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44
.
~ 'in~ention conoexne des fibres, fils~ ~ilms ~ base
de poly (fluorure de vinylid~ne) possèdant une bsnne affinité
Vi8-~-Vi~ des colorant3 acides et métallifères.
~ 'in~en~ion conce~ne également un procédé dlobte~tion
desdits fibres~ fils ou films ~ partir de mélange~ de poly
~fluoxure de vinylidène) et d'un copolym~re apportant l'affi-
nité tinctoriale aux oolorants acides et métalli~ères~
Il e~t déj~ connu ~elon le brevet américain ~ 692 569
d'~méliorer la mouillabilité et l'affinité tinctoriale de~
polymères fluorés par acti~ation superficielle des polymères
en leur appliqu~nt un rev~tement d'un copolym~re de fluoro-
éth~l~ne et d'un compo~é vinylique fluoré ¢omportant ~n groupe
lf
8U 0~ e.
Mai~ un tel procéde est techniquement tr~s ¢ompliqué
~; .
et par conséquent de faible rentabilité. ~`
Il a malntenant été trou~é et c~e~t ce qui constitue
l~objet de la prése~te in~ention des fil~, fibres et films -~ `
~ ~ base de pol~ (~luor~re de vinylidène) présentant une~bonne ;~
;, a~fi~ité tinctoriale vis-~-vis des colorant acides et métal-
~ 20 lifares9 caractérisés par le fait ~Ulil8 sont con~titués d'un `- ,~,
melange d'un homopolymère de fluorure de vinylid~ne tA) et `~
diun oopolym~re (B) oontenant de 80 ~ 95 % e~ poids de~métha-
c~ylate de méthyle et 5 ~ 20 % en poids d'un composé contenant
u~ groupe ammonium~quate~naire, copoly~éri able avec le métha~
crylate de méthyle.
- De préfére~oe, le copolym~re contient de ~ ~ 15 % e~
poids du composé ~ groupe ammonium quate~naire.
vention concerne également un procédé d~obtention ,;
de~dits ~ils, fibres ou ~ilms, par filage par vole humide,
s~che ou ~emi-fondue, d'une compo~ition comportant le mélange
d~homopolymère de fluorure de vinylidane (A) et le copolymere
(~) contenant 80-95% de méthacrylate de méthyle et 5 ~ 20 %
', ~ 1 ~ ": ~ . .
'~
I'un compose à ammonium quaternaire copolymerisable avec lui, le
nlelall(Je de (~) et tB) contenant au moins 40 milliequivalents basi-
qlles par kcJ de polymere,etirage des Ei]~men~s en une ou plusieurs foi~
lavaye , sechac~e et txaitement thermique éventùel de manière connue.
Selon la presente invention, l'homopolymère de
fluorure de vinylidene utilise est un polymere ayan-t un ~ ~
indice de fluidite à 250C d'au moins 10 et de preférence ~ ~ -
compris entre 100 et 5 000.
Il represente la quantité en mg de polymere extrudé
en une minute a travers une buse de 2mm de diamatre sous une
charge de 10 kg/cm2.
Les copolymères de methacrylate de methyle utilisables
selon la presente invention sont des copolymeres contenant 80
à 95~ en poids de methacrylate de methyle et 5 à 20% en poids,
de préférence 8 a 15%, d'un compose amine quaternise par un
agent alcoylant.
Les composes aminés quaternaires peuvent avoir pour
formule générale: `;
R Rl
CH2 = C - R~ - N _ R2, 1 Ane
R3 ;~
dans laquelle~
R représente un atome d'hydrogène ou uh radical -CH3,
Rl représente un radical -COOR"- ou -CONHR"- avec R" radical
hydrocarboné divalent contenant l à ~ atomes de carbone, de
préférence 8thylène. -
Rl, R2, R3, représentent des radicaux hydrocarbonés de preérence
contenant l à 4 atomes de carbone, tel que CH3, Ane represente un
anion stable de valence n d'un acide fort tel que les acides
, ~ "
30 trichloracétique,iodhydrique, bromhydrique, chlorhydrique, ` ~ ;
sulfurique, phosphorique, phosphonique, sulfonique, p-toluène
sulfonique, etc..,
n : nombre entier supérieur ou egal à l.
- 2 -
, `' ~' '.
': .:: : ., ~ . . . . .. . . . . .
4~
j Parmi les compo~és convenant le mieux pour l'obten-
tion du copolym~re B, on peut citer par exempl~ le paratolue-
ne sul~onate ou le méthylsul~ate de méthaorylate de N-trimé-
thyléthylammoniumO
~ Le~ composés aminés quaternisés peuvent également
¦ a~oir pour formule générale : ~-
I CH2 a CH t 1 An~
! R' ~: -
. d~n~ laquelle R représente un radical CH3 ou un atome d'hydro
g~ne et R9 un radical hydrocarboné cont~nant 1 à 4 atom~s de
. caxbone, ae pré~érence ~n radical -C~3, A~ ~ et n ont la m8me :
. signification que ci-dessus. .~ ~:
Parmi les composé~ répondant ~ la formule ci-dessus .:
~'1 ,~:
`~1 avantageusement utilisables pour ~tre copolymérisés avec le ~ ~
. métha~rylate de méthyle, on peut cit~r le para-toluène sulfo- ~ :
~ate de ~méthyl-méthyl-2 vinyl-5 pyridinium.
. .' ":
-~ ~e~ composés ~ ammonium cluatsrnaire copolymérisables
av~o le méthacrylate de methyle so~t obtenu~ par quaternisation
du composé non saturé corresponda~t par un agent alcoylant, ~;
1~ di~ous dans un ~ol~ant ou mélange solvant dudit age~t ou en ;~
:1 ~mul~ion dans le cas o~ l'agent d'alcoylation ~'est pas solu- .:
ble, ~ une température c~mprise entre la température ambiante
et une température avoisina~t la te~pérature d'ébullition du
milieu réactionnel utili~é, pend~nt une durée d'au moins 15
mi~u~es, généralement compri~e entre 15 minutes et 1 neure. ;~
Par~i le~ agent~ d'alcoylation utilisables, on peut
citer le~ e~ter~ d'acides ~orts tels ~ue les trichloracétate~
iodures~ bromures, chlorures tels que le~ chlorures d'allyle, ~ ~:
ou ben~yle, l'iodure de méthyle et le~ sul~ates5 phosphates,
pho~phonates, ~ulfonate~ tel~ que le paratolu~ne~ulfonate de
méthyle, etc
_ 3 _
I ~e~ proportions relati~es de3 polymères (A) et (B)
¦ peuvent ~arier dans de grandes limite~, selon la teneur en co-
monom~re basique du copolym~re (~) et selon le degre d~af~ini-
té tinct~riale désirée. Pour obtenir uns affinité tinctorla-
le eu~fisante vis-~-vi~ des colorant~ acidesJ il e~t ~écessai
re que le mélange de~ deux polymère~ contienne ~u moins 40
¦ 50 milliéquivalents basiques par kg de polymère ~t de préfé~
¦ renoe au moin~ 50. D~autre part, on préf~re généralement ne
I pa~ dépa~ser une teneur de 20 % en polymère (B) dan~ le mélan~
i ~0 ge pour eonserver au mélange ses bonnes propriétés d'ininflam-
mabilité.
: ~e mélange des polymères (h) et (~ selon l~invention
e~t ~uf~isa~ment compatible pour ~ue l'on obtienne par disso- :
~` .~ lution une solution dont l~homo~énéité e~t su~fisante pour ~;
: permettre u~ ~ilage aisé en produisa~t des articlss de bonnes
1 propriétés~ En effet, il existe toujours un ri~que ~ filer . ~ ~:
.j deux polym~res de nature di~érente : ltéventuelle incompati- ~ J
bilité des deu~ polym~res qui peut ~oit ganer le ~ilage, soit - ~-
. .
donner nai~anoe ~ des prodults d~ qualité rédhibitoire. . . :.
~; ~20 ~linvention concerne également un procédé pour l'ob~
tention de fil~, fibre~, ~ilms ~ partir du mélange de~ poly~
. mbres (A) et (3). ~'obtention de ~il9 et fibre~ peut atre
- ~ e~ectuée par filage par voie humide, par voie s~che ou semi-
: f~ndue~
ci Dana le~ deux pre=ier~ cas, le mélange des deux poly- - :
mère~ est a~abord dissous dan~ un sol~ant organi~ue polaire
aprotique tel que le diméthylformamide, le diméthylacétamide,
~a ~-méthylpyrrolidone9 le diméthylsulfo~yde, etc~
~a concentration en polym~re de la solution de filage
,. . :. - .
; 30 peut varier de mani~re as~ez large, mais de pré~érence se situe :
entre 20 et 30 % en poids par exemple.
': ` ,
,'~,
,: , . . .
,., ;.. , , ... , , : . , , . , .
, . . , . . . ,, :
"
- - ^
~)69~
En ce qui concerne le ~ila~e par voie semi-fsndue7 o~
peut utiliser le~ memes solvants que ceux mentionné~ ci-des~us,
mais on pré~ère généralement utili er le dimethylacétamide ou
la N-méthylpyrrolidone à cau~e de leur point diébullition
éle~é. Dan~ ce oa89 le mélange ~ filer co~tient au moins
50 % en poidR de mélange polymère et de preférenee environ -~
60 ~ 70 % en poids de ce mélange polym~re pour 30 ~ ~ 40 %
de ~olvant. ~ :
~e ~ilage humide e~t e~fectué dans un bain coagulant ~ :
contenant au moins 30 % en poids de solvænt du mélange de `~ -
polym~re, Pour obtenir des fil~ ayant une bonne homogénéité
et des propriéte~ mécaniques ~atisfaisantes~ on préfère que
la co~centration en ~ol~ant ~oit compri~e`entre 50 et 70 %
ou mieux qu'elle soit d'au moins 60 % environ. : :
~ e filage ~ æec s'ef~eotue par extrusion de la solu~
tion dans l'air ~ température suffisamment élevée pour permet~
, .
tre ltévaporation d'une quantité importante de ~ol~ant.
. ~or~ du filage pax voie ~emi-fondue, le mélange est
extrudé ~ une température de llordre de 150 3, 200C ~elon le . -
801vant utilisé9 ~ tra~er~ une ~li~re" et solid~ié da~s l~air,.
température ambiante. . -
Quel que 90it leur mode de filage, les fil~ments sont
ensuite étires soit a~ant lavage~ soit apr~s, soit m~me en deux
ou plusieur~ phases a~ant ~t apr~ lavage. ~tirage peut être
effectué selon tout procéde connu~ dans ltair, dans l'eau, sur
plaque ou rouleaux chauffant~, ~ température comprise entre la :
température ambiante et 150C, selon le ou le~ procédé ~
d9étirage utilisé( 9). ,, " ~.`
~létirage est e~fectué avec un taux global de 5 ~ 7 X0
~es filaments sont ensuite laves selon tout procédé ...
connu de l~homme de llart, généralement ~ température ambiante,
séchés de ma~ière habituelle et éventuellement traités thermi-
_ 5 _
, - ...... .
., , , '' '', ~ .' "
~9;~
quem0nt ~OU9 ten~ion ou ~ l'état rel~ohé~
Les melanges des deux polymare~ peuvent également ~;
~tre tran~formes en ~ilms ~elon tout prooédé c~nnu de l'homme
de ltart.
~es fil~ ain~i obtenu~ présente~t de bonnes proprié-
: tés mécanique~ permett~nt leur utilisation au~si bien dans le ~-
~ do~aine textile que dan~ celui d~s ~i 19 i~dustriel~
.. . .
Il~ peuvent ~tre teints en de nombreuses nuance~ de
ma~i~re ~acile et économique aYec des colorants aoides et
~é$allif~res.
~ ~e~ exemple~ ~uivants dan~ le~quels les parties et
.: pourcentage~ s'entendent en poids~ so~t donnés ~ titre indica~
:~ tif et non limitati~ pour illu3trer l'invention. . .
: Dan ces e~emple~, la mesure de viæcosité spécifique
: e~t ef~ectuee sur une solution de polym~e à 2 g/l, a 25C,
dans le diméthyl~ormamide, et les colorant~ sont indiqués par .~.
leur ré~érenoe CI isæue de "Colour Inde~t', éditio~ 1~71, .
~a ~étermination de l~indice ~!CIOC~ d~échantillon~ '!.~'.'' . ,'~
textiles est une méthode in~pirée de la noxme AS~M ~ 2863-70 .
: ~ 20 p~atiquée aux U.S.A.9 re~ative ~ la détermination de l~indice
"C~OC" dtépro~ette3 plastique~ mai~ en utilisant de~ échan~
tillons textiles nécessitant un cadre rectangulaire de dimen-
~ion~ intérieures 5 om x 16 cm.
~ ~e test de solidité lumière au Xéno~est ~ait l'objet ..
-~ de la nor~e française homologuée ~ G 07 067 (Recommandation
`~ IS0 R 105/V - 1969). ~`~
~, ; ,~ .
~e test de ~olidité au lavage ~ 60C fait llobjet de `:
.; . .
la norme française NF G 07 015 (Recommandation IS0 R 105/IV
1968)~
, 3 ~ ~
Au moyen d~une boule ~ brome, on introduit goutte ~ :
goutte 18~ parties de paratolu~ne sulfonate de méthyle et 50 ~ ~
'' ' , '
. .. ,., .. . ... . .. ,. ... ; ,, .
~36~
i parties d'acétone, 90U9 agitaticn ~ une température inférieure
25~, dan~ un réacteur contenant une ~olution de 157 parties :~
i de méthacrylate de N-diméthylaminoéthyle dîluée~ d~ 50 par-
, ties d~acétone.
¦ ~e pxoduit quate~nisé précipite; il ast récupéré~
¦ xincé, séché puis recristallisé dans l'éther. ;~
j Pui~ on introduit dans un réacteur 26 parties du
1 produit obtenu ci-de~su~9 154 parties de méthacr~late de -~
! méthyle, 420 partie~ de diméthyl~ormamid.e, et 0,1 % par rap~
1 10 port au poids de mo~omares d.'aæo-bis isobutyronitrile. ~a -
polyméri~ation est ef~ectuée sou~ agitation, ~ou~ azote, pen~
aant 20 heures ~ 60C.
: On précipite dans l~eau le polym~re obtenu: on
. obtient 120 parties de polym~re~ de visco3ité spéoifique 0,~6,
contenant 275 milliéquivalent~ basiques par kg.
¦ On prépare une ~ol~tio~ de ~ilage de concentration ~-
1 27,6 % dans le diméthylformamide~ contenant : :
.
- 20 parties du copolymère préparé ci-dessus~ contena~t ~1 %
de méthacrylate de méthyle et 9 ~ de p-toluène sul~onate d.e
~ 20 méthacrylate de N-t~iméthyléth~lammonium, ~.
:~ - 80 partie~ de poly (~luorure de vinylidane), d'indi¢e de ..
fluid.ité 190.
~ette solutio~ est portée ~ 60C et e~trudée ~ travers
une fili~re de 64 orifice~ de 0,07 mm de diamètre danæ un bain ; ~.
- eoagulant maintenu ~ 20C, contenant 57 parties de diméthylfor~
mamide et 43 parties d~eau. . ;`
A leur sortie du bain coagulant, les filaments ~ont
d9abord étiré~ dans l'air ~ température ambiante à un taux ae
3s4 X p~i~ dans l'eau bouillante ~ u~ taux de 1,7 X9 lavés ~
.
30 lleau ~ contre-courant ~ température ordinaire et en~in qéchés ::
~ur de~ rouleaux maintenus à 120C.
- 7 -
`
. . ... . .
~6~24~ ~
.:
~es fils ob-tenu~ presentent les qualités ~uiv~ntes: -:
~énacité ~ sec 16 g~tex
, Allongeme~t . 20 %
Milliéquivalent~ basiques par kg de polymère 55 -~
I Indice l'C~OC'~ 28
! ~e~ e9sai~ de teintu~e ont été effectués ~ur un
de poly (fluorure de vinyliaene) (A) ~eul obtenu dan~ les mê~
mes co~ditions que le ~ base du mélange de polymères (A) . ~ ~
¦ et (B) et ~ur le fil obtenu ci-dessus. ~ j -
Conditions de teinture: une heure ~ 105C da~ un rap~
port de bai~ 50 (1 g de matière pour 50 cm3 de bain) en presen~
ce de 1 cm3/litre d~acide formique à 80 % apr~s désen~image et
. - . ~porisage penaant 15 minutes ~ 110C, le bain de teinture con~
te~nt 2 % de colorant par rapport au poid~ de matière. Après .`; -::: :
teinture, le~ ~ilame~ts sont rincés pe~dant 15 minutes ~ 70C
~j avec un bain contenant 1 cm3/l d~alcool cétylique oxyéthylé et - ~
1 g/l de Na2C030 .~ :
. - ~es résultats ~ont co~si~és dans le tableau ci-aes- ~
. ~ou~: "''` ~' ~ '' '
:
O , ~ ;, ;
, ~ ~
~olorant utilisé . ~ende- Résistan_lRe~l tance
m~nt ce lumi~re a~ 60 C :-
. ~
CI Acid Blue 40 témoin . O . .
. (n 62 125 ) fil ~elon
: ~ l'invention 4 7 5~5 ;:
; ~I A~id ~lack~O témoin O
: (n 18 165 fil ~elon . .
.l . l'invention 3 6-7 5/5
~I Orange 92 témoin O
(n 12 714) fil i3elon ~ :
I . llin~ention 4 7 5/4-5 :~
1 . CI Orange 19 temoin O
¦ (n 19 690) fil ~elon
1 . l'lnventio~ 3-4 3 5/5 ~:~
~ _
~ _ . _ . ~ ~ ( ~ ~ ~
'
- 8 -
.
.
.
Au moyen dlune boule ~ brome, on introduit goutte
~outte 119 parties de méthyl-2 vinyl-5 pyridine et 40 parties
d'acétone, dans un réacteur contenant 186 parties de parato~
luène sulfonate de méthyle dissoutes dans 40 parties d'acéto~
ne, à température Zsa sous agltation.
E~L fin d~addition, la meth~l~2 Yinyl-5 pyridine qua~
ter~isée préoipite et le produit ainsi obtenu est filtré, `~ ;
rincé ~ l'acétone et séchéO . -~
On introduit dans un reacteur 36 parties du produit
obtenu ci-dessus~ 120 parties de méthacrylate de méthyle, 350
parties de dimethyl~ormamide, et 091 ~ par rapport au poids de
monomère d1azobisisobutyronitrile.
. ~
Apres une polymérisatio~L de 20 heures ~ 60C~ sous
aæote, on obtient 120 parties de copolym~re de visoo~ité spéc
; fique 0,57, oontenant 347 milliéquivalents basiques par kg.
On prépare u~e solution de filage de concentration en
: polymèxes 26,45 %, contenant
- 85 parties de polyfluorure de vinylidène, d'indice de flui- `
20: dité 190
15 partie~ du copolymère obteYLu cides~us, constitue de :
: .~
~ - 88 % de méthacrylate de méthyle~ et
; ~ 12 % de p-toluene sulfonate de ~-methyl
: . méthyl-2 ~inyl -5 pyridiniumO
(: Cette solution est filée dans les mêmes conditions que
dans l'exemple précédent et le~ filaments obtenus sont étirés
uccessivement.dans l~air ~ un taux de 394 et dans l'eau bouil-
lante ~ un taux de ~,4 X puis lavés et séches comme dans l'exem-
ple 1.
~es fils obtenu~ présente~t les qualités suivantes~
: ~énacité ~ sec . 16 g/tex .`
. Allongement 23 % ; :
.'
_ g _ ~
""
~ 0~ 9
Milliéquivalent~ ba~iques par kg de polym~re 61 :~
Indice "C~OC" 29
De la même manière que dan~ l~exemple 1, de~ es~ais
comparatifs de teinture ont été effectué~ ~ur un fil is~u du
polymère (A) et un fil i~u du melange de polym~re~ obtenu ~ :
ci-dessus, le~ conditions de teinture étant exactement les
m8me~ que selon l'exemple 1. ~: -
~e~ résultat~ 50nt indiqués dans le tableau ci-apr~s. .
_
Colorant utili~é _ Rende- Résistan- Résistance
ment ce lumi~re au lavage
.~ . , , , .
CI Acid ~lue 62 fil témoin 0
n 62 045 fiI selon
. l'in~ention 5 5-6 R 5l4
CI A¢id Blue 120 ~il témoin 0 . . ~ :
n 26 400 ~ elon
l'invention 5 3-4 5/4-5 ~`
aI ~cid Blue 80 fil temoin 0
n 61 585 fil ~elon :: .:.
. l'invention 2 4-5 ~ 5/5
CI Acid Violet78 ~il témoin 0 . .
n 12 205 fil selon .
l'invention 4 6 5/4-5 ~ ~.
: _ _ . . .. ~ - . _ , ,,,,, ,. ~
: . `'~ `;~ '':
1 . - . . ~ .
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, - 10
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