BE1011895A3 - Teinture des materiaux textiles cellulosiques par les colorants de cuve reduits par les metaux alcalins dans l'amoniac liquide. - Google Patents

Abstract

La présente invention décrit un procédé simple, rapide et non poluant de teinture de fibres cellulosiques par les colorants de cuve. Le colorant de cuve, selon l'invention est réduit dans l'ammoniac à - 33 degré C par un métal alcalin. La teinture se déroule par l'immersion dans le colorant obtenu (leuco-dérivé) des fibres textiles. La réoxydation du colorant sur la fibre est effectuée soit dans l'air, soit dans un bain aqueux légèrement oxydant ou dans un vaporisateur.

Description

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  DESCRIPTION Teinture des matériaux textiles cellulosiques par les colorants de cuve réduits par les métaux alcalins dans l'ammoniac liquide. 



  La présente invention se rapporte aux colorants de cuve, c'est-àdire des colorants dont la molécule possède au moins deux groupements cétoniques séparés par un système conjugué, qui, lorsqu'ils sont fixés sur la fibre après teinture, ne sont plus solubles dans l'eau, mais qui sous forme réduite sont solubles dans le bain réducteur et sont cédés par celui-ci à la fibre puis, ultérieurement oxydés. 



  Les colorants de cuve sont essentiellement utilisés pour teindre les fibres cellulosiques et en particulier le plus ancien, l'indigo, pour teindre le coton destiné à la fabrication de jeans. 



  Parmi les réducteurs de colorants de cuve déjà connus, le dithionite ou hydrosulfite de sodium   (NaSOJ est   le plus utilisé. 



  L'usage du dithionite présente toutefois plusieurs inconvénients tant écologique que technique. 



  Ecologique : le dithionite, qui doit être utilisé en excès (1,5 g à 2   g/l.),   et à un pH compris entre 12 et 14, est transformé par le colorant et l'oxygène atmosphérique en sulfite et sulfate. 



    Na S204   + 2NaOH +   0. :---- > Na ; SCL   +   Na2S04   + HzO Les eaux usées des bains de teinture doivent être traitées avant d'être évacuées et cette technique est grande consommatrice d'eau. 



  Technique : les solutions contenant du sulfate en forte concentration risquent d'endommager les conduits et les pompes non protégées. Le pH doit être contrôlé car trop bas, le colorant peut se réoxyder et former un leuco-dérivé avec décomposition du dithionite en thiosulfate, sulfite et même sulfure. 



  D'autre part, l'excès de dithionite doit être surveillé car il peut provoquer une surréduction irréversible du colorant. 

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 De même, la température doit être maintenue rigoureusement constante sous peine d'obtenir une teinture mal unie et une nuance peu reproductible. 



  De plus, même en présence d'un excès de dithionite, il y a risque de réoxydation du colorant à l'interface air-bain de teinture. 



  Quant à la matière, elle doit être parfaitement préparée pour la rendre hydrophile. 



  Il est à noter que le bain de teinture contient de nombreux produits auxilaires tels que les sels, les agents mouillants, les anti-mousses etc... 



  D'autres réducteurs ont été signalés tels que : le dioxyde de thiourée, l'hydroxyethanesulfinate de sodium, hydrure de bore et de sodium, etc..., tous, à des degrés divers, présentent en plus d'un prix de revient prohibitif, certains des défauts cités plus haut. 



  La teinture des matériaux textiles par les colorants de cuve réduits dans l'ammoniac liquide c'est-à-dire à-33 c par les métaux alcalins ne présente aucun de ces inconvénients. 



  L'invention consiste à utiliser la propriété qu'a l'ammoniac liquide de pouvoir dissoudre les métaux alcalins. Ces métaux dans un tel milieu perdent un électron par atome pour former une solution de cations solvatés et d'électrons piégés dans les cavités du solvant, ce qui rend la solution fortement réductrice. Nous avons découvert que cette solution réduit les fonctions cétoniques des colorants de cuve, en énolates de sodium solubles, ce qui permet de teindre la fibre. Il n'est pas nécessaire de réduire toutes les fonctions cétoniques, la réduction de la moitié d'entre-elles suffit pour assurer la solubilisation tout en maintenant l'affinité du colorant pour la fibre. 



  Le temps de réduction varie suivant le colorant entre 2 à 30 minutes. 



  De plus, les matériaux déjà teints peuvent être démontés et délavés par simple immersion dans une solution ammoniacale contenant un excès de métal alcalin par rapport à la quantité de 

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 colorant fixé sur la fibre. L'effet délavé est obtenu simplement en modulant le temps d'immersion. 



  Le temps de montée du colorant réduit sur la fibre cellulosique est d'environ 10 secondes. La température de teinture se faisant à l'ébullition de l'ammoniac (-33  c) est automatiquement régularisée. 



  D'autre part, la solution de colorants réduits est stable dans le temps et ses propriétés ne sont pas affectées par la présence d'eau, ce qui permet de travailler mouillé sur mouillé et d'effectuer plusieurs passes de matière même humide. 



  La matière ne doit être que désencollée, les autres prétraitements ne changent pas l'affinité pour le colorant de cuve ni le bon unisson. 



  De plus, la couche d'ammoniac gazeux, qui se forme à la surface de la solution, protège le colorant réduit de l'oxygène de l'air. 



  Enfin, cette méthode ne nécessite l'emploi d'aucun produit auxiliaire permettant un procédé de teinture très simple très stable. De plus l'ammoniac liquide, par le gonflement de la fibre qu'il provoque, augmente les facilités de pénétration du colorant. Du point de vue écologique, l'impact de cette technique est quasi nul puisque l'ammoniac peut être continuellement recyclé. Les méthodes de récupération de l'ammoniac étant parfaitement contrôlées à l'heure actuelle, le métal alcalin ayant servi à la réduction se retrouve en fin de parcourt sous forme de carbonate. Avantageusement, la technique décrite par la simple immersion de la matière permet, en une seule étape, de teindre et de merceriser. Les tests de résistance à la traction ont permis de démontrer que le procédé ne détériorait pas la fibre.

   Les résultats de résistance sont si pas meilleurs au moins identiques à ceux obtenus sur une fibre blanchie, mercerisée et teinte par les procédés classiques en solution aqueuse. 



  Enfin excepté pour le recyclage de   llammoniac,   la consommation d'énergie est quasi nulle durant la teinture. 

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  Exemples Exemple I L'indigo (0, 9g = 3,5 millimoles) est mis en suspension dans un litre d'ammoniac technique à-33 c, on ajoute à cette suspension du sodium (0, 08g = 3,5 millimoles) et on laisse sous agitation pendant 10 minutes. 



  La matière brute est ensuite manoeuvrée pendant 10 secondes dans le bain. La matière teinte en vert par le colorant réduit est sortie du bain et exposée pendant 30 secondes à l'air, elle est ensuite plongée dans l'eau, la coloration bleu de l'indigo se développe instantanément. 



  Exemple II On suit le même procédé que dans l'exemple I mais après avoir régénéré le colorant dans l'eau, la matière est exprimée puis replongée dans la solution ammoniacale et traitée comme précédemment. A chaques nouvelles passes, cinq en tout, une quantité équivalente supplémentaire d'indigo est fixée sur les fibres. 



  Exemple III A la suspension d'indigo décrit dans l'exemple I, on ajoute 0,03 g de lithium et on laisse sous agitation pendant 3 minutes. La matière est ensuite traitée comme dans l'exemple I. Les résultats sont identiques. 



  Exemple IV On suit le même procédé que dans l'exemple I mais les 0,08 g de sodium sont remplacés par 0,14 g de potassium. Les résultats sont identiques. 



  Exemple V On suit le même procédé que dans l'exemple I, mais comme colorant on ajoute du Fénanthrène écarlate 4G (C. I vat rouge 14). Une coloration orange se développe comme attendu. 

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  Exemple VI On suit le même procédé que dans l'exemple I mais on ajoute comme colorant 0,864 g d'Helindon violet BBN (C. I. vat violet 18). Une coloration violette se développe comme attendu. 



  Exemple VII On suit le même procédé que dans l'exemple I mais comme colorant on ajoute 0,9 g d'Helindon Red B. Une coloration d'un rouge identique à celle obtenue par la méthode au thiosulfate se développe. 



  Exemple VIII On suit le même procédé que dans   Il exemple l,   mais la matière à teindre est constituée de 3 échevettes de 5 g, l'une de coton brut, la seconde de coton débouilli et la dernière de coton blanchi à l'eau oxygénée. La nuance obtenue et l'unisson sont identiques sur chaques échevettes. 



  Exemple IX Une échevette de coton de 10 g traitée suivant l'exemple I est plongée dans une solution ammoniacale de sodium 0,3 g par litre. On assiste à un délavement de l'échevette d'autant plus prononcé que le temps de contact est long et ce jusqu'à décoloration complète.

Claims (3)

1. Revendications 1. La technique qui consiste à réduire et ainsi solubiliser un colorant de cuve, mis en suspension dans l'ammoniac à-33 c, par un métal alcalin dissout dans la suspension.
2. 2. La technique qui consiste à teindre par immersion des fibres cellulosiques dans une solution selon la revendication 1.
3. 3. Amener une coloration délavée sur des fibres cellulosiques teintes par les colorants suivant la revendication 2 ou autre, par immersion dans une solution de métal alcalin dans l'ammoniac à- 33 c.