensuite, le fil passe à une vitesse de 70 m/mn à travers le jet de plasma indiqué à l'exemple 7. Par le traitement de choc thermique, le Si02 se lie fermement.à la surface du fil de verre et il en résulte un accroissement de surface. Le fil composite à base purement minérale ainsi formé convient, éventuellement après traitement par un agent d'accrochage approprié, comme matière fibreuse de renforcement pour matières plastiques ou élastomères. IEVENDICÂTIONS 1. Procédé d'activation de surfaces de corps solides, en particulier de surfaces de matières fibreuses, de préférence de surfaces de fils de verre ou de produits filiformes mixtes de fibres de verre et de fibres organiques, caractérisé par le fait que l'on fait passer les surfaces en continu à travers un jet de plasma et que sur les surfaces activées, on applique des composés organiques monomères ou polymères et/ou des composés minéraux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on teint les solides, matières fibreuses ou produits filiformes activés dans un bain de teinture ou dans un jet de liquide de teinture. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on ajoute au bain de teinture ou au liquide de teinture des pigments et des liants de teinture. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on ajoute au bain de teinture ou au liquide de teinture des agents de réticulation et/ou des plastifiants et/ou des catalyseurs et/ou d'autres adjuvants. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on applique des substances qui se réticulent sous l'influence du traitement de choc thermique en donnant des composés polymères. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisé par le fait que l'on applique les composés organiques monomères ou polymères sous forme dissoute ou dispersée. 7. Procédé selon l'une des revendications 1, 5 et 6, caractérisé par le fait que les solutions ou dispersions des composés organiques monomères ou polymères contiennent des additifs modificateurs. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 et 5 à 7, caractérisé par le fait que comme additifs modificateurs, on ajoute des plastifiants, des pigments minéraux ou organiques, de la silice, des épaississants, des agents d'accrochage, des agents de réticulation de composés organiques monomères ou polymères et des accélérateurs de réticulation. 9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que comme substances minérales on utilise les oxydes du silicium, de l'aluminium ou du titane. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 et 5 à 9, caractérisé par le fait que l'on applique les composés organiques monomères ou polymères et/ou minéraux avant et/ou pendant et/ou après le traitement par choc thermique. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 et 5 à 10, caractérisé par le fait que comme matières fibreuses minérales on utilise des fibres de verre, de céramique, de roche etc.. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 et 5 à 11, caractérisé par le fait que l'on conduit le traitement de choc thermique au moyen d'un chalumeau à gaz. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 et 5 à 12, caractérisé par le fait que comme composé organique polymère, on utilise le constituant organique du fil mixte.