B.— MÉTHODE DE TRAVAIL

a) Trempage

La Courtauld’s Ltd Society (212) prépare l’alcali de cellulose de coton en trempant 100 parties de bourre de ce produit dans une lessive alcaline à 60 % de NaOH, à 65°, pendant 5 minutes. La matière humide est exprimée à 300 parties, ce qui donne un alcali de cellulose de composition : NaOH : 45%; HO: 23 9%; cellulose: 3290:

Suivant cette Société, les pertes de cellulose sont minimes si la durée de trempage et de pressage est faible et si l’on évite l'accès de l'air.

Nous ne pensons pas que cette méthode pourrait être d’un emploi avantageux pour le trempage de la pâte de bois, d’ailleurs, à notre connaissance, elle n’est pas employée pour cette dernière matière. Un alcali de cellulose produit dans de telles conditions serait long à sulfocarbonater. Ce procédé est indiqué pour dépolymériser plus rapidement le coton qui est presque encore une cellulose native.

On n’a pas avantage à trop dépolymériser une pâte de bois car la soie produite est de moins bonne qualité quant à la ténacité en particulier ; au contraire, il faut dépolymériser le moins possible, juste pour mettre la cellulose en solution visqueuse.

M. Jardin (213) propose de préparer de l’alcali de cellulose avec la quantité de soude exactement déterminée pour le produire. En agissant ainsi, on évite le pressage; par contre, les hemicelluloses restent dans le produit, mais par emploi d’une pâte à teneur fort élevée en alpha-cellulose, telle que celle faisant l’objet du brevet de la Société Brown et C° cet ennui est grandement atténué.

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D'ailleurs, le rôle néfaste des hémicelluloses a certainement été exagéré; on leur a reproché de ralentir fortement les filtrations et de baisser la ténacité de la soie, quand elles étaient en quantité élevée; or, nous indiquons, dans la troisième partie de notre travail que des viscoses mixtes composées d'autant de viscose d’amidon que de viscose de cellulose filtrent normalement et peuvent donner des ténacités égales à celles obtenues avec une viscose de cellulose seule. L’amidon, comme les hémicelluloses qui sont des celluloses dépolymérisées ou peu condensées, est soluble dans les solutions alcalines, de sorte qu’il est comparable aux hémicelluloses.

Etant données les constatations ci-dessus, il semble qu'on ait exagéré les ennuis dus à leur présence dans la viscose.

Pratiquement, il est constaté que plus un alcali de cellulose renferme d’hemicelluloses, moins la soie produite est tenace. Ceci n'est peut-être pas dù uniquement aux hemicelluloses, mais aussi à l’état général de dépolymérisation de la cellulose dont la quantité d’hémicelluloses est l'indice. Plus il y aura de cellulose solubilisée, par exemple, dans l’alcali de cellulose lors de sa maturation, moins la soie produite sera tenace, mais il faut attribuer cet état de chose à la forte dépolymérisation générale qui se remarque par l'accroissement de cellulose solubilisée. Certainement, une pâte de bois alcalinisée, dans laquelle les hemicelluloses provoquées par le trempage ne seraient pas éliminées donnera un alcali de cellulose qui se comportera déjà comme un produit müri.

Dans un autre brevet (214) de Jardin, déjà cité, la cellulose est soumise à l’action simultanée du déchiquetage et du trempage avec la quantité de lessive nécessaire pour produire l’alcali de cellulose désiré.

Nous pensons que cette méthode est très applicable et qu’elle est susceptible de donner de bons résultats.

b) Maturation de l’alcali de cellulose

M. Adrien Pinel (215) propose de maintenir l’alcali de cellulose à 50°-60° durant 2 à 3 heures seulement, puis de

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le refroidir et le sulfocarbonater, car ce traitement est suffisant pour provoquer le même effet qu’une maturation normale.

La Courtauld’s Ltd Society (216) active la maturation de l’alcali de cellulose en facilitant l'oxydation de la cellulose, réaction d’ailleurs aisée en milieu alcalin, D’après le brevet la cellulose est imprégnée avec une lessive sodique de densité 1,2 renfermant une certaine portion de peroxyde, par exemple 2 kilogrammes de Na°O° pour 200 kilogrammes de lessive ; la maturation serait effectuée en 4 à 5 heures.

On obtiendrait de même une bonne maturation après 4 heures en faisant passer dans l’alcali de cellulose de l'air à 402.

En agissant ainsi, il y a une forte formation d’oxycelluloses qui sont solubles dans les lessives caustiques en donnant des oxycellulosates alcalins, d’où perte de matière. Pour éviter cette perte, Herminghaus et Cie (217) font mürir leur alcali de cellulose en présence de substances réductrices agissant comme antioxygène, le résultat est obtenu en trempant, par exemple 2 kilogrammes de pâte de cellulose dans 25 litres de lessive sodique à 18 % additionnée de 315 grammes de sulfite de soude cristallisé; on presse pour obtenir 6,2 kilogrammes d’alcali de cellulose qui est défibré, puis laissé à mürir 80 heures à 22°. La formation d’oxycelluloses est ainsi évitée. Le manque d’oxygène ralentit peut-être l’action de la soude sur la cellulose, mais ne l’arrête pas, comme nous l'avons. déjà vu.

Plus récemment, la soie de Châtillon (218) expose à nouveau que la maturation est due pour une large part à l’absorption d'oxygène.

L’oxydation de la cellulose peut être accélérée par la présence d’un catalyseur tel que du sulfate de fer ou du sulfate de nickel en faibles proportions (219).

c) Sulfocarbonatation

M. Nicolardot (220) expose une méthode de récupération

du sulfure de carbone. Le procédé consiste à extraire le CS?, en particulier par le vide et à le refouler dans des huiles ou

sur de la silice colloïdale ou sur du charbon activé. Il est ensuite extrait par la chaleur puis condensé. Cette invention trouvera avantageusement son application dans la fabrication de la soie viscose.

d) Purification de la viscose

La viscose brute n’est pas un composé homogène ni un produit défini. Elle renferme, outre le xanthogénate double de cellulose et de soude, de la soude en excès, du carbonate et du thiocarbonate de soude et des impuretés apportées par les réactifs. Il semble qu’il y aurait avantage à travailler avec un composé pur et défini (221). Cette impression est confirmée par un brevet (222) de la I. G. Farbenindustrie A. G. qui propose de malaxer le xanthogénate avec un méthanol aqueux; la proportion d’eau doit être telle que le pouvoir dissolvant du mélange soit capable de dissoudre et d'enlever les impuretés, tout en évitant le gonflement du xanthogénate. Le liquide de purification est exprimé et un traitement identique est repris.

Après une seconde expression, le xanthogénate purifié est redissous en vue du filage, dans une solution alcaline appropriée. L'alcool de lavage peut être récupéré et utilisé à nouveau, on peut aussi l’employer pour la désulfuration de la soie viscose (223). Cette purification de la viscose par un méthanol aqueux a beaucoup d’analogie avec le procédé H. Lincke (224) qui utilise l'alcool éthylique.

Certains procédés anciens d'épuration de la viscose pourraient peut-être, après adaptation, donner de bons résultats. Par exemple, celui de Stearn et Woodley (225) qui précipitent le xanthogénate au moyen de solutions saturées de chlorure de sodium ou de chlorhydrate d’ammoniaque; après expression, le xanthogénate est redissous dans une lessive alcaline pour la filature.

e) Maturation de la viscose

La maturation de la viscose pourrait être activée par le chauffage (226).

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f) Bain de filature

Les formules de composition des bains de coagulation sont très nombreuses, trop nombreuses pour que nous puissions les étudier ici. Nous nous contenterons de dégager les idées et les formules principales.

D'après MM. A. Lottermoser et Carl Schiel (227), la pression osmotique de la viscose, qui est supérieure à celle d'un bain salin de coagulation, s’abaisse au-dessous de cette dernière dès que la viscose se trouve en présence du bain, c’est-à-dire dès qu'il y a coagulation. En cela, la solution visqueuse ne fait que suivre la règle générale, suivant laquelle la pression osmotique des hydrosols s’abaisse par l’action des électrolytes à action précipitante et s'élève par l'effet de ceux ayant une action gonflante.

Quand de la viscose est filée dans un bain de coagulation à base de bisulfate, le filet de viscose sortant d’un trou de la filière s’entoure, par régénération de la partie extérieure, d’une gaîne de cellulose hydratée, tandis qu’il reste à l’intérieur de la fibre de la viscose. Par suite de la différence de pression osmotique entre cette viscose et le bain extérieur, il se produit un passage d’eau dans la cellulose régénérée, eau perdue par la viscose de l’âme de la fibre. Ce départ d’eau entraine une diminution du volume intérieur, provoquant un plissement de la gaîne extérieure devenue trop large.

Plus il y aura de bisulfate dans le bain, plus la différence de pression osmotique sera grande et plus la diffusion sera forte, donc le plissement du fil croît avec la concentration en bisulfate (228). De plus, la porosité de la gaine cellulosique, entourant le fil, est d'autant plus prononcée que la teneur du bain précipitant est élevée en bisulfate.

En vue de faciliter la diffusion à travers la gaîne de cellulose coagulée et pour abaisser la tension superficielle de celle-ci, la Chemische Fabrik Pott et C° (229), propose l’addition au bain de filature d’acide isopropylnaphtalinesulfonique qui a un grand pouvoir mouillant et qui est très stable aux acides (230).

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M. J. Preston (231) a prouvé l'existence de la gaine superficielle qui peut contraster par certaines propriétés physiques et tinctoriales avec l’âme de la fibre. Avec des soies fortement étirées au filage, cette différence s’atténue: quand le filage a eu lieu avec un fort étirage et dans un bain d’acide concentré, la différence entre la gaîne et l’âme est à peu près inexistante,

En filant de la viscose dans de l'acide sulfurique seul, on obtient des fils ternes et laincux mais non soyeux. Le Dr Muller, en 1906 (232), atténua l’action brutale de l'acide sulfurique par addition de sulfate de soude.

Les Vereinigte Glanzstofffabriken, en 1912 (233) trouvaient avantageux de n’employer que du bisulfate avec addition de sulfate de soude et de provoquer la régénération complète et finale du xanthate dans un bain d'acide dilué.

M. T. H. Verhave (234), en 1905, préconisa un bain renfermant : NaSO*, H?2SO4, MeSOf.

Les Vereinigte Glangstofffabriken (235) proposèrent, en 1930, un bain contenant, au litre, 15 gr de ZnSO*, 200 gr de Na*SO“ et 110 gr de H?SO*.

L’addition de glucose dans le bain (236) a pour but de maintenir une certaine hygroscopicité du filament, ce qui empêche la cristallisation du sulfate de soude qui amène de l’ébourrage au dévidage.

La Société Waldhof (237), en 1929, envisagea l’emploi de deux bains coagulants, le premier renfermant 30 % de sel; le deuxième, de l'acide dilué.

Les Vereinigte Glanzstofffabriken (238) ont employé, en 1914, de l’acide sulfurique pour précipiter de la viscose non muürie.

Dans des brevets relativement récents, l'emploi, en addition au bain de sulfate de soude (239), de sulfate de magnésie (240), de sulfate de zinc (241), de sulfate d’alumine (242), a été recommandé.

On a aussi songé à une action tannante d’où l'addition de produits correspondant aux tanins synthétiques (243).

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Beaucoup d’autres produits ont été proposés en addition au bain de filature, ce qui a donné lieu à la déposition de nombreux brevets (244).

Nous pensons qu'actuellement il faut se tourner vers les bains fortement acides et les viscoses peu muüries.

g) Etirage

Industriellement, on a tout avantage à produire des brins fins, afin que le fil retordu renferme, pour un titre donné, le plus grand nombre de brins élémentaires.

Pour obtenir ce résultat, on pouvait essayer de diminuer le diamètre des trous des filières, c’est ce qui a été fait, mais pratiquement, on ne peut guère descendre au-dessous d’un diamètre de O mm 08; les efforts se sont tournés vers un étirage du fil en filature, au moment où il n’est encore qu’imparfaitement coagulé.

Bien entendu, pour que l’étirage ne produise pas la rupture du fil, il faut que la viscose soit bien étudiée au point de vue de sa maturation et que le bain soit approprié.

Dans ce domaine, nous nous tiendrons aux travaux de M. Léon Läilienfeld (245). Cet auteur coagule le fil dans un bain habituel puis le passe dans un second bain d’acide sulfurique à 50° Baumé dans lequel il est étiré.

Pour simplifier la fabrication, le fil peut être régénéré et étiré dans un bain d’acide suffisamment concentré, de 65 à 85 % H?SO*, à une température variant entre O° et 16° et cela afin d'éviter une trop forte action de l’acide sulfurique sur le fil (246). Ce chercheur a de même étudié l’état optimum d’une viscose. Les études sur cette question font l’objet

de brevets (247).

L’étirage, tout en diminuant le diamètre des brins élémentaires, a eu une très heureuse répercussion sur la ténacité de la soie, particulièrement ; ceci est dû à l’état de chose suivant : quand on file une viscose dans un bain coagulant, il se forme une gaïne superficielle de cellulose régénérée enfermant de la viscose non coagulée, cette dernière peut subir de

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légers glissements, car elle est encore à l’état d’un liquide visqueux.

Par l’étirage, qui s'exerce sur l'enveloppe, les micelles des ‘ chaînes micellaires de celles-ci sont parallélisées et d'autant mieux que l’étirage est plus grand. En se régénérant, la viscose de l’âme n'a pas ses micelles parallélisées ou tout au plus elles ne le sont que partiellement.

Les premiers essais de M. Lilienfeld lui ont montré que le degré de résistance du fil obtenu par précipitation varie en sens inverse de la réversibilité du gonflement, c’est-à-dire que, plus une soie aura un gonflement reversible lors de la coagulation, moins elle sera ‘résistante et plus sa surface sera plissée.

Ce chercheur a pensé que le gonflement devait être peu élevé et réversible quand la précipitation était lente, c’est-àdire quand la teneur de l’agent de coagulation dans le bain était faible, En supposant une coagulation très rapide du filament par emploi d’un bain concentré en acide, il se formera d’abord une gaine de cellulose dont les chaines micellaires seront parallélisées par un fort étirage, mais la viscose comprise dans cette gaîne coagule rapidement en gonflant fortement, ce qui entraine une orientation dans un sens parallèle des chaînes micellaires et des micelles de l’âme. La position de ces particules structurales reste acquise, car le gonflement n’est pas réversible.

De plus, on conçoit facilement que plus la fibre est fine et plus l’étirage est grand, plus la parallélisation des micelles de l’âme sera bonne, Comme dans un bain fortement acide la fibre reste plastique on comprend qu’on peut l’étirer fortement sans danger de briser le fil. Par emploi de la méthode de M. Lilienfeld. il est actuellement possible d'obtenir une soie dont la résistance à l’état sec, est de 6 à 7 grammes par denier et de 4 grammes à l’état humide.

Outre les avantages déjà signalés, l’étirage permet une vitesse plus grande de la filature; il est possible de dépasser 100 mètres à la minute au lieu de 40 à 60 par les procédés ordinaires.

Suivant la Société Gianzstoff-Courtauld, une addition

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d'huile pour rouge turc ou toute autre huile sulfonée (0,3 à 2 %) au bain de filature permettrait d'augmenter la vitesse d’étirage (248).

Au point de vue mécanique, l’étirage a eu plusieurs solutions qui ont fait l’objet de brevets (249).

M. Toshita Iwasaki a tenté de paralléliser les micelles, ts du filage, par le courant électrique (250).

h) Traitements ultérieurs

L'étude des opérations de finissage de la soie nous entrainerait hors du travail que nous nous sommes assigné dans notre thèse, nous nous bornerons à dire que l’idée de Joseph Brandwood d’après laquelle la soie artificielle peut être soumise en masse à tous les traitements liquides tels que lavages, désulfuration, blanchiment, séchage et teinture, est susceptible d’abaisser le prix de revient, d’une façon sensible.

Il y aurait certainement avantage à sthénoser la soie fime suivant la méthode de M. Eschalier (251) qui traite en principe la fibre par du formol en milieu acide, ce qui provoque la réaction d’une molécule de formol sur deux fonctions alcooliques en les unissant l’une à l’autre et en éliminant une molécule d’eau, autrement dit, il y a transformation de deux oxhydryles (OH) en un groupement —O—CH°—O-— le rattachement des chaînes provoque une augmentation de la résistance surtout à l’état mouillé (252). k

Si l'invention de M. René Speitel (253) déjà cité, provoque le sthénosage lors même de la filature, il est plus avantageux d'employer cette méthode qui ne nécessite pas de traitement particulier et qui ne présente que des avantages quant au filage puisque l'attaque de la soie par l'acide sulfurique est moins sensible et que l’étirage peut être plus grand que par les méthodes ordinaires.