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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de B R E V E T D'INVENTION "Procédé pour teindre la cellulose et ses dérivés avec des colorants pour laine"
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La présente invention a pour objet un procède pour amé- liorer les teintures produites avec des colorants pour laine sur des matières cellulosiques animalisées, teintures qui ne résistent pas suffisamment aux traitements humides.
On sait que l'affinité des matières cellulosiques comme, par exemple, des fibres, rubans et pellicules de cellulose naturelle ou régénérée ou de dérivés cellulosiques, pour les colorants pour laine peut être augmentée en incorporant dans ce matériel des substan- ces de nature basique. Du fait que dans ce cas les matières cellulo- siques acquièrent dans une mesure plus ou moins grande le caractère de fibres animales, pour autant que cela regarde la teinture, on ap- pelle cette méthode tendant à augmenter l'affinité pour les colorants pour laine "animalisation", et les substances basiques incorporées dans le matériel cellulosique en vue de produire ledit effet, des "agents d'animalisation".
L'animalisation peut être effectuée, par exemple, en in- corporant dans le matériel cellulosique un composé contenant de l'a- zote basique, du phosphore ou du soufre, et ceci dans une phase appro- priée quelconque de la fabrication ou du traitement du matériel. Par- mi les composés qui peuvent être utilisés ou ont été utilisés dans ce but, on peut mentionner, par exemple, des polyalkylènepolyamines, des polyalkylène-imines, des dérivés d'urée et guanidine, des produits de
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condensation basiques à partir de phénol, formaldéhyde et mono- ou diamines aliphatiques, des produits de la réaction d'hydrocarbures aromatiques ou aliphatiques halogènes, esters, cétones, polymérisés etc.
avec des aminés primaires, secondaires ou tertiaires ou des po- lyamine. On avait en outre proposé l'utilisation de composes d'ammo- nium, de phosphonium et de sulfonium à poids moléculaire élevé, ainsi que des produits de la réaction d'esters de polyalcools et d'acides aromatiques ou aliphatiques mono- ou polybasiques, par exemple l'ester toluène-sulfonique d'amidon, avec des composés contenant de l'azote.
Quelquefois on a préféré ne pas incorporer les agents d'animalisa%ion à l'état fini dans le matériel cellulosique, mais de les produire sur ou dans ce dernier en partant de composants réactifs appropriés, par exemple en faisant réagir des composés réac- tifs appropriés avec des composés contenant de l'azote, du phosphore ou du soufre. On peut par exemple ajouter à la solution de cellulose ou de dérivés cellulosiques à filer, des substances halogénées telles que la paraffine halogénée, des polymérisés halogénés, ou des esters tels que l'ester toluène-sulfonique d'amidon.
Les fils, fibres, ru- bans, pellicules etc. précipités de ces solutions peuvent être trai- tés par des substances basiques telles que la pyridine, l'éthylène-
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diamine, des po17s1kylène-polyamines eao
Avec toutes ces méthodes on parvient à augmenter dans une mesure plus ou moins grande l'affinité des matières cellulosiques pour les colorants pour laine.
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Cependant, les teintures produites suivant les méthodes précé- demment décrites sur les matières cellulosiques animalisées présentent l'inconvénient de ne pas résister suffisamment aux divers traitements humides, par exemple à l'eau, au lavage, au foulage, à la sueur, au potting etc. Ceci était notamment le cas avec les meilleurs agents d'animalisation connus qui eux-mêmes ne se fixent pas suffisamment sur la fibre, c'est-à-dire ne sont pas suffisamment substantifs. Par conséquent, les teintures produites sur des matières cellulosiques animalisées ne possédaient pas, en général, la bonne résistance aux traitements humides qui est propre aux teintures préparées avec les mêmes colorants sur la laine.
Or, la présente invention a précisément pour objet d'obvier aux inconvénients précités et de présenter une méthode selon laquelle on peut produire sur un matériel cellulosique animalisé des teintures qui possèdent une résistance aux traitements humides comparable à celle des teintures produites sur la laine même avec l'utilisation d'agents d'animalisation d'une substantivité insuffisante.
Conformément au procédé de la présente invention on applique sur un matériel cellulosique, à part le ou les agents d'animalisation du genre précédemment mentionné, une substance organique non basique pratiquement incolore qui possède le caractère d'un agent mordant. par le terme "agent mordant" tel qu'il apparaît dans la description suivante et dans le résumé, on entend des agents qui sont capables
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de former des composés insolubles avec des colorants basiques et, par conséquent, conviennent dans la teinture comme mordants pour l'appli- cation de colorants basiques sur la fibre cellulosique.
Comme tels composas on peut spécialement mentionner à titre d'exemple le tannin, l'extrait de noix de galle, d'autres agents tannants naturels ou synthétiques, des succédanés du tannin tels que des produits de la condensation de phénol avec du soufre ainsi que leurs composés métalliques, des produits de la condensation de phé- nols avec des acides phénol-sulfoniques, de phénols ou d'hydroxyaryl- sulfones avec des aldéhydes telles que la formaldéhyde, de phénols avec de l'acétylène et toute une série de composés similaires.
Les agents mordants suivant l'invention peuvent être incorporés dans le matériel cellulosique à un stade quelconque de sa' fabrication, c'est-à-dire avant, après ou ensemble avec l'incorpora-' tion de l'agent d'animalisation. Ils peuvent être appliqués de façon appropriée à partir de solutions ou émulsions neutres, alcalines ou acides et peuvent aussi être incorporés dans les solutions de cellu- lose ou de dérivés cellulosiques à filer. Le traitement du matériel par les agents mordants peut avoir lieu à la température ambiante ou préférablement à des températures élevées allant jusqu'à la tempéra- ture d'ébullition.
Dans beaucoup de cas, il y a avantage à utiliser, en dehors de l'agent mordant, d'autres substances favorisant sa prise sur la fibre, par exemple des sels organiques ou inorganiques.
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La quantité des agents d'animalisation et des agents mor- dants à employer peut varier dans de larges limitée. La quantité exacte des deux agents dépend naturellement de la nature du matériel à traiter ainsi que de la teinte que l'on désire obtenir. Au cas où l'agent mordant ne possède pas une substantivité suffisante, comme par exemple dans le cas du tannin, il y aura avantage à traiter le matériel de la façon usuelle par un agent capable de fixer le compo- sé mordant, par exemple dans le cas du tannin par du tartre émétique.
Les teintures produites sur un matériel traité de la fa- çon précédemment décrite sont douées d'une solidité améliorée par rapport à l'eau, à la sueur, au décatissage, au foulon, au potting, au vaporisage, au lavage etc., par comparaison aux teintures prépa- rées sur un matériel n'ayant pas été traité conformément à l'inven- tion par un agent mordant.
Dans certains cas, l'affinité pour les colorants du maté- riel animalisé se trouve légèrement changée par le traitement avec l'agent mordant; elle peut être augmentée ou diminuée. Ce comporte- ment se manifeste notamment dans les cas où le matériel animalisé est simultanément teint avec de la laine, par exemple dans des filés ou tissus mixtes, et peut être utilisé en vue d'obtenir des teintes d'un meilleur unisson. On a pu constater que dans la teinture d'un maté- riel mixte avec des mélanges de colorants, on obtient une coloration teinte sur teinte bien meilleure sur un matériel traité conformément au prooédé de la présente invention.
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A titre non limitatif la présente invention est illustrée par les exemples suivants; les parties y mentionnées se rapportent aux poids .
Exemple 1.
3,5% d'un produit de condensation de paraffine chlo- rée et d'éthylènediamine (obtenu conformément au brevet français du 19 janvier 1931 No. 709 626 au nom de la demanderesse) sont ajoutés à une solution de filage de cellulose ouproammoniaoale, 100 parties de la cellulose ainsi traitée sont manipulées à une température com- prise entre 80 et 90 C. pendant 2 minutes dans un bain contenant 5 à 10 parties d'un composé sulfuré de phénol(préparé conformément au bre- vet français du 2 octobre 1920 No. 525 493 au nom de Farbenfabriken vorm. Friedrich Bayer & Co.) et 2 à 5% de carbonate de sodium.
La fibre rincée et séchée est teinte suivant les méthodes usuelles avec
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du Bleu pour laine solide BL (voir Sohultz arbstvtbelen, Vol. 1 1931, No. 974).
La teinture possède une solidité améliorée à toutes sortes de traitements humides, par comparaison à une cellulose qui a été animalisée de manière analogue mais non traitée ultérieurement.
Les fibres peuvent aussi être traitées par le composé sulfuré de phénol à une température plus basse, par exemple à une température comprise entre 20 et 30 C., mais dans ce cas il y a avan- tage à prolonger la durée du traitement ou à ajouter un électrolyte.
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Le traitement peut aussi être effectuée de façon continue à la suite du procédé de filature. Dans tous les cas, on obtient dans la tein- ture subséquente des teintures d'une meilleure solidité aux divers traitements humides.
On obtient des résultats similaires en teignant avec d'autres colorants acides pour laine comme par exemple l'Anthralane jaune G (voir Schultz Farbstofftabellen, 1er Suppl. Vol. 1934, page 68), Supra Jaune Lumière GL (voir Schultz Parbstofftabellen, Vol. 1 1931, No. 736), Anthralane Rouge B (Schultz Parbstofftabellen, 1er Supplt. Vol. 1934, page 68), Supranol Brillant Rouge B (Schultz Farbstofftabellen, Vol. II, 1932, page 204), Supramine Bordeaux B (Schultz Farbstofftabellen, Vol. II, 1932, page 203), Supramine Vio- let R (Schultz Farbstofftabellen, Vol.
II, 1932, page 204), Anthra- lane Violet 3B (Schultz Farbstofftabellen, 1er Supplt. Vol. 1934, page 68), Anthralane Bleu G (Schultz Farbstofftabellen, 1er Supplt.
Vol. 1934, page 68), Alizarine Lumière Gris BBLW (Schultz Farbstoff- tabellen, Vol. II, 1932, page 12), Noir Diamant P2B (Schultz Parb- stofftabellen, Vol. I, 1931, No. 234).
Exemple 2.
En utilisant, au lieu de la cellulose ouproammoniaoale, de la cellulose de viscose ou de la rayonne de viscose, les proprié- tés de solidité des teintures avec des colorants pour laine acides sont considérablement améliorées par le traitement conformément à l'exemple 1.
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Exemple 3.
En teignant de la cellulose ou de la cellulose cuproammonia- cale, conformément à l'exemple 1 ou 2, ensemble dans le même bain de teinture, ou sous forme de filés mixtes, fibres mixtes ou tissus mixtes, avec de la laine dans la proportion de 50:50, les teintures obtenues sont également améliorées par rapport à un matériel non traité.
Exemple 4.
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En utilisant un produit de la condensation de polyéthylène-
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imine et alkIhalogdnures par exemple l'ootadéoylbromure, au lieu de l'agent d'animalisation employé à l'exemple 1, on obtient, en teignant par exemple avec l'anthralane Rouge BBT (voir Schultz Parb- stofftabellen, ler Supplt. Vol. 1934, page 68), une amélioration considérable des propriétés de solidité.
Exemple 5.
Une fibre de viscose filée de la façon habituelle est anima-
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lisée de la façon usuelle avec d'ootadéoylbignanîde et traitée subséquemment avec un composé sulfuré du phénol conformément à la méthode décrite à l'exemple 1. La fibre teinte ensemble avec de la laine, par exemple avec le colorant de l'exemple 1, possède une so- lidité améliorée à l'eau, au lavage et à la sueur.
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Exemple 6.
De la cellulose cuproammoniacale est animalisée avec 5% d'un produit de la condensation d'éthylènediamine avec un chlorure d'acide gras supérieur. En soumettant le matériel ainsi traité à un traitement subséquent par du tannin ou un succédané du tannin, les teintures sont considérablement améliorées.
Exemple 7.
Une fibre artificielle de cellulose animalisée conformé- ment à l'exemple 1 est traitée dans un bain aqueux à 75 C. pendant quelques minutes avec 1% son poids de tannin, exprimée et traitée avec 0,5% de tartre émétique dans un bain aqueux pendant quelques mi- nutes, rincée et séchée. En teignant la fibre par les méthodes habi- tuelles avec le colorant indiqué à l'exemple 1, la teinture est plus solide que sans le traitement avec le tannin et le tartre émétique.
L'affinité de la fibre est dans ce cas un peu inférieure que dans le cas de le simple animalisation, c'est-à-dire par le traitement subséquent il se produit une certaine réserve de la fibre animalisée.
Exemple 8.
De la rayonne à l'acétate est traitée avec l'agent d'ani- nalisation employé à l'exemple 1 et avec un produit de condensation sulfuré à partir de chlorure de benzyle ohloré et phénol dans un bain
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acide ou neutre conformément au brevet d'addition du 17 mars 1930 No. 38 268 au brevet français du 29 octobre 1928 No. 663 155 au nom de la demanderesse. Les teintes obtenues avec les colorants indiques à l'exemple 1 possèdent une meilleure solidité au lavage par rapport à celles produites sur de la rayonne à l'acétate animalisée non trai- tée.
Exemple 9.
Des fibres de schappe artificielle préparées de la ma- nière décrite à l'exemple 1 à partir d'une solution de cellulose cu- proammoniacale sont traitées à environ 90 C. pendant 3 minutes dans un bain contenant 5 à 10 parties d'acide méthylène-disalicylique de la formule:
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Les teintures produites sur ce matériel avec des colorants pour laine possèdent une meilleure solidité aux traitements humides, par exemple au lavage, que des teintures sur les fibres de schappe arti- ficielle n'ayant pas été soumises au traitement par l'agent mordant.
Au lieu de l'acide méthylène-disalicylique, on peut aussi employer un produit de condensation d'acide salicylique et formaldéhyde préparé d'après le brevet allemand No. 358 401 du 5 mars 1920 au nom de Farbwerke vorm. Meister Luoius & brüning. On obtient un résultat analogue.
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Exemple 10.
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Les fibres de schappe artificielle animalisées comme dé- crit à l'exemple précédent sont traitées de la manière précédemment décrite avec un produit de condensation à partir de dihydroxydiphé- nylsulfone et formaldéhyde ( préparé conformément au brevet allemand No. 464 088 du 26 juillet 1921 au nom de la demanderesse). Les tein- tures produites sur ce matériel avec des colorants pour laine possè- dent, à côté d'une meilleure solidité aux traitements humides, une meilleure solidité à la lumière par rapport aux teintures préparées sur un matériel n'ayant pas été traité par l'agent mordant.
Exemple 11.
A une solution de cellulose cuproammoniacale dans laquelle a été incorporé un agent d'animalisation conformément à la méthode décrite à l'exemple 1, on ajoute 1 à 3% d'un composé sulfuré du phé- nol (voir brevet français du 2 octobre 1920 No. 525 493). La masse est bien malaxée. Des fibres de schappe artificielle préparées à par- tir de cette solution sont teintes avec des colorants pour laine. Les teintures qui en résultent possèdent une excellente solidité aux trai.- tements humides.
Exemple 12.
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On prépare une solution de viscose à filer en procédant de la manière indiquée à l'exemple précédent en ajoutant d'abord l'agent
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d'animalisation et ensuite l'agent mordant. Des fibres préparées à partir de cette solution sont teintes avec des colorants pour laine.
Les teintures qui en résultent possèdent une excellente solidité qui est supérieure à la solidité des teintures produites sur un ma- tériel ne contenant pas de mordant. exemple 13.
Des fibres de schappe artificielle animalisées qui ont été préparées conformément à la méthode décrite à l'exemple 9 à par- tir d'une solution de cellulose cuproammoniacale, sont traitées comme décrit à l'exemple 1 par un composé mordant de la formule:
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Les teintures produites aveo des colorants pour laine sur ce maté- riel sont douées d'une solidité améliorée par comparaison aux tein- tures produites en l'absence d'un mordant.
Exemple 14.
A une solution de filage pour la production de fibres de cellulose cuproammoniacale on ajoute 5% d'un produit qui peut
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être obtenu en précipitant l'agent d'animalisation de l'exemple 1 (paraffine chlorée + thylènediamine) à partir de sa solution acide aqueuse par l'addition d'un produit de condensation à partir de phé- nol et soufre (voir brevet français 525 493 susmentionné). Les tein- tures préparées avec des colorants acides sur un tel matériel possè- dent une solidité améliorée aux traitements humides.
Exemple 15.
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Des fibres de schappe artificielle préparées conformément à la méthode décrite à l'exemple 1, avec addition d'un agent d'anima- lisation à la solution a filer, sont teintes avec de l'Anthralane Violet 3B (voir exemple 1) et traitées subséquemment par une solution de carbonate de sodium du produit de condensation de phénol et soufre d'après l'exemple 1, Dans ce cas aussi, la solidité des teintures aux traitements humides est considérablement augmentée.
Exemple 16.
Des fibres de schappe artificielle sont filées à par- tir d'une solution de cellulose ouproammoniacale contenant 3% d'un produit de condensation de phénol et soufre. Le matériel est alors traité avec une émulsion aqueuse de l'agent d'animalisation indiqué à l'exemple 1 et teint avec l'anthralane Bleu G (voir exemple 1).
La teinture obtenue possède une solidité améliorée par comparaison à la teinture produite sur un matériel ne contenant pas de mordant.
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Exemple 17.
Des fibres de sahappe artificielle animalisées et mordancées d'après la méthode décrite à l'exemple 1 sont teintes en présence d'une quantité égale de laine avec les colorants pour laine mentionnés ci-après: Rhodamine B extra (Schultz Farbstofftabellen, Vol I, 1931, No. 864), Bleu. Turkise BB (Schultz Farbstofftabellen, Vol I, 1931, No. 757), Bleu Victoria B ( " " " " No. 822).
On obtient une bonne coloration teinte sur teinte.
Des fibres de schappe artificielle animalisées qui n'ont pas été traitées par l'agent mordant ne sont pas teintes ou très faiblement seulement par lesdits colorants et, dans ce cas, ne possèdent pas une solidité suffisante.
Exemple 18.
50 parties de fibres de schappe artificielle préparées à partir de cellulose cuproammoniacale animalisée suivant la méthode décrite à l'exemple 1 sont traitées pendant 5 minutes à une temp4ra- ture comprise entre 90 et 100 C.dans un bain aqueux contenant par litre 7,5 grs. d'une résine de phénol-formaldéhyde soluble en milieu alcalin ( préparée par condensation des composants en milieu acide) et 5 cm3 d'une lessive de soude caustique à 32%. Le matériel est en-' suite exprimé, traité peu de temps dans un bain contenant 5 cm3 d'a- cide acétique glacial par litre, rincé et séché.
Le matériel ainsi
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traité est alors teint suivant les méthodes usuelles avec des colo- rants acides pour laine tels que: 2% Jaune Lumière Supra GGL (Schultz Farbstofftabellen, Vol.I, 1931,
No. 736), 8 Noir Diamant P2B (Schultz Farbstofftabellen, Vol.I, 1931,No.234), 2% Bleu Palatin solide BN (Schultz Farbstofftabellen, ler Supplt.
Vol. 1934, page 117).
Au lieu du produit de condensation préparé à par- tir de phénol mentionné 'Plus haut, on peut aussi employer des pro-- duits de condensation similaires préparés à partir des homologues du phénol, par exemple ceux obtenus à partir de crésols.
Le traitement des fibres de schappe artificielle par l'agent mordant peut s'effectuer à un stade quelconque de leur fabrication, avant ou après le séchage final des fibres.
Exemple 19.
Si, au lieu du produit de condensation phénol-al- déhydique employé dans l'exemple précédent, on utilise une quantité égale d'un produit de réaction obtenu à partir de phénol et acéty- lène et soluble en milieu alcalin (voir exemple 1 du brevet fran- gais du 5 juillet 1933 No. 758 042 au nom de la demandresse), les fibres sont teintes par les colorants pour laine avec une meilleure solidité aux traitements humides que si elles n'étaient pas trai- tées par le produit de condensation de phénol et acétylène.