BE890422A

BE890422A - Produit, composition et procede pour ameliorer les solidites des colorants substantifs sur fibres cellulosiques

Info

Publication number: BE890422A
Application number: BE1/10320A
Authority: BE
Original assignee: Sandoz Sa
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1981-09-21
Publication date: 1982-03-22
Also published as: ZA816657B; JPS5785850A

Description


  Bruno KISSLING

  
Walter KNOBEL

  
Tibor ROBINSON  <EMI ID=1.1> 

  
Les impressions et les teintures effectuées

  
avec des colorants directs présentent souvent des solidités à l*eau et: au lavage non satisfaisantes. Le colorant qui

  
 <EMI ID=2.1> 

  
et le dégorgement du colorant dans l'eau de lavage peut donner lieu à une réadsorption partielle sur la matière cellulosique non teinte.

  
De nombreuses solutions ont été proposées pour remédier 3 ce problème, par exemple la formation de complexes métallifères, la diazotation du colorant sur la fibre, le traitement du colorant et/ou de la fibre avec du formaldéhyde, l'imprégnation avec des résines artificielles ou le traitement ultérieur par des auxiliaires cationiques. Ce post-traitement par des auxiliaires cationiques s'est avéré particulièrement efficace.

  
Le désavantage de toutes les méthodes utilisées

  
 <EMI ID=3.1> 

  
solidités soient améliorées, ce résultat est limité dans

  
 <EMI ID=4.1> 

  
que., l'agent auxiliaire est éliminé des fibres par les lavages répétés, en particulier sous des conditions alca-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
100[deg.]. L'élimination de l'agent cationique signifie que la teinture perd à nouveau sa solidité au mouillé.

  
On a trouvé que la solidité â la lumière des teintures obtenues avec des colorants substantifs est faible lorsqu'on les traite selon, les méthodes mentionnées ci-dessus, en particulier dans le cas des teintures

  
de nuances claires.

  
Le terme "colorant substantif utilisé dans la  <EMI ID=6.1> 

  
colorant moins le groupe réactif), fait preuve de subs-  tantivitê envers la cellulose. L'un des inconvénients de

  
 <EMI ID=7.1> 

  
l'excellente solidité au lavage du colorant lié chimique-  ment &#65533; la fibre, les substrats teints ou imprimés doivent  être laves abondamment après la teinture afin d'éliminer 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
bonne solidité au lavage.

  
L'invention concerne donc plus particulièrement un procédé pour améliorer les solidités d'un substrat comprenant des fibres cellulosiques, teint ou imprimé  avec des colorants substantifs, procédé selon lequel on  applique sur le substrat teint ou imprimé avec un tel colorant, en présence d'un catalyseur de réticulation (C), le produit obtenu par réaction  <EMI ID=9.1>  la guanamine, de la triazinone, de l'urone, d'un  carbamate ou d'un amide , 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
L'invention comprend en outre le produit

  
obtenu par réaction A) d'une polyalkylène polyamine quaternaire, et B) d'un dérivé N-méthylolé, de l'urée, de la mélanine, de la guanamine, de la triazinone, de l'urone, d'un carbamate ou d'un amide.

  
L'invention couvre également une composition contenant le produit de réaction spécifié ci-dessus. Dé préférence, cette composition comprend en outre un catalyseur C) pour la réticulation du composant B) sur le substrat sur lequel la composition doit être appliquée. 

  
Le reste alkylêne présent dans l'unité de base composant la polyalkylêne polyamine [composant A)] contient de préférence jusqu'à 4 atomes de carbone; il peut être interrompu par un hétêroatome et peut être substitué par un groupe hydroxy.

  
Les composés préférés comme composant A) sont

  
 <EMI ID=11.1> 

  

 <EMI ID=12.1> 


  
dans laquelle

  
R signifie un groupe alkyle contenant de 1 à 4 atomes

  
de carbone, 

  
 <EMI ID=13.1> 

R

  
X signifie un reste -N - X, , où R a la signification

R

  
 <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
 <EMI ID=16.1> 

  
Les composants A préférés sont ceux comprenant

  
 <EMI ID=17.1> 

  

 <EMI ID=18.1> 


  
dans laquelle

  
 <EMI ID=19.1> 

  
carbone, de préférence un groupe méthyle, et

  
n signifie un nombre de 20 à 30 inclus, en moyenne

  
environ 25.

  
Le composant A) est connu et peut être préparé selon des méthodes connues- Lorsque le composant A) répond  <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
Le composant B) est généralement un composé N-méthylolé connu comme agent de réticulation pour les fibres cellulosiques et est utilisé pour donner un apprêt infroissable aux tissus cellulosiques. Le composant B)

  
 <EMI ID=22.1> 

  
éthérifiés préférés sont ceux éthérifiés par des groupes alkyle inférieurs contenant de 1 à 4 atomes de carbone.

  
Les urées N-méthylolëes préférées sont les urées

  
 <EMI ID=23.1> 
-d'être éthérifiées.

  
Comme exemples de dérivés N-méthylolés appropriés, on peut citer les composés suivants:

  
Dérivés de l'urée

  
 <EMI ID=24.1> 
 <EMI ID=25.1> 
 
 <EMI ID=26.1> 
 
 <EMI ID=27.1> 
 
 <EMI ID=28.1> 
 Les composés préférés comme composants B) sont des précurseurs de résine réactifs,résistants à l'hydrolyse,

  
 <EMI ID=29.1>   <EMI ID=30.1> 

  
composant B) peut être constitué d'un mélange des composés ci-dessus et peut être préparé selon des méthodes connues.

  
Pour préparer la composition de l'invention, on ajoute par portions le composant B)' chauffé à 60-70[deg.]

  
au composant A) , pendant une période comprise entre 15 minutes et 2 heures, de préférence entre 30 minutes et une heure, de préférence mais non obligatoire- 

  
ment en présence d'un catalyseur C),et on agite le tout jusqu'à la formation d'une solution limpide. Le composant B) peut être ajouté avant le catalyseur C) , ou simultanément.

  
La masse spécifique d'une solution aqueuse

  
 <EMI ID=31.1> 

  
prenant le produit de la réaction de A) avec B) et le catalyseur C), est.comprise entre_1,05 et 1,5, de

  
de préférence entre 1,1 et 1,3. 

  
Le rapport pondéral des composants A:B:C est de préférence 1:0,625-22:0,025-6, en particulier 1:1,75-7,5:0,25-1,5, calculé par rapport au poids sec de la substance.

  
Le produit de la réaction (produit d'addition ou précondensat) de A) avec B) réagit avec les groupes hydroxy de la cellulose par l'intermédiaire du catalyseur C); ce dernier est un composé connu utilisé pour la réticulation de composes du type B) sur la cellulose.

  
Les catalyseurs C) appropries sont les nitrates, les sulfates, les chlorures, les tétrafluoroborates et les dihydrogéno-orthophosphates d'aluminium, de magnésium ou de zinc, ainsi que l'hydroxychlorure d'aluminium, l'oxychlorure de zinc et les mélanges de ces composés. Ces catalyseurs peuvent également être utilisés sous forme de  <EMI ID=32.1> 

  
particulier avec des Sulfates de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux, de préférence des chlorures. Les sels particulièrement préfères sont le sulfate de sodium ou de potassium et le chlorure de calcium. Comme autres catalyseurs appropriés, on peut citer a) des bisulfates de métaux alcalins, par exemple le bisulfate de sodium,  b) des chlorhydrates d'aminés, par exemple le chlorhydra- <EMI ID=33.1>  c) des acides organiques, par exemple l'acide citrique, <EMI ID=34.1>  d) des acides minéraux, par exemple l'acide phosphorique et l'acide chlorhydrique, seuls ou en mélange avec des sels, par exemple le chlorure d'ammonium ou de calcium, et e) des sels d'ammonium d'acides minëraux,par exemple le nitrate, le chlorure, le sulfate ou l'oxalate d'ammonium, et l'orthophosphàte de mono- ou de di-

  
 <EMI ID=35.1> 

  
On peut utiliser des mélanges de ces catalyseurs, par exemple le chlorure d'ammonium-acide phosphorique avec le chlorure de calcium et l'acide citrique.

  
Les catalyseurs C) préférés sont les nitrates, les sulfates, les chlorures et les dihydrogéno-orthophosphates d'aluminium,_de magnésium ou de zinc, de préférence de magnésium, en particulier le chlorure dE magnésium, éventuellement avec un sulfate de métal alcalin, en particulier le sulfate de sodium. Le choix du catalyseur optimal dépend en premier lieu de la nature du composant B) et du substrat textile; d'ailleurs de nombreuses publications décrivent les systèmes de catalyseurs préférés pour les précurseurs de résine et les substrats.

  
Selon le procédé de l'invention, on traite un substrat constitué, en partie ou en totalité, de ^fibres  <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
teint ou imprimé selon les méthodes habituellement utilisées pour les colorants directs ou réactifs; la teinture peut être effectuée par exemple par épuisement dans un bain, par foulardage suivi d'une thermofixation ou d'un  procédé de stockage à froid ou, dans le cas de colorants  réactifs, d'une fixation en milieu alcalin. 

  
Le procédé de l'invention est effectué sur un substrat teint ou imprimé et ayant subi toutes les étapes nécessaires à la fixation. Le substrat peut être sec ou encore humide, à condition toutefois de ne pas être mouillé au point de ne plus pouvoir absorber. On applique sur le substrat le produit de la réaction du composant A) avec le composant B) ainsi que le catalyseur C), sous la forme d'une solution aqueuse, par immersion, pulvérisation, application de mousse, foulardage ou toute autre technique d'application connue. La méthode d'application préférée

  
est le foulardage. Le procédé selon l'invention peut également être utilisé pour traiter des teintures effectuées sur des fibres mixtes, telles que des fibres synthétiques, avec des colorants substantifs.

  
La quantité de produit de l'invention à appliquer sur le substrat dépend en grande partie de l'intensité de la teinture à fixer-. Pour les teintures avec des colorants directs d'intensité standard 1/1 sur le coton, la quantité

  
 <EMI ID=39.1> 

  
dage pour une absorption de 70-100% par rapport au poids sec du substrat On utilise de préférence de 70 à 130 g/ litre de produit pour le coton, et de 100-200 g/litre pour la cellulose régénérée. Pour les mélanges de fibres  cellulosiques et de fibres synthétiques, la quantité de produit à appliquer est calculée par rapport à la quantité de cellulose contenue dans le substrat. 

  
Dans le cas des teintures effectuées avec des colorants réactifs, la quantité de produit à utiliser dépend de la quantité de colorant non fixé qui reste

  
sur le substrat. Lors du traitement de telles teintures selon le procédé de l'invention, la solidité au lavage

  
du colorant réactif résiduaire non fixé peut être améliorée au point de rendre inutiles les lavages abondants effectués pour éliminer le colorant non fixé.

  
Outre le produit de l'invention et le catalyseur

  
 <EMI ID=40.1> 

  
res tels que des agents de raidissement, des adoucissants, des produits agents pour augmenter la résistance au frottement et à la rupture, des produits anti-salissure
(soil-release), des agents hydrophobes et autres, ces auxiliaires devant toutefois former des solutions aqueuses stables lorsqu'ils sont mélangés au produit de l'invention.

  
Après l'application du bain de foulardage, le substrat est soumis à un traitement à la chaleur comme cela est courant pour les traitements à la résine à base de composés de type B). On peut par exemple sécher le

  
substrat à 70-120[deg.] puis effectuer la réticulation à une

  
 <EMI ID=41.1> 

  
de 30 secondes à 8 minutes, ou encore on peut sécher et réticuler simultanément le substrat par un traitement à la chaleur à une température comprise entre 120 et 200[deg.], de

  
 <EMI ID=42.1> 

  
selon la température. De préférence, on sèche le substrat à un taux d'humidité de 3 à 4%. Selon une variante préférée du procédé de l'invention, on chauffe à 170-180[deg.] pendant

  
5 secondes à 300 secondes, de préférence pendant 30

  
à 60 secondes,le substrat foulardé.

  
Le procédé de l'invention est utilisé de préférence pour traiter des substrats teints avec des colorants directs, en particulier avec des complexes métallifères, plus particulièrement avec des complexes cuprifères. 

  
Les composés de formules II à XIII ci-après sont des exemples de colorants particulièrement indiqués dont les teintures peuvent être traitées selon le procédé de l'invention: 

  

 <EMI ID=43.1> 
 

  

 <EMI ID=44.1> 
 

  

 <EMI ID=45.1> 


  

 <EMI ID=46.1> 


  

 <EMI ID=47.1> 
 

  
 <EMI ID=48.1> 

  
être utilisée en association avec une composition comprenant le composant B) et le catalyseur C) définis ci -dessus et le produit de condensation d'une aminé primaire ou secondaire mono- ou polyfonctionnelle avec le cyanamide,  le dicyanodiamide, la guanidine ou la biguanidine, ou de l'ammoniac avec le cyanamide ou le dicyanodiamide, ce produit contenant des atomes d'hydrogène réactifs liés à l'azote.

  
Les substrats textiles cellulosiques teints avec des colorants directs ou des colorants réactifs puis traités avec une composition selon l'invention ou selon

  
le procédé de l'invention, présentent de meilleures solidités à la lumière, en particulier lorsque les teintures sont de nuances claires. Ceci est particulièrement le cas

  
 <EMI ID=49.1> 

  
En outre, les substrats textiles cellulosiques teints avec des colorants réactifs et traités avec une composition de l'invention selon le nouveau procédé, présentent une meilleure stabilité à l'hydrolyse et une meilleure solidité à l'eau oxygénée et au perborate.

  
Les substrats textiles cellulosiques teints

  
 <EMI ID=50.1> 

  
tent de meilleures solidités au lavage, y compris le lavage sous des conditions alcalines à une température comprise entre 40 et 100[deg.], en particulier à 60[deg.] et audelà. Par exemple, les teintures résistent aisément à des lavages répétés effectués pendant 30 minutes à 60[deg.] avec un bain de lavage contenant 5 g/litre de savon et

  
 <EMI ID=51.1> 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
y compris les mélanges de fibres naturelles et synthétiques; sur ces substrats le procédé de l'invention permet d'obtenir des teintures avec des colorants directs ayant une bonne solidité au lavage.

  
Dans le cas des teintures avec des colorants réactifs, les solidités au lavage du colorant non fixé peuvent être améliorées environ au même niveau que celui du  <EMI ID=53.1> 

  
le colorant non fixé. 

  
Le procédé de l'invention confère également aux fibres cellulosiques un apprêt' à la résine, ce qui réduit le gonflement en milieu aqueux ou alcalin, permet un  séchage plus rapide et améliore la stabilité dimensionnelle ainsi que la résistance au froissement.

  
L'invention comprend également les substrats  constitués, en totalité ou en partie, de libres cellulosiques et teints ou imprimés avec des colorants substantifs, qui ont été traités selon le procédé de l'invention.

  
Les exemples suivants illustrent la présente invention sans aucunement en limiter la portée. Les parties et les pourcentages s'entendent en poids et toutes les températures sont indiquées en degrés Celsius, sauf mention contraire.

Exemple 1 

  
On mélange 100 parties d'une solution aqueuse

  
à 50% du produit de réaction de l'épichlorhydrine avec la dimêthylamine de formule (a)

  

 <EMI ID=54.1> 


  
dans laquelle n signifie une valeur moyenne d'environ 25, et 150 parties d'une solution aqueuse à 50% de diméthylol-

  
 <EMI ID=55.1> 

  
 <EMI ID=56.1> 

  
magnésium hexahydratë, on porte la température à 70[deg.] en

  
 <EMI ID=57.1> 

  
pendant 30 minutes. Le prëcondensat ainsi obtenu est soluble dans l'eau et peut être utilisé tel quel.

Exemple 2

  
En procédant comme décrit à l'exemple 1, on  <EMI ID=58.1> 

  
 <EMI ID=59.1> 

  
 <EMI ID=60.1> 

  
magnésium hexahydraté, ce qui donne'une composition effica-

  
 <EMI ID=61.1> 

  
teintures obtenues avec les colorants substantifs.

Exemple 3 

  
En procédant comme décrit à l'exemple 1, on mélange 80 parties d'une solution aqueuse à 50% du produit de réaction de formule (a) décrit à l'exemple 1, 100 parties d'une solution aqueuse à 50% de diméthyloldihydroxy-

  
 <EMI ID=62.1> 

  
hydraté, ce qui donne une composition efficace pouvant être utilisée pour améliorer les solidités à la lumière des teintures obtenues avec les colorants substantifs.

  
Exemple

  
On mélange sous agitation 116 parties de 1,2-

  
 <EMI ID=63.1> 

  
naire.

  
On chauffe à 70-80[deg.], 100 parties d'une solution

  
 <EMI ID=64.1> 

  
sous agitation, 15 parties de chlorure de magnésium hexahydraté. A cette solution limpide, on ajoute à 70[deg.] par portions 20*parties de polyéthylène-polyamine quaternaire préparée ci-dessus, tout en agitant jusqu'à ce que toutes les portions soient entièrement dissoutes et que le mélange résultant soit limpide. On continue d'agiter la solution <EMI ID=65.1>  <EMI ID=66.1> 

  
dans l'eau que l'on peut utiliser tel quel pour fixer les colorants directs.

Exemple 5 

  
On foularde un tissu de coton teint à une inten- <EMI ID=67.1> 

  
le tissu sec devant rester pendant 30 à 45 secondes à  cette température. 

  
Les teintures fixées présentent d'excellentes solidités. en particulier au lavage, et à la lumière et  résistent à des lavages répètes à 60[deg.] et même au lavage  1 ébullition. On obtient en même temps une nette amélioration de la résistance au froissement et une diminution  du gonflement des fibres cellulosiques. 

Exemple 6

  
En procédant comme décrit à l'exemple 5, on traite une teinture effectuée sur du coton avec 3% du colo-

  
 <EMI ID=68.1> 

  
aqueuse préparée à l'exemple 1.

  
On obtient une excellente solidité au lavage ainsi qu'une résistance accrue au froissement..

Exemple 7

  
En procédant comme décrit à l'exemple 5 , on traite avec le produit de l'exemple 1 une teinture obtenue 

  
 <EMI ID=69.1> 

  
On obtient une teinture présentant une bonne .solidité au lavage* résistante aux lavages répétés à température élevée .

Exemple 8

  
En procédant comme décrit à l'exemple 5 , on traite un tissu de coton teint avec le colorant C.I.

  
 <EMI ID=70.1> 

  
tures fixées présentent de bonnes solidités à la lumière et de bonnes solidités au lavage qui résistent à des lavages répétés à 60[deg.]. En outre, le tissu possède une bonne résistance au froissement et l'indice de gonflement des fibres cellulosiques est diminué. 

Exemple 9

  
En procédant comme décrit à l'exemple 5, on traite une teinture de faible intensité effectuée sur du coton avec 0,2% du colorant C.I. Direct Green 68/.par

  
80 g/litre d'une solution aqueuse du produit de l'exemple 3.

  
La teinture fixée obtenue présente une bonne solidité à la lumière et une bonne résistance au froissement. La solidité au lavage à 60[deg.] est bonne.

Exemple 10

  
En procédant comme décrit à l'exemple 5, on traite avec le produit de l'exemple 3 une teinture effec-

  
 <EMI ID=71.1> 

  
La teinture fixée présente une meilleure solidité au mouillé et à la lumière.

Exemple 11

  
On teint un tissu en coton avec un colorant C.I. Reactive Violet à une intensité standard de 2/10 selon un procédé de teinture habituel pour les colorants réactifs, sans effectuer l'étape de lavage finale. On obtient une nuance lilas clair.

  
On traite ensuite le tissu selon la méthode décrite à l'exemple 5. 

  
On constate une nette amélioration de la solidité à la lumière du tissu traité. 

' REVENDICATIONS

  
1.- Un.produit, caractérisé en ce qu'il est obtenu par réaction A) d'une polyalkylène polyamine quaternaire.et B) d'un dérivé N-méthylolé de l'urée,de la mélanine, de <EMI ID=72.1> 

  
carbamate ou d'un amide.

Claims

2.- Un produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport pondéral du composant A)

au composant B) est de 1:0,625-22 calculé par rapport

au poids sec de la substance.

3.- Un produit selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le composant <EMI ID=73.1>

<EMI ID=74.1>

dans laquelle

<EMI ID=75.1>

de carbone,

<EMI ID=76.1>

R

<EMI ID=77.1>

R

<EMI ID=78.1>

<EMI ID=79.1>

n représente un nombre de 7 à 75 inclus, et

<EMI ID=80.1>

4.- Un'produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le composant A)

<EMI ID=81.1> <EMI ID=82.1>

dans laquelle

R représente un groupe alkyle contenant de 1 à 4 atomes

de carbone, et

n signifie un nombre de 20 à 30 inclus.

5.- Un produit selon la revendication 4, caractérisé en ce que R représente un groupe méthyle et n signifie environ 25.

6.- Un produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé -en ce que le composant <EMI ID=83.1>

<EMI ID=84.1>

caractérisé en ce quelle composant B) est la N'N'-dimé-

<EMI ID=85.1>

ce qu'elle contient un produit tel que

spécifié à l'une quelconque des revendications 1 à 7 en association avec un catalyseur C) permettant de réticuler les composés N-méthylolés B).

9.- Une composition selon la revendication 8, caractérisée en ce que le catalyseur C) est le chlorure de magnésium ou un mélange de chlorure de magnésium

et de sulfate de sodium.

10.- Une composition selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce qu'elle possède une masse spécifique comprise entre 1,05 et 1,5 lorsqu'elle est sous la forme d'une solution aqueuse

à 40-60%. 11.- Une composition selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que

le rapport pondéral du composant A) au composant B) et au composant C) est de 1:0,625-22:0,025-6 déterminé par rapport au poids sec de la substance.

12.- Un procédé de préparation du produit tel que spécifié à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise en ce qu'on chauffe le composant B) à

<EMI ID=86.1>

en l'espace de 15 minutes à 2 heures tout en agitant

<EMI ID=87.1>

13.- Un procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'addition du composant B) au composant A) est effectué en présence d'un catalyseur C) .

14.- L'application des compositions spécifiées à l'une quelconque des revendications 8 à 11, pour amé- liorer les solidités au lavage et à la lumière des teintures effectuées avec des colorants substantifs sur un substrat constitué, en totalité ou en partie, de cellulose.

15.- Un procédé pour améliorer les solidités d'un colorant substantif sur un substrat

constitué, en totalité ou en partie, de cellulose, caractérisé en ce qu'on applique sur le substrat teint ou imprimé avec un tel colorant, une composition telle que spécifiée à l'une quelconque des revendications 8

à 11, puis on soumet le substrat à un traitement à la chaleur.

16.- Un procédé selon la revendication.15, caractérisé en ce que la composition est appliquée

par foulardage.

17.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le traitement à la chaleur comprend un séchage à une température comprise entre 70 et 120[deg.]C et une réticulation à

<EMI ID=88.1>

<EMI ID=89.1> <EMI ID=90.1>

15 et 16, caractérisé en ce que le traitement à la chaleur

<EMI ID=91.1>

par traitement a une température comprise entre 120 et

<EMI ID=92.1>

19.- Un procédé selon l'une quelconque

<EMI ID=93.1>

colorant substantif est un colorant direct.

<EMI ID=94.1>

revendications 15 à 18, caractérise en ce que le colorant substantif est un colorant réactif.

21.- Un substrat constitué, en totalité ou en partie, de cellulose et teint ou imprimé avec un colorant substantif, caractérisé en ce qu'il a été

<EMI ID=95.1>

revendications 15 à 20.

22.- Produits et procédés en substance comme ci-dessus décrit avec référence aux exemples cités.