Brevet FR2219252A1 — publié le 19740920

La présente invention concerne les fibres modifiées d'acétylcellulose et les procédée de fabrication de celles-ci. Les fibres précitées peuvent être utilisées pour la fabrication de tous les articles pour lesquels on emploie actuellement les fibres d'acétylcellulose, notamment les articles de lingerie, de bonneterie (vôtemets de dessus), les robes, chemisiers, manteaux légers, doublures, rideaux, maillots de bain. En outre, les fibres modifiées d'acétylcellulose peuvent être employées pour la fabrication de fils volumineux élastiques ainsi que dans des buts industriels. On connait déjà des fibres modifiées d'acétylcellulose qui présentent des propriétés antistatiques et contiennent en tant qu'additifs des substances modificatrices tensioactives, non liées chimiquement à l'acétylcellulose, notamment des sels organiques de bases ammonium quaternaires, des dérivée organiques du phosphore. La fibre modifiée d'acétylcellulose s'obtiant par filage à partir d'une solution de mélange d'acétylcellulose et d'un additif modificateur. Ces fibres modifiées connues d'acétylcellulose ne présentent pas de propriétés antistatiques stables. Après lavages, cette fibre manifeste à nouveau une tendance marquée à s'électriser. Le but de la présente invention est d'éliminer l'inconvénient précité. On s'est donc proposé de créer une fibre modifiée d'acétylcellulose contenant un autre additif modificateur conférant à cette fibre des propriétée antistatiques stables. Ce problème est résolu grace à la création d'une fibre modifiée d'acétylcellulose contenant, à-raison de 0,5 à 30 6 du poids de l'acétylcellulose, un additif modificateur réparti dans son volume, non lié chimiquement à l'acétylcellulose et constitué par un organopolysiloxane répondant à la forme générale. - ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ où R1, R2, R3, R4 reprzsentent un phényle ou au moins deux radicaux phényle, les autres radicaux étant des alcoyles et/ou des hydroxyles et/ou des groupes azotée NH-, NH2- ou CN-; n est un entier compris entre 5 et 100. On peut fabriquer la fibre modifiée d'acétylcellulose suivant l'invention par un procédé qui consiste à filer cette fibre à partir d'une solution de mélange d'acétylcellulose avec un additif modificateur de formule générale précitée. La fibre modifiée d'acétylcellulose se distingue de la fibre non modifiée par son effet antistatique stable, grâce auquel cette fibre ne s'électrise pratiquement pas. Les propriétées antistatiques des articles en-fibre modifiée se manifestent au cours de leur utilisation et se conservent après des traitements au mouillé multiples. La fibre modifiée d'acétylcellulose suivant l invention est caractérisée par sa haute résistance à l'usure par frottem-fl-t, aux flexions multiples et aux tractions déformantes. Du point de vue de ces caractéristiques, la fibre de l'invention est de 2 à 3 fois supérieure à la fibre non modifiée d'acétylcellulose. En conséquence, la tenue à l'usure des articles en fibre modifiée augmente sensiblement. La thermostabilité et la tenue à la lumière améliorées de la fibre proposé ainsi que des articles dans lesquels cette fibre est employée, leur confèrent de meilleures propriétés en utilisation et étendent leur domaine d'application aussi bien pour les articles de grande consommation que pour des usages techniques. La fibre modifiée d'acétylcellulose se prête mieux à la transformation et à la mise en oeuvre que la fibre non modifiée d'acétylcellulose, ce qui se traduit par une diminution de 20 à 50%0 des casses du fil au cours de l'ourdissage et du nouage, et une diminution de 50% au cours du tissage, ce qui augmente la productivité du matériel et élève en moyenne de 3 à 6% le rendement en toiles et tissus de qualité. Le procédé proposé de préparation de la fibre modifiée d'acétylcellulose est mis en oeuvre de la manière suivante. On introduit par pompage dans l'appareil destiné à la préparation de la solution de filature un mélange dissolvant servant-à dissoudre l'acétylcellulose et qui, en cas d'emploi de la diacétylcellulose, se compose d'acétone et d'eau, et en cas d'utilisation de la triacétylcellulose, de chlorure de méthylène et d'un alcool aliphatique. Ensuite, on introduit dans l'appareil une quantité dosée d'une solution d'organopolysiloxane dans l'acétone ou dans le chlorure de méthylène respectivement. Après avoir agité pendant dix à trente minutes, on introduit la quantité d'acétylcellulose permettant d'obtenir une solution de filature d'une concentration de 19 à 28%.Après un brassage de 4 à 6 heures, on prélève un échantillon de solution pour analyse et, si ses caractéristiques pondent aux prescriptions,on soumet la solution à une fiitration triple à travers des filtres-presses à cadres. On envoie la solution filtrée dans le bac de filature et ensuite dans l'appareil de fillage. La filature de la fibre modifiée d'acétylcellulose se fait sur le même matériel et en observant les mêmes normes technologiques que pour la fibre non modifiée d'acétylcellulose. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, plusieurs exemples non limitatifs de fabrication de la fibre modifiée proposée d'acétylcellulose sont décrits dans ce qui suit. Exemple 1. On prépare une solution à 25% de phéAypolysiloxane dans l'acétone (degré de polymèrisation n=50), que l'on dose ensuite dans un appareil contenant un mélange dissolvant constitué d'acétone et d'eau dans un rapport pondéral de 95:5. Après un brassage de 15 à 20 minutes, on introduit la quantité de diacétylcellulose nécessaire à l'obtention d'une solution de filature d'une concentration de 25 % et dans laquelle la part de phénylpolysiloxane est de 3 % du poids de la diacétylcellulose. Après analyse des échantillons prélevés de la solution de filature, et si les résultats correEpondent aux prescriptions, on fait subir à la solution précitée une triple filtration à travers des filtres-presses à cadre, et on l'envoie ensuite dans le bas de filature d'où elle passe au filage. On effectue le filage dans une machine du même type que celle utilisée pour la production de fibre non modifiée d'acétylcellulose, par un procédé à sec dans lequel les caractéristiques du filage sont les suivantes pour une fibre de finesse égale à 6,6 tex vitesse de filage 550 m/mn température de l'air dans la chambre d'évaporation 83 OC Température de la solution de filature dans la tête de la filière 68 OC Vitesse d'aspiration du mélange gaz-air de la chambre 3h d'évapuration 1500 m caractéristique de la filière 14/0,056 La fibre modifié de diacétylcellulose fabriquée par le procédé qui vient d'8tre décrit est caractéris-ée par une tendance à l'électrisation 5 fois -plus faible, une meillèure tenue à l'usure par frottement, une plus haute résistance à la lumière et à la chaleur en comparaison de la fibre non modifiée de diacétylcellulose (les caractéristiques des fibres sont résumées dans le tableau annexé). Exemple 2 On -fabrique une fibre modifiée de diacétylcellulose d'une façon analogue à celle décrite dans l'exemple 1, à cette seule différence près que l'on augmente sa teneur en phénylpolysiloxane jusqu'à 70 % du poids de diacétylcellulose.La fibre ainsi obtenue, ne s'électrise pratiquement pas, sa résistance à la lumière est cinq fois plus élevée que celle de la fibre non modifiée de diacétylcellulose (voir le tableau annexé) Exemple 3 On fabrique une fibre modifiée de diacétylcellulose d'une façon analogue à celle décrite dans l'exemple 1, mais en utilisant cette fois, entant que constituant modificateur, le phénylméthylpolysiloxane (degré de polymérisation n = 100) en quantité égale à 3 fo du poids de la diacétylcelluLose. La fibre ainsi obtenue est caractérisée par sa faible tendance à l'électrisation et par sa tenue à l'usure par frottement trois fois plus élevées que celle de la fibre non modifiée de diacétylcellulose (voir le tableau annexé). Exemple 4 On fabrique une fibre modifiée de diacétylcellulose d'une manière analogue à celle décrite dans l'exemple 1, avec cette seule différence que l'on utilise en tant que constituant modificateur le nitrilphénylpolysiloxane (degré de polymérisatit:n n = 20) à raison de 0,5 go du poids de la diacétylcellulose. La fibre obtenue est caractérisée par une tendance réduite à l'électrisation et par une résistance cinq fois plus élevée à l'usure par frottement en comparaison de celle de la fibre non modifiée de diacétylcellulose (voir le tableau cl-joïnt). Exemple 5 On fabrique la fibre modifiée de diacétylcellulose d'une façon analogue à celle décrite dans l'exemple 1, avec cette seule différence qu'on utilise en tant que constituant modif i- cateur l'aminophénylpolysiloxane (degré de polymérisation n = 20) à raison de 2 % du poids de la diacétylcellulose. La fibre obtenue est caractérisée par sa faible tendance à l'électrisation, par sa tenue améliorée à l'usure par frottement et par sa résistance trois fois plus élevée à la lumière et à la chaleur en comparaison de la fibre non modifiée (voir le tableau ci-joint). Exemple 6 On prépare une fibre modifié de diacétylcellulose comme décrit dans l'exemple l,mais en introduisant en tant que constituant modificateur dans la solution de filature un phénylméthylhydropolysiloxane de cas poids moléculaire (degré de polymérisation n = 5 à 10) à raison de 3 % du poids de la diacétylcellulose. La fibre modifiée obtenue est pratiquement inapte à l'électrisation. Sa résistance à l'usure par frottement et sa résistance à la lumière sont de 2,5 fois plus élevées que celles de la fibre non modifiée (voir le tableau annexé). Exemple 7 On fabrique une fibre modifiée de diacétylcellulose comme décrit dans l'exemple 1, mais en utilisant en tant qu'additif modificateur le phényléthylhydropolysiloxane(degré de polymérisation n,-10) à raison de 3 % du poids de la diacétylcellulose. Exemple 8 On prépare une solution à 19 % de phénylméthylpolysiloxane (degré de polymérisation n n2O) dans le chlorure de méthylène. On dose la solution préparée dans un appareil contenant un mélange dissolvant composé de chlorure de méthylène et d'éthanol dans un rapport pondéral de 90:10. Après un brassage de 15 minutes, on introduit la triacétylcellulose de manière à obtenir une solution de filature d'une concentration égale à 19 % et dans laquelle le phénylméthylpolysiloxane constitue 3,5 fo du poids de triacétylcellulose. Lorsque la solution de filature contient l'additif modificateur conforme à l'invention, on constate une baisse de 5 à 10 % de la viscosité de la solution, ce qui permet d'augmenter la concentration de la solution de filature. Après avoir effectué l'analyse des échantillons prélevés de la solution de filature et obtenu des résultats conformes aux prescriptions, on soumet ladite solution à une triple filtration à travers des filtres-presses à cadres, et on l'envoie ensuite dans le bac de filature por2+oumettre au filage. On effectue le filage d'une fibre modifiée de triacétylcellulose d'une finesse de 11,1 tex dans une machine du type utilisé pour la production de fibre non modifiée, en régime de filature de la fibre de triacétylcellulose non modifiée d'assortiment indiqué. Les caractéristiques du filage sont les suivantes vitesse de filage 450 m/mn température de l'air dans la chambre d'évaporation 95 Oc température de la solution de filature dans la tête de la filière 73 Oc vitesse d'aspiration du mélange gaz-air de là chambre d'évapo -3 ration 1500 m/h caractéristique de la filière 25/50 Dans le tableau comparatif, ci-après, sont indiquées les caractéristiques des fibres modifiées d'acétylcellulose obtenues conformément aux exemples décrits ci-dessus, ainsi que eelles des échantillons-témoins de fibres non modifiées d'acétylcellulose. Bien entendu, l'invention n'est -nullement limitée aux modes de réalisationdécrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. Désignation Finesse Charge Allonge- Conducti- Densité Résistance à Résistance Résistance de la de la de rup ment bilité de la l'usure par à la à la x/ xx/ fibre fibre ture à la électrique charge frottement, lumière chaleur tex km rupture nombre de % % statique % ohm-1cm-1 cycles C/cm jusqu'à destruction de l'échantillon 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Echantillontémoin de fibre non modifiée de diacétylcellylose 6,6 10,2 23,4 8,6.10-12 10.10-11 6000 75 Destruction complète Fibre modifiée suivant l' exemple 1 6,6 10,5 20,4 3,6.10-10 17,0.10-12 12000 58,2 34 Fibre modifiée suivant l' exemple 2 6,55 10,0 21,2 10.10-10 zéro 9000 14,8 7 environ Fibre modifiée suivant 1' exemple 3 6,6 10,4 23,5 8,1.10-10 5,0.10-12 20000 42,5 38 Fibre modifiée suivant l' exemple 4 6,75 10,5 20,8 2,7.10-10 13,0.10-12 28000 33,3 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Fibre modifiée suivant 1' exemple 5 6,6 10,3 21,9 8,5.10-10 13,4.10.-12 13000 28,6 12 Fibre modifiée suivant l' exemple 6 6,7 10,0 19,0 8,2.10-9 2.10-12 15300 37 32 Fibre modifiée suivant 1' exemple 7 6,7 10,6 22,4 5.10-9 2.10-12 1000 32 23 Echantillontémoin de fibre non modifiée de triacétylcelluloes 11,1 12,5 21,0 - 32,10-12 31000 70 60 Fibre modifiée suivant l' exemple 8 11,1 12,4 20,6 - 7.10-12 53000 27 30 x/ La résistance à la lumière est déterminée en fonction de la perte de résistance mécanique de la fibre après son irradiation par une lampe de quartz à vapeur de mercure de 375 W à une distance de 30 cm pendant 4 heures -cette perte de résistance étant évaluée en %); xx/ La résistance à la chaleur est déterminée en fonction de la perte de résistance mécanique de la fibre après son maintien à 210 C pendant 2 heures (cette perte de résistance étant évaluée en %). REVENDICATIONS 1. Fibre modifiée d'acétylcellulose,du type contenant un additif modificateur réparti dans son volume et non lié chimiquement à l'acétylcellulose, caractérisée en ce qu'elle contient en tant qu'additif modificateur, à raison de 0,5 à 30 % du poids d'acétylcellulose, un organo-polysiloxane répondant à la formule générale où R1, R2, R3, R4 est un radical phényle ou au moins deux radicaux phényle, les autres symboles représentant des radicaux choisis parmi les groupes alcoyle, les groupes hydroxyle et les groupes azotés NH-, NH2- ou ON- ; n est un nombre entier compris entre 5 et 100. 2. Procédé de fabrication de fibre modifiée d'acétylcellulose suivant la revendication 1, par filage à partir d'une solution de filage d'un mélange d'acétylcellulose et d'additif modificateur, caractérisé en ce que qu'en tant qu'additif modificateur on introduit, à raison de 0,5 à 30 % du poids d'acétylcellulose, un organo-polysiloxane répondant à la formule générale R1 R2 Iaic o\ 0i 0 / 0 4 - n où R1, R2, F3, R4 représentent un radical phényle ou au moins deux radicaux phényle, les autres symboles représentant des radicaux choisis parmi les groupes alcoyle, les groupes hydroxyle et les groupes azotés NH-,NH2- ou CN- ; n est un entier compris entre 5 et 100.