La présente invention concerne un procédé de teinture par épuisement de fibres textiles, par exemple de fils, filés, tissus, câbles, mèches et produits en bourre, en utilisant une composition tinctoriale qui contient un colorant dispersé ou dissous dans un solvant non aqueux.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on effec tue la teinture à une température d'au plus 140''C en présence d'un produit qui est différent du solvant et pour lequel le solvant a une affinité supérieure à celle qu'il a pour le colorant.
Les composants du bain colorant en solvant peuvent être tous mélangés en une seule opération de mélange avant application sur le produit vierge; ou bien, le solvant et le produit pour lequel le solvant a une affinité supérieure à celle qu'il a pour le colorant peuvent être mélangés, et on ajoute ensuite le colorant, soit sous forme sèche, soit sous forme pâteuse, le mélange final étant appliqué sur le produit vierge.
En variante, le bain colorant peut comporter un premier com posant constitué par une matière colorante contenue dans un sol vant et un deuxième composant constitué par le produit pour lequel le solvant a une affinité supérieure à celle qu'il a pour la matière colorante, les deux composants étant, soit mélangés avant application sur le produit vierge, soit appliqués séparément et suc cessivement sur le produit vierge.
De façon appropriée, les deux composants sont sous forme liquide, ou bien au moins l'un peut être constitué par au moins un solide dispersé ou dissous dans une phase liquide.
Le procédé peut comporter le stade supplémentaire consistant à soumettre le produit textile à une opération de lavage dans le même solvant utilisé dans le premier composant, ou dans un autre solvant après qu'il a été traité par les deux composants.
Le rapport du premier composant au bain colorant total peut être de l'ordre de 90 à 5%, et le rapport du deuxième composant au bain colorant total peut être de l'ordre de 10 à 95%.
Le rapport de bain au produit textile à teindre est normale ment compris entre 1:1 et 100:1, mais dans certains cas, on peut utiliser des rapports situés hors de ces limites. On peut utiliser de façon appropriée des solvants ayant des points d'ébullition supé rieurs au point d'ébullition de l'eau et la température de teinture est préférablement maintenue au maximum à 30 C en dessous du point de ramollissement du produit textile à teindre si c'est une matière synthétique, et à 10 C en dessous de la température de dégradation d'un produit textile qui n'a pas de point de ramol lissement, par exemple une fibre naturelle.
Dans le cas de solvants ayant des points d'ébullition supérieurs à celui de l'eau, on utilise normalement une température de teinture située entre 130 et 140 C. A ces températures, on a constaté qu'il était souhaitable de mettre en #uvre le procédé à une pression supérieure à la pres sion atmosphérique. .
Le procédé peut être mis en cxuvre avec des matières textiles contenant des fibres naturelles et/ou des fibres synthétiques. Dans le cas de fibres naturelles, des colorants en solvants appropriés sont des colorants directs, des colorants réactifs et des colorants azoïques. Dans le cas de fibres synthétiques, on peut employer des colorants dispersés pour des fibres de polyester, de polyamide, d'acétate et des fibres acryliques, et des colorants dis persés et des colorants acides avec des fibres de nylon.
On peut employer deux types de solvants, à savoir des solvants aliphatiques et des solvants aromatiques. Comme solvants alipha tiques, on peut employer des hydrocarbures, des alcools ainsi que des hydrocarbures, aldéhydes, cétones et esters halogénés. Comme solvants aromatiques, on peut employer des hydrocarbures, des phénols, des halogénures, aldéhydes et cétones aryliques, et des esters.
Le deuxième composant peut être constitué par un fluide sili- cosé, un solvant aliphatique tel qu'un hydrocarbure (white spirit à point d'ébullition élevé), un hydrocarbure halogéné aliphatique, un hydrocarbure aromatique ou un hydrocarbure halogéné aro matique; il peut également être constitué par des mélanges de ces produits. Dans certains cas, on peut incorporer dans le deuxième composant des substances permettant de régler le niveau et la pénétration de la teinture, l'urée étant une de ces substances.
Bien que dans les listes ci-dessus, certaines classes de composés chimiques figurent à la fois comme solvant et comme deuxième composant, il est clair que le solvant et le deuxième composant ne peuvent pas être la même substance dans une composition tincto riale particulière. Cependant, une même substance pourra agir comme solvant dans une composition tinctoriale et comme deuxième composant dans une composition tinctoriale différente.
En résumé, le principe de ce procédé est que la solution de la matière colorante dans le solvant pour former le premier compo sant met cette matière colorante sous la forme appropriée pour être transférée sur le produit à teindre. Lorsque le premier compo sant est mélangé avec le deuxième composant, l'affinité du sol vant, plus grande pour le deuxième composant que pour la matière colorante, augmente de façon inattendue l'affinité de la matière colorante pour le produit textile à teindre et l'on obtient un meilleur rendement de teinture.
Les constituants des composants sont de préférence choisis pour que ces derniers ne soient pas explosifs et ne soient pratique ment pas inflammables. A titre d'exemple, un bain colorant contient comme premier composant du perchloréthylène comme solvant et un fluide silicosé comme deuxième composant. La majorité de ces solvants sont aisément disponibles dans le com merce. Par exemple, le perchloréthylène est largement utilisé dans l'industrie du nettoyage à sec.
Comme exemples de fluides silicosés appropriés, on peut citer des diméthylpolysiloxanes à faible viscosité. D'autres avantages présentés par ces solvants sont qu'ils ont des points d'éclair élevés, qu'ils sont pratiquement non volatils, qu'ils n'ont pas de vrais points d'ébullition, qu'ils sont neutres et chimiquement inertes.
Lorsqu'un produit textile est soumis à une opération de tein ture, généralement une certaine partie du colorant est absorbée et une certaine partie reste sur la surface du fil, ou des fils ou fibres formant le tissu.
La matière colorante de surface (c'est-à-dire le colorant non fixé) se présente sous deux formes: une forme lâche non adhérente et une autre forme plus adhérente. Lorsque le produit est lavé, le colorant de surface part au lavage. Outre les inconvénients résul tant par exemple de la décharge de cette teinture sur d'autres objets lavés en même temps, la disparition du colorant de surface modifie la teinte du produit teint. Pour enlever complètement tout ce colorant de surface immédiatement après l'opération de tein ture, il était jusqu'ici nécessaire de recourir à une longue opéra tion de nettoyage.
Celle-ci comportait un lavage initial pour enle ver la couche superficielle non adhérente de colorant et ensuite une opération d'éclaircissement réducteur ou traitement aux détergents pour enlever la couche de surface plus adhérente qui n'est pas partie au lavage lors de la première opération. Comme cette opération d'éclaircissement réducteur entraîne une réaction chimique et des résidus résultant de cette réaction, il est nécessaire d'éliminer ces résidus dans une seconde opération de lavage en utilisant un détergent. Le traitement total de nettoyage peut prendre jusqu'à 45% du temps total du cycle de teinture et le cycle de teinture lui-même peut durer jusqu'à 5 h.
II apparaît donc que le traitement de nettoyage est un complément coûteux de l'opération de teinture, non seulement compte tenu du temps passé, mais également du fait de l'inconvénient d'avoir à sou mettre le produit à un certain nombre d'opérations ultérieures. Outre l'opération de nettoyage, il est en effet nécessaire de sou mettre ensuite le produit à une opération de séchage, laquelle est également coûteuse du fait de la quantité de chaleur nécessaire pour éliminer l'eau des liquides de nettoyage.
Il serait ainsi extrêmement avantageux techniquement de dis poser d'un procédé rapide, simple, peu coûteux et facile à mettre en #uvre pour obtenir des produits teints sans colorant de surface non adhérent. On a trouvé qu'on peut nettoyer le produit textile après l'ap plication de colorant par un liquide contenant de l'acétone à une concentration d'au moins 50%.
L'acétone peut être diluée par un diluant neutre, par exemple de l'eau.
Le rendement du lavage est habituellement amélioré en le met tant en auvre à une température supérieure à la température ambiante, par exemple à une température comprise entre 40 et 50 C.
Les fibres textiles contiennent en général un excès de liquide colorant à leur sortie du bain de teinture, et il est préférable de les égoutter avant de les mettre en contact avec le liquide de net toyage.
Le procédé peut comporter un stade de séchage du produit textile après traitement par l'agent de nettoyage.
Le produit textile peut être traité en le centrifugeant avec l'agent de nettoyage, ou en faisant circuler l'agent de nettoyage à travers le produit textile, ou en déplaçant le produit textile à tra vers l'agent de nettoyage.
Le séchage peut s'effectuer en faisant passer un courant d'air chaud à travers le produit textile teint et nettoyé ou en enlevant l'acétone résiduelle à une pression inférieure à la pression atmo sphérique inférieure à la tension de vapeur de l'agent de net toyage.
L'acétone assure toute l'action de nettoyage requise en une seule opération. Il dissout non seulement la couche de surface peu adhérente de colorant, mais également le colorant de surface plus adhérent, qui n'est normalement pas enlevé par l'opération de lavage. En outre, l'acétone ne forme pas de sous-produits et son action est si rapide qu'on peut l'appliquer un temps suffisant pour n'enlever que le colorant de surface non adhérent sans enlever le colorant absorbé fixé.
Le procédé selon l'invention est un procédé de teinture en dis continu, donc par épuisement.
Le brevet français N 1560532 décrit un procédé de teinture de fibres textiles en continu et non par épuisement. Selon ce procédé connu, le produit textile est foulardé dans un bain de teinture à solvants, et le produit textile est thermofixé à des températures comprises entre 190 et 230 C. Le point d'ébullition du solvant uti lisé est inférieur à 220 C, de sorte que le thermofixage se déroule en l'absence de solvants.
Le présent procédé, au contraire, permet d'obtenir le fixage du colorant pendant l'étape de teinture et, du fait que la température ne dépasse pas 140 C, les fibres sont ménagées. En plus, on éco nomise de l'énergie.
La demande de brevet néerlandais N 7003516 concerne un procédé de teinture par épuisement dans lequel on teint des fibres basiques au moyen des colorants anioniques à partir d'un bain à deux phases dont l'une est une phase aqueuse. Hormis la stabilité précaire d'un tel bain et les problèmes d'égalité des teintures qui en résultent, le fait de la présence d'eau rend ce procédé indési rable au point de vue de la protection de l'environnement comme il est discuté ci-après.
Le procédé selon l'invention permet d'économiser jusqu'à 50% du temps. Ceci équivaut à accroïtre la capacité de toute ins tallation de teinture existante de 100%.
On peut économiser encore plus de temps dans l'opération de séchage ultérieure. Du fait que l'acétone est beaucoup plus vola tile que l'eau, le temps nécessaire pour faire évaporer l'acétone hors du produit nettoyé est très inférieur à ce qu'il serait dans l'opération de nettoyage classique équivalente.
Par ailleurs, du fait que la chaleur latente de l'acétone est inférieure au quart de celle de l'eau, la quantité de chaleur nécessaire pour faire évaporer l'acétone est également très inférieure à celle qui serait nécessaire pour la même quantité d'un agent de nettoyage classique, presque toujours de l'eau. II en résulte une réduction du prix.
Dans le procédé selon l'invention, on n'utilise pas d'eau.
On évite ainsi une dépense considérable pour rendre l'effluent suffisamment inoffensif pour pouvoir l'évacuer dans un système d'égouts ou dans une rivière. Un autre inconvénient des matières colorantes aqueuses est que l'eau a des chaleurs spécifique et latente élevées et qu'en conséquence, la quantité de chaleur néces saire pour sécher le produit teint constitue une part importante du prix de revient du procédé de teinture.
Un autre avantage de l'utilisation des matières colorantes en solvant est que le produit textile à teindre est plus rapidement mouillé par ces solvants non aqueux et que les matières textiles ne gonflent pas autant dans les solvants non aqueux qu'elles le feraient dans l'eau.
II est bien entendu que le procédé d'application du ou des composants sur le produit textile vierge inclut tout procédé pou vant être mis en oeuvre, par exemple l'immersion du produit vierge dans le ou les composants, le pompage du ou des compo sants à travers le produit vierge, ou d'autres procédés possibles par épuisement.
II est également bien entendu quéie produit textile vierge peut également avoir été préalablement traité d'une façon quelconque, par exemple il peut avoir été blanchi ou même déjà teint ou imprimé.
<I>Exemple l:</I> On a teint neuf paquets de 1350 g chacun d'un fil de polyester thermofixé dans un bain de teinture composé de 80% en volume d'une silicone liquide et de 20% en volume de perchloréthylène, contenant 122 g de Setaron Brilliant Red 4G , exempt de diluant, à 140 C pendant 30 minutes.
Le colorant a été ajouté au réservoir contenant le mélange silicone-perchloréthylène à 110- 115 C et mélangé avant le transfert à la machine qui était une machine Pegg (HT/HP) avec moteur protégé et joints en poly- tétrafluoréthylène. La température a été montée aussi vite que possible à 140 C, et la teinture a été continuée pendant 30 mi nutes. Après lavage, le matériau a été séché à l'air chaud.
<I>Exemple 2:</I> On a teint un paquet (800 g) d'un fil de polyester thermofixé dans un bain constitué de 80% en volume d'une silicone liquide (20 cP) et 20% en volume de perchloréthylène contenant 8 g de Serilene Gold Yellow TFS (exempt de diluant). On a préparé une pâte concentrée du colorant avec une petite quantité de liquide du bain, et l'on a ajouté cette pâte dans le réservoir d'ex pansions d'une machine à teindre les paquets Pegg Single . On a augmenté la température aussi vite que possible à 125 C, et l'on a teint pendant 30 minutes.
Après lavage, le matériau a été séché à l'air chaud. <I>Exemple 3:</I> Des écheveaux de polyester thermofixé ont été teints avec les colorants suivants: Dispersol F. Navy T2G Duranol Brilliant Orange TG Palanil Brilliant Yellow FFL Palanil Brilliant Violet 4 REL Setaron Brilliant Red 4G Terasil <RTI
ID="0002.0084"> Yellow Brown 2R Samaron Brilliant Pink HFG Samaron Violet 4 RS (Tous les colorants étaient exempts de diluant.) On a utilisé des concentrations de 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0 et 6,0%. Le bain était constitué de 80% en volume d'une sili cone liquide (10 cP) et de 20% en volume de perchloréthylène. Les teintures ont été faites dans une machine sous pression de laboratoire à teindre Horsfall à 140 C pendant 30 minutes. Les écheveaux teints ont été lavés et séchés à l'air chaud.
Bien que la durée de teinture dans les exemples soit plus lon gue que celle des procédés en continu. elle est bien plus courte comparée à celle des procédés de teinture classiques par charges utilisant un solvant quelconque.