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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de B R E V E T D' INVENTION "Préparations solubles dans l'eau de colorants au soufre." La Société dite:
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CIBA, Société Anonyme, ,%GGI-E%E -petfR -B rNBTf8'lLRrJ!! -e-HEUl1J!! -Ir -B-Mï, Bâle (Suisse) Faisant l'objet de deux premières demandes de brevets déposées en SUISSE, les
11 février 1944 et 14 décembre 1944.
La demanderesse a trouvé qu'on peut obtenir des préparations de colorants au soufre lorsqu'on chauffe des colorants au soufre, en milieu alcalin, avec des produits de dégradation d'hydrates de carbone naturels, et qu'on sèche les produits obtenus.
Les colorants employés dans le procédé de la présente invention sous la désignation de "colorants au soufre" sont en général eux-mêmes insolubles dans l'eau; il doivent être transformés en produits solubles dans l'eau, de manière connue, avant la teinture, en les traitant avec des réducteurs alcalins, par exemple avec des solutions de sulfure de sodium, ce qui
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complique le procédé de teinture. On a donc déjà transformé ces colorants au soufre en préparations de colorants directement solubles dans l'eau, pouvant être employées pour la teinture sans réduction préalable. A cet effet on a employé jusqu'à présent comme réducteur surtout des composés du soufre , dans lesquels la valence du soufre est peu élevée.
Suivant le procédé de la présente invention, on emploie dans le même but les produits de dégradation d'hydrates de carbone naturels, par exemple les produits de dégradation de l'amidon. On emploiera notamment soit les produits de ce genre de degré de polymérisation moyen, solubles dans l'eau au moins à l'état colloidal, non dégradés jusqu'à donner des mono- ou des disaccharides, par exemple la dextrine, avantageusement la dextrine blanche, soit les produits plus fortement dégradés, par exemple le glucose. Le cas échéant, on peut aussi employer plusieurs de ces produits en combinaison les uns avec les autres, par exemple des mélanges de dextrine et de glucose. Enfin, on peut aussi utiliser des produits analogues obtenus par saccharification du bois.
L'alcali nécessaire pour obtenir une réaction alcaline peut être ajouté par exemple sous forme d'hydroxydes alcalins ou de sels alcalins d'acides faibles, par exemple de carbonates, de borates ou de phosphates alcalins. Il n'est donc pas nécessaire que l'anion de ces sels ait une action réductrice, puisque cette action est exercée suivant le procédé de la présente invention par les produits de dégradation des hydrates de carbone naturels. Pour le choix de l'alcali,il faut tenir compte que certains colorants au soufre exigent pour la réduction une réaction alcaline plus forte que d'autres. Le genre et la
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quantité de l'alcali nécessaire peuvent être facilement déterminés par des essais préalables.
De même il est avantageux de déterminer les propriétés réductrices des produits de dégra- dation des hydrates de carbone par des essais préalables, afin que ceux-ci soient employés sûrement en quantités suffisantes, de préférence en excès.
Le chauffage des colorants au soufre avec les agents réducteurs alcalins,précités a lieu avantageusement en milieu aqueux, par exemple en solution relativement concentrée ou en suspension aqueuse. Il est alors souvent,avantageux d'employer les colorants au soufre directement sous la forme sous laquelle on les obtient lors de leur fabrication, c'est-à-dire sous la forme de pâte aqueuse du-colorant, puisqu'alors on évite une opération de séchage. Le chauffage peut avoir lieu de manière usuelle, en vase ouvert, ou le cas échéant sous pression. On @ obtient de bons résultats dans la plupart des cas lorsqu'on chauffe en vase ouvert'pendant un certain temps pouvant varier par exemple de quelques minutes à quelques heures.
Il peut"être avantageux de prendre les dispositions connues contre l'action oxydante de l'oxygène de l'air.
Dans plusieurs cas on peut fabriquer les préparations de colorants de manière avantageuse en chauffant le colorant sous forme d'une poudre sèche, par exemple concentrée, avec le produit de dégradation sec d'un hydrate de carbone et la quantité voulue d'une solution aqueuse concentrée d'un alcali.
On opère avantageusement en mélangeant tout d'abord la poudre de colorant avec le produit de dégradation d'un hydrate de
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carbone, également à l'état pulvérisé, par exemple avec la dextrine, puis en ajoutant au mélange une solution alcaline contenant une quantité d'eau relativement faible. Les solutions alcalines entrant en ligne de compte sont notamment les solutions aqueuses des hydroxydes alcalins, par exemple d'hydroxyde de sodium. On peut avantageueement employer à cet effet les solutions usuelles d'hydroxyde de sodium à environ 36 Bé. Fait surprenant, la quantité d'eau contenue dans ce produit suffit pour la réaction. En chauffant le mélange à environ 100-110 , en remuant, la masse réactionnelle se liquéfie et donne, suivant les proportions employées, une fusion assez liquide.
Lorsqu'on continue de chauffer, la fusion peut devenir un peu plus visqueuse.
Les préparations de colorants au soufre ainsi obtenues sont solubles dans l'eau et peuvent le cas échéant être employées comme il est décrit ci-après pour teindre et imprimer. On obtient des préparations de colorants particulièrement précieuses, en général stables et d'une manipulation facile, lorsqu'on évapore l'eau des solutions, des suspensions ou des pâtes obtenues comme on l'a indiqué ci-dessus. On opère alors avantageusement à des températures qui ne dépassent pas ou pas beaucoup 1000, en évaporant l'eau par exemple sous pression réduite ou fortement réduite.
On peut ainsi fabriquer des préparations pulvérulentes de colorants au soufre qui, lorsqu'on a employé des produits de dégradation appropriés d'hydrates de carbone, ne sont pas ou peu hygroscopiques et qui peuvent être dissoutes sans autre dans l'eau en donnant des bains de teinture prêts à l'usage.
Ces préparations permettent donc entre autres de teindre avec
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les colorants au soufre sans employer des sulfures alcalins.
Ces préparations de colorants au soufre permettent de teindre les fibres les plus diverses, notamment les fibres contenant de la cellulose, par exemple les fibres naturelles, telles que le coton, le lin, etc., ou les fibres artificielles, telles que les rayonnes et les fibrannes à base de cellulose régénérée. Suivant la teneur des préparations de colorants en agents alcalins et en réducteurs, et suivant la quantité d'air qui a accès dans le bain de teinture ou dans la marchandise pendant sa manipulation ou pendant la circulation du bain, il peut être avantageux de corriger le bain de manière convenable.
On peut par exemple ajouter au bain de teinture, d'emblée ou si cela est nécessaire pendant la teinture, des réducteurs, par exemple de l'hydrosulfite de sodium, du formaldéhydesulfoxylate de sodium ou de la dextrine, le cas échéant'avec des alcalis, par exemple avec une solution d'hydroxyde de sodium, avec du carbonate de sodium ou le cas échéant aussi avec des sulfures alcalins. En outre on peut ralentir-de'manière en elle-même connue l'épuisement des bains en ajoutant des agents égalisants, ou accélérer, ou compléter l'épuisement en ajoutant des sels.
Dans plusieurs cas il est avantageux de teindre à des températures élevées, par exemple à environ 90 ou à des températures supérieures, ce qui peut avoir lieu en l'absence de sulfure de sodium sans que les fibres sensibles, par exemple les,fibrannes et les rayonnes à base de cellulose régénérée, soient détériotées. D'autre part les préparations de colorants de la présente invention permettent de teindre en bains plus faiblement alcalins que lorsqu'on teint en présence de sulfures
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alcalins et enfin, on peut aussi teindre dans des récipients ou dans des appareils en cuivre, puisque la teinture peut se faire en l'absence de sulfures alcalins. Dans ce dernier cas on doit naturellement veiller à ce que le colorant au soufre employé pour la fabrication de la préparation de colorant, soit exempt d'un excès de sulfure.
Dans certains cas, on peut également teindre à température relativement basse.
Les préparations de colorants de la présente invention peuvent aussi être employées pour imprimer d'après les méthodes en elles-mêmes connues, par exemple par le procédé d'impression au pochoir ou par le procédé d'impression au rouleau.
Ces préparations présentent également alors l'avantage qu'on peut les fixer sur les fibres textiles sans réducteur contenant du soufre, en particulier sans sulfure alcalin. Il suffit par exemple d'ajouter un épaississant alcalin usuel, par exemple un épaississant au carbonat de potassium, à la préparation de colorant, pour obtenir une couleur à imprimer. La fixation des impressions peut avoir lieu de manière connue, par vaporisage, par exemple au Mather-Platt, ou au vaporiseur à cadres, ou à la chaudière. Lorsqu'on emploie en même temps un agent hydrotrope, on obtient souvent un meilleur rendement d'impression.
Pour l'impression directe il n'est pas nécessaire d'ajouter des réducteurs spéciaux à la couleur d'impression.
Lorsqu'on employe les préparations de colorants de la présente invention pour le rongeage, on ajoute de préférence un réducteur approprié à la couleur d'impression, par exemple du formaldéhydesulfoxylate de sodium.
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Après avoir vaporisé et rincé, on savonne avantageusement les impressions au bouillon.
Les exemples suivants illustrent la présente ,invention sans toutefois la limiter. Sauf mention spéciale les quantités indiquées s'entendent en poids.
Exemple 1.
Mélanger 25 parties du colorant bleu, obtenu par sulfuration du leuco dérivé du composé de formule:
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abus forme de poudre concentrée ou sous forme de la pâte humide telle qu'elle sort de fabrication, à 50 parties de dextrine blanche et 25 parties de carbonate de sodium calciné. Répartir ce mélange dans 200 parties d'eau douce chaude, porter au bouillon en 1-2 heures. Après avoir maintenu à l'ébullition pendant 2 heure en remuant constamment, on évapore l'eau et sèche la masse dans le vide. On obtient ainsi une préparation de colorant stable, qui teint les fibres végétales, en bains alcalins au carbonate de sodium, en nuances bleues, vives.
Exemple 2.
Empâter 40 parties de Noir Pyrogène foncé D (Schultz, Farbstofftabellen, 7ème édition, No. 1077) à l'état de poudre concentrée, ou la quantité correspondante de la pâte de colorant telle qu'elle sort de fabrication, avec 50 parties de dextrine blanche et 4 parties en volume d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium, dans 200 parties d'eau de condensation chaude, et maintenir une heure au bouillon en remuant constamment. On évapore ensuite l'eau et sèche la masse dans le vide. On obtient
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ainsi une préparation de colorant stable, complètement soluble dans de l'eau chaude et teignant les fibres végétales en mêmes tons noirs que ceux qu'on obtient en les teignant par le procédé de teinture usuel du Noir Pyrogène foncé D avec du sulfure de sodium.
Exemple 3.
Empâter 100 parties du colorant jaune, obtenu par sulfuration de l-méthyl-2,4-di-(formylamino)-benzène sous addition d'un peu de benzidine, avec 200 parties de dextrine blanche et 100 parties en volume d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium, dans 100 parties d'eau de condensation chaude et faire bouillir deux heures en remuant. Après avoir évaporé l'eau et séché la masse dans le vide, on obtient une préparation de colorant qui teint les fibres cellulosiques, en bain contenant du carbonate de sodium ou un peu d'hydroxyde de sodium, en nuances jaune d'or.
Exemple 4.
Empâter soigneusement 25 parties de la poudre de colorant concentré obtenu par sulfuration du leuco-dérivé du composé de formule :
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avec 65 parties de glucose et 10 parties de dextrine blanche et chauffer à 100 C. Refroidir ensuite à 60 C, puis ajouter 5-10 parties d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium en remuant sans arrêt.
Après avoir évaporé l'eau et séché la masse dans le vide à 60-70 C., on obtient une poudre de colorant stable, soluble dans
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l'eau, qu'on peut employer pour teindre dans un bain contenant 3-5 g de carbonate de sodium calciné par litre de bain.
Exemple 5.
Empâter soigneusement 45 parties de Noir Pyrogène foncé D (Schultz, loc. cit. No. 1077) sous forme de poudre de colorant concentré,avec 45 parties de glucose, 5 parties de dextrine blanche et 15 parties d'eau de condensation chaude et porter à 100 C. Après refroidissement de la température jusqu'à 60 C, ajouter à la pâte obtenue 30 parties d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium et remuer énergiquement. Après avoir évaporé et séché la masse dans le vide à 60-70 C., on obtient une poudre de colorant stable, soluble dans l'eau, qu'on peut employer pour teindre dans un bain contenant 5-10 g de carbonate de sodium calciné par litre de bain.
Exemple 6.
Empâter soigneusement 35 parties de Bleu Pyrogène direct RL (Schultz, loc. cit. No. 1109) sous forme de poudre de colorant concentré, avec 53 parties de glucose, 10 parties de dextrine blanche et 10 parties d'eau douce chaude. Porter la température à 1000 C en remuant sans arrêt. On refroidit ensuite à 60 C, puis on ajoute à cette pâte 10 parties d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium, en continuant de remuer. Après avoir évaporé l'eau et séché la masse dans le vide à 60-70 C, on obtient une poudre de colorant stable, soluble , dans l'eau, qu'on peut employer pour teindre dans un bain contenant 3-5 g de carbonate de sodium calciné par litre de bain. On s'en tiendra de préférence avec ce colorant exactement aux températures et aux quantités d'alcali indiquées.
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Exemple 7.
Empâter soigneusement 100 parties de Vert Pyrogène 3G (Schultz loc. cit. No. 1117), sous forme de poudre de colorant concentré, avec 34 parties de dextrine blanche et 50 parties d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium et porter à 80 C.
Après avoir évaporé l'eau et séché la masse dans le vide à 70-80 C, on obtient une poudre de colorant stable, soluble dans l'eau, qu'on peut employer pour teindre dans un bain contenant 3-5 g de carbonate de sodium calciné par litre de bain.
Exemple 8.
Empâter soigneusement 100 parties de Brun Pyrogène G (Schultz, loc. cit. vol 2, page 177) sous forme de poudre de colorant concentré avec 100 parties de glucose et 23 parties de dextrine blanche en ajoutant 80 parties d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium et chauffer jusqu'à environ 95 C.
Après avoir évaporé l'eau et séché la masse dans le vide, à 70-80 C, on obtient une poudre de colorant stable, soluble dans l'eau, qu'on peut employer pour teindre dans un bain contenant 3-5 g de carbonate de sodium calciné par litre de bain.
Exemple 9.
Mélanger 100 parties du colorant au soufre noir qu'on obtient à partir du 2-(4'-oxy)-phenylaminonaphtalène en présence d'un peu de benzidine suivant le brevet français No. 769173 du 24 février 1934, de la demanderesse, avec 80 parties de dextrine blanche et 60 parties en volume d'une solution à 36 Bé d'hydroxyde de sodium. On traite ensuite le mélange comme on l'a indiqué à l'exemple 6 et obtient une préparation de colorant qui teint
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le coton et les rayonnes, en bains alcalins, en nuances noires, solides.
Exemple 10.
On introduit 10 parties de la préparation de colorant obtenue suivant l'exemple 1 ou suivant l'exemple 4, dans 200 parties d'eau de condensation chaude, maintient à l'ébullition pendant 5 minutes, puis ajoute le tout à un bain de teinture chaud formé de 3800 parties d'eau contenant 40 parties de carbonate de sodium calciné. On entre dans ce bain avec 100 parties de fibranne viscose sèche en écheveaux, à 95 C, et porte au bouillon. Au bout d'un quart d'heure, on ajoute 80 parties de chlorure de sodium et teint encore 45 minutes à 95-100 C. On essore ensuite la marchandise et oxyde 20 minutes à l'air. Pour terminer on rince à fond avec de l'eau froide. La fibranne est teinte en un bleu vif.
Exemple 11.
On introduit 10 parties de la préparation de colorant obtenue suivant l'exemple 2 ou suivant l'exemple 5 dans 200 parties d'eau de condensation chaude, maintient 5 minutes à l'ébullition, puis ajoute le tout à un bain de teinture chaud formé de 3800 parties d'eau contenant 40 parties de carbonate de sodium calciné et 2 parties de formaldéhydesulfoxylate de sodium. On entre avec 100 parties de fibranne viscose sèche en écheveaux, à 95 C, et porte au bouillon. Au bout d'un quart d'heure, on ajoute 80 parties de chlorure de sodium et teint encore 45 minutes au bouillon. On rince ensuite soigneusement la marchandise avec de l'eau froide. La fibranne est teinte en noir.
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Exemple 12.
On dissout 100 parties de la préparation de colorant sèche obtenue suivant l'exemple 5 dans 300 parties d'eau bouillante, en ajoutant 100 parties d'urée, puis on empâte cette solution avec 500 parties d'un épaississant usuel au carbonate de potassium. On laisse reposer quelques heures puis imprime un tissu de coton avec cette couleur d'impression.
Après avoir séché, on vaporise 5 minutes au Mather-Platt, rince soigneusement avec de l'eau froide et savonne au bouillon.
On obtient des impressions noires, corsées.
L'oxydation du colorant peut être accélérée si cela est nécessaire, de manière connue, par exemple par traitement avec une solution d'un perborate. Suivant le genre du tissu employé, il peut être avantageux de prolonger un peu la durée du vaporisage.
Exemple 13,
Dissoudre 80 parties de la préparation de colorant sèche obtenue suivant l'exemple 4 dans 270 parties d'eau bouillante, en ajoutant 150 parties d'urée, puis empâter cette solution avec 500 parties d'un épaississant au carbonate de potassium.
Laisser reposer quelques heures , imprimer sur de la fibranne, sécher, puis vaporiser environ 10 minutes au Mather-Platt. Après avoir terminé de manière usuelle, la marchandise est imprimée en un bleu corsé. L'épaississant au carbonate de potassium peut avoir par exemple la composition suivante :
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<tb>
<tb> 110 <SEP> g <SEP> d'amidon <SEP> de <SEP> blé
<tb> 170 <SEP> g <SEP> d'eau
<tb> 250 <SEP> g <SEP> de <SEP> mucilage <SEP> de <SEP> gomme <SEP> adragante <SEP> 60/1000
<tb> 200 <SEP> g <SEP> de <SEP> British <SEP> gum-poudre
<tb> 170 <SEP> g <SEP> de <SEP> carbonate <SEP> de <SEP> potassium
<tb> 100 <SEP> g <SEP> de <SEP> glycérine
<tb> 1000 <SEP> g <SEP>
<tb>
Les données précédentes concernant la fabrication et l'emploi des préparations solubles dans l'eau de colorants au soufre peuvent varier dans la plupart des cas dans des limites relativement larges.
Il faut alors cependant toujours tenir compte d'une part que certains colorants au soufre sont sensibles a une action trop forte des réducteurs ou des alcalis et d'autre part qu'une action réductrice suffisante en milieu alcalin doit être maintenue dans le bain de teinture ou dans la couleur d'impression, jusqu'à ce que le colorant soit complètement fixé sur la matière à teindre. Si donc, pour une raison quelconque, on fabrique une préparation de colorants au soufre avec une quantité relativement faible d'agent réducteur, il peut être alors avantageux d'ajouter encore au bain de teinture ou à la couleur d'impression un agent réducteur,'le cas échéant avec des substances à action alcaline, comme il a été brièvement indiqué plus haut.
Un mode opératoire assez simple pour faire ces additions est de fabriquer séparément des préparations réductrices alcalines à partir de produits de dégradation d'hydrates de carbone naturels mentionnés ci-dessus avec des agents alcalins, par exemple des carbonates ou. des hydroxydes alcalins, par exemple en les chauffant en milieu aqueux, puis on évaporant l'eau.
A titre d'exemple de préparations de ce genre, on mentionnera les suivantes :
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<tb>
<tb> I <SEP> II
<tb> Glucose <SEP> 150 <SEP> 100
<tb> Dextrine <SEP> blanche <SEP> 50 <SEP> 100
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> anhydre <SEP> 50-Solution <SEP> à <SEP> 36 <SEP> Bé <SEP> d'hydroxyde
<tb> de <SEP> sodium <SEP> -- <SEP> 50
<tb> Eau <SEP> 50--
<tb> 300 <SEP> 250
<tb>
On chauffe ces mélanges à 80 jusqu'à ce que tout soit entré en solution ; cessolutions ont une couleur brun- foncé; en les évaporant à sec dans le vide, on obtient des préparations sèches qui ne sont pas hygroscopiques.
On peut d'autre part faire passer en solution les colorants au soufre normaux, c'est-à-dire non réduits, avec , les préparations de réduction décrites ci-dessus, le cas échéant en ajoutant encore des alcalis, par exemple en les maintenant peu de temps à l'ébullition dans de l'eau. Enfin on peut aussi obtenir des préparations sèches de colorants au soufre, en mélangeant des colorants au soufre non réduits avec des quantités appropriées des préparations de réduction définies ci-dessus.
Revendications.
1.) Un procédé de fabrication de préparations de colorants stables, solubles dans l'eau, consistant à chauffer en milieu alcalin des colorants au soufre avec des produits de dégradation d'hydrates de carbone naturels, puis à évaporer l'eau et à sécher.