Brevet FR2067062A1 — publié le 19710813

La présente invention concerne et a essentiellement pour objet des perfectionnements à la teinture des textiles, et plus particulièrement la teinture de fibres naturelles et synthétiques en présence d'agents activateurs. la teinture des textiles, au sens le plus large du terme, telle qu'elle est comprise et pratiquée, consiste à exposer des fibres à une ou plusieurs entités chimiques faisant partie d'un grand groupe, connues sous le nom de colorants et de produits intermédiaires pour colorants. Ces entités chimiques effectuent une absorption et une pénétration, plus ou moins profondément à l'intérieur de la fibre, en de nombreux sites particulièrement actifs, le long d'une fibre, le but de la teinture textile, est d'obtenir des fibres, colorées en une couleur ou nuancé choisie parmi une large gamme de couleurs et nuances, qui présentent une solidité au lavage,' une solidité à la lumière, une solidité au frottement, un effet lustré, et d'autres caractéristiques souhaitables. Les pratiques courantes utilisent diverses sortes de fibres, telles que des fibres de coton, de laine, de soie, et d'autres fibres naturelles ; de rayonne viscose (dérivée de cellulose régénérée), de rayonne acétate (dans laquelle la cellulose régénérée réagit partiellement ou complètement chimiquement, pour donner l'acétate de cellulose), et d'autres polymères naturels ; de polyamide (tel que le nylon 6 ou le nylon 66), de polyacrylonitrile, de polyester (dérivé d'un dialcîool et de l'acide téréphtalique), de polyuzé bhane, et d'autres polymères synthétiques ; de copolymères synthétiques (tel que le copolymère d'acrylonitrille et de chlorude de vinyle), et particulièrement des mélanges de deux ou plusieurs fibres précitées (tels que des fibres de polyester et de laine). Les pratiques courantes utilisent également plusieurs classes de matières colorantes, telles que des matières colorantes directes, des matières colorantes dispersées, des matières colorantes prémétallisées, des matières colorantes acides, des matières colorantes basiques, des matières colorantes de cuve. Pour une coloration rapide en vue de donner une fixation 70 39526 2 2067062 solide, on doit observer une pénétration complète et un appauvrissement efficace de la matière colorante, or du bain de teinture et des conditions physiques particulières pour- les expositions précitées. On doit utiliser des températures élevées et fréquem-5 ment des pressions élevées. Une agitation vigoureuse est souvent nécessaire, exercée, à savoir, par passage renouvelé des fibres tissé dans le bain de teinture, ou par pompage'de la liqueur colorante dans les paquets ou masses-de fibres. L'exposition de la fibre à la matière-colorante, ou à un produit intermédiaire, 10 a lieu normalement dans un bain de teinture aqueux. Toute il est bien connu de- retirer les fibres hors du bain de teinture, et de les traiter à la vapeur d'eau, et par des agents chimiques particuliers pour améliorer la solidité ou la pénétration. L'utilisation d'un bain de teinture non-aqueux a déjà été rencontrée, 15 mais n'a pas encore été acceptéq/âe façon générale. Bans l'exécution des divers modes d'opérations, qui ont été décrits ci-dessus (c'est à dire l'exposition de la fibre aux matières colorantes ou aux produits intermédiaires ; la soumission des fibres exposées, à d'autres traitements physiques et chimiques), 20 un grand groupe d'agents chimiques auxiliaires-S'est révélé nécessaire ou souhaitable. Ceux-ci sont généralement désignés par-1'expression : adjuvants de teinture. Par exemple, la dispersion de matières colorantes insolubles dans un milieu liquide, exige habituellement des agents dispersants. Pour maintenir des 25 matières colorantes en suspension, on' a souvent recours à des agents épaississants, le rôle des agents d'uniformisation et autresj est de facilite une adhérence et une pénétration uniforme des matières colorantes. Ces rôles auxiliaires Impliquent 1'addition d'un certain, nombre de composés chimiques' dans le bain de 30 teinture, comme l'illustrent les exemples ci-dessous. Il convient de remarquer que bien que la pratique généralement acceptée stipule souvent qu'on doit ajouter un composé chimique en vue d'un rôle auxiliaire particulier, il est bien connu que le composé peut favoriser d'autres fonctions, "ou agir de façon 35 synergique. En particulier, 1'alcool -enzylique est -un auxiliaire commun dans la teinture des fibres de nylon et de polyester* BAD ORIGINAL 70 39526 3 2067062 En faibles quantités, l'alcool enzylique joue le rôle d'un agent dispersant, dans la dispersion des matières colorantes dans le "bain de teinture ; joue le rôle d'un agent d'uniformisation en favorisant une teinture uniforme ; et joue le rôle d'un agent 5 favorisant la pénétration, en activant les sites de coloration sur les fibres, et en facilitant la pénétration de la matière colorante. Un auxiliaire qui remplit une ou plusieurs de ces fonctions est habituellement appelé activateur. Il est également important de noter que, en plus de leurs "10 rôles bénéfiques, de nombreux activateurs peuvent présenter des effets nuisibles dans la teinture des textiles. Ainsi, les effets nuisibles limitent fréquemment la quantité d'un auxiliaire particulier, pouvant être utilisée dans un bain de teinture. Par exemple, dans le procédé connu pour teinture multicolore de fibres de 1 5 nylon gonflant dans lequel le fil est tricoté en un tissu, imprimé, puis détricoté, il est bien connu que lorsqu'on introduit un minimum de 2 # en alcool enzyilique avec des matières colorantes et d'autres auxiliaires dans la pâte d'impression, on obtient une coloration rapide pour donner des nuances intenses avec une excel-20 lente pénétration, et des fibres résistantes. Toutefois, lorsqu'on utilise une quantité d'alcool enzylique supérieure à 4 $, on obtient un appauvrissement physique des fibres, et une dégradation appréciable des fibres par une action de solubilisation. Même dans des proportions supérieures, l'alcool enzylique peut détruire complè-25 tement la nature fibreuse. Même pour une valeur de 2 $ en alcool enzylique, on obtient une raidissement et un applatissement des fibres de nylon, qui se traduit par une réduction signi ficative du gonflage du fil. Certains, sinon tous, parmi les activateurs les plus effi-30 caces utilisés à présent de façon générale pour la teinture des textiles, possèdent plusieurs autres propriétés significativement indésirables, telles qu'un manque de solubilité en milieu aqueux, et une toxicité. Dans la pluPart des cas, sinon dans tous, de tels activateurs sont des composés aromatiques tels que : l'alcool en-35 zylique 1'o-phénylphénol, le salicylate de méthyle, le xylène, le toluène, le trichlorobenzène, le bis-phénil, le naphtalène,et pHusieuas 70 39526 4 2067062 de leurs dérivés. Un objet de la pésente invention consiste à déterminer des activateurs perfectionnés et supérieurs, et/ ou des combinaisons supérieures d'activateurs pour la teinture de fibres naturelles 5 et synthétiques. Un autre objet de la présente invention consiste à déterminer un activateur, qui est soluble dans l'eau, afin d'assurer une uniformité pour les compositions de bain de teinture aqueux contenant 1'activateur, et qui, lorsqu'il est utilisé en combinaison avec 10 d'autres activateurs insolubles, présente une meilleure/solubilité et/ou un meilleur pouvoir de dispersion pour ceux-ci, dans le milieu aqueux de teinture. Selon encore un autre objet de la présente invention, on détermine un activateur qui est non toxique, et extrêmement sûr à 15 l'emploi. Conformément à la présente invention, un composé chimique clairement défini, le 2-bydroxyméthyloxolane (dont l'abréviation est : HMO ), de formule structurale : 20 H2C CH2 H2C CH - CH20H 25 30 0- et les dérivés simples de ce composé, seul et en combinaison avec d'autres activateurs, apportent des résultats uniques et inattendus. La solidité de la couleur, et particulièrement la résistance au. dégorgement dans l'impression de motifs sont excellentes et avec certaines matières colorantes, sont significativement supérieures à d'autres activateurs. L'emploi de HMO, et de ses dérivés, donne des fils de nylon améliorés et plus gonflés, particuliè rement appropriés pour la fabrication de tapis. Les fibres naturelles et synthétiques démontrent une amélioration dans la clarté des nuances. Les résultats des colorations correspondant à un épuisement efficace de la matière colorante dans le bain de teinture 70 39526 5 2067062 10 15 20 25 30 35 sont -uniformément élevés avec le HMO et ses dérivés. Ces composés sont généralement solubles dans l'eau et sont facilement compatibles avec d'autres auxiliaires communs présente dans les bains de teinture, et, en association avec ces auxiliaires, donnent une uniformisation excellente. L'emploi de HMO et de ses dérivés, s'est révélé, de façon tout à fait inattendue, favoriser une teinture rapide avec une excellente pénétration, une intensité de nuance, une uniformisation,et procurent égalemènt de sérieux avantages économiques par rapport à d'autres activateurs efficaces. De plus, on a trouvé que l'emploi de HMO et de ses dérivés en combinaison avec d'autres activateurs connus, donnait des résultats de coloration supérieurs, tout en permettant l'emploi de quantités moindres pour l'autre acti-çateur. Ceci bien sûr est extrêmement avantageux dans les exemples ou cet .utre activateur est toxique, ou présente des effets nuisibles pour la fibre. Ainsi par exemple dans le cas de teinture de nylon en masse (par exemple par le procédé de tricotage, d1 impression et de détricotage, précédemment décrit), à l'aide de certaines matières colorantes, on a trouvé que le HMO seul ne donnait pas une nuance aussi intense que 2 io d'alcool enzylique. Toutefois, une combinaison de HMO et de 1 io au moins en alcool enzylique, offre des résultats supérieurs. Cette réduction dans la quantité d'alcool enzyliqtt.e nécessaire à l'obtention de résultats autrement satisfaisants, favorise considérablement la qualité de la coloration. Les effets bénéfiques précédemment décrits, ne se limitent pas à l'HMO lui-même. Les dérivés de HMO sont également efficaces comme activateurs. Une liste partielle de ces dérivés est donnée ci-dessous. La liste ne se veut pas être exhaustise, mais indique seulement la nature de la relation chimique entre ces composés : - Le 2, 3» 4, 5-tétrachloro-2-hydroxyméthyloxolane - Le 3> 4, 5-trihydroxy-2-hydroxyméthyloxolane - Le 2-hydroxyméthyl-5-méthyloxolane - Le 2-acétoxyméthyloxolane - Le béta-hydroxyéthoxyméthyloxolane - Le 2-méthoxyméthyloxolane Les conditions physiques dans lesquelles ces activateurs, et 70 39526 6 2067062 mélanges &'activateurs sont utilisés, peuvent varier dans des intervalles de température,de pression, et de composition en pourcentageLes températures peuvent aller d'environ 43°C à 139°Cj selon les fibres, les matières colorantes, l'épaississant 5 et les auxiliaires choisis. Pour des températures de "bain de teinture allant de 100°C à 139°C, les pressions appropriées doivent être fournies généralement par la vapeur. Toutefois, lorsque des formulations de matièree/colorantes sont appliquées sous forme de pâte, par exemple au moyen d'un foulard ou d'un rouleau d'impres-10 sion, on peut utiliser des températures dépassant 100°C en utilisant de la vapeur sèche directe, sans pression élevée". Par exemple, dans les procédés précités de tricotage, d'impression et de détricotage de fil de nylon -ceint, on préfère des températures comprises entre 100°C èt114°C. -15 le pourcentage d'activateur ou de mélange d'activateurs, peut varier entre environ 0,5 % et 60 % dans des milieux de type aqueux, ou sinon," peut - être supérieur, selon la nature du bain de teinture. Ces pourcentages sont exprimés en termes de la composition totale du bain de teinture. Les valeurs les plus faibles, c'est 20 à dire environ 0,5.$ à 48 $,- s'appliquent à des systèmes dans lesquels l'eau représente le solvant principal. Les valeurs supérieures s'appliquent à des systèmes de solvants/frans lesquels l'eau est présente dans des proportions très faibles, ou est encore absente. Les activateurs eux-mêmes peuvent servir de solvanis dans 25 ces derniers systèmes. Lorsqu'on utilise 1'activateur comme vapeurs, sur une fibre préalablement exposée à une formulation de matière colorante , on préfère des températures supérieures (d'environ 82°C à 127°C) et le pourcentage d'activateur dans la vapeur, est également élevé (d'environ 40 à 100 fo). 30 Les exemples qui vont suivre sont présentés à titre illustra- tif de l'invention. Ces exemples ne sont pas limitatifs et sont présentés pour faire connaître la mise en oeuvre de la présente invention. EXEMPLE I 35 Les tissus de nylon gonflant tricotés, ont été imprimés par du Bleu Acide numéro 15 (. Colour Index 42645) en utilisant 70 39526 7 2067062 du HMO seul comme activateur. Le bain de teinture contenait 5 f° de matière colorante, 1 fo d'agent dispersant (naphtalène sulfonate de sodium), 2 fo de gomme naturelle soluble dans l'eau, 2,5 f° de HMO, 2 fo de tampon (sulfate d'ammonium), le restant étant de l'eau. 5 la composition colorante contenant 1'activateur a été appliquée sur le tissu tricoté, à l'aide d'un rouleau^ d'impression, et le nylon imprégné fut ensuite soumis à l'action de la vapeur â avec de la vapeur sèche, pendant 10 minutes., le lavage et le séchage, suivis du démêlage du fil obtenu ont donné un nylon gonflant coloré 10 au hasard, présentant un meilleur gonflement, une meilleure solidité au frottement, et -une nuance plus intense que le produit obtenu de la même façon, en utilisant de l'alcool enzylique, comme activateur. Avec certaines autres matières colorantes, bien que le gonflement et la solidité au frottement fussent supérieurs, l'in-15 tensité de la nuance était plus légère qu'avec l'alcool enzylique. Dans ces derniers cas, on a trouvé qu'un bain de teinture contenant 1,5 f° de HMO et 1 fo d'alcool enzylique, maintenait un gonflement et une solidité au frottement bien meilleurs, et donnait des nuances de couleur uniformément intenses. 20 EXEMPLE II On a effectué la teinture d'un tissu de polyestère connu sous la dénomination commerciale "Dacron", avec des matières colorantes du type acétate, en utilisant une combinaison HMO, et d'o-phénylphénol, comme activateurs. les échantillons de tissus 25 en Dacron ont été d'abord dégraissés pendant 10 minutes à 71°C, puis rincés convenablement, le bain de teinture comprenait 1,5$ de HMO, 0,5 f d'o-phénylphénol, 2 fo de Jaune Dispersé n° 42 (Colour Index 10338), 6 fo de phosphate monosodique, le complément étant de l'eau. le HMO ët 1'o-phénylphénol furent mélangés au 30 préalable, pour constituer une solution uniforme. Ce pré-mélange fut alors combiné avec une moitié de l'eau, à 43 °CX dans le récipient à utiliser, et ensuite avec le phosphate monosodique. le colorant fut dispersé dans une faible quantité d'eau» et agité dans le mélange, qui fut ensuite amené à son volume normal,par 35 addition d'eau, le tissu fut placé dans ce bain, et l'on a élevé 70 39526 8 2067062 la température jusque 100°C, température que l'on a maintenue à cette valeur pendant 90 minutes. le tissu fut alors lavé à l'eau, dégraissé, rincé de nouveau puis séché. On a effectué une comparaison du tissu coloré ainsi obtenu, 5 avec d'autres tissus pour lesquels on n'utilisait pas de HMO (ou on remplaçait HMO par un surfactant tel que le dodécyldiphényl-oxyde disulfonate de sodium). Le tissu pour lequel on avait utilisé du HMO présentait des nuances de couleurs nettement plus intense. EXEMPLE III 10 On a coloré un mélange de 65 en polyester connu sous la dénomination commerciale de "Dacron", et de 35 $ en triacétate connu sous la dénomination "Arnel", à l'aide du colorant Jaune Dispersé numéro 3 (Colour Index 11855) en utilisant à la fois lb2-acétoxyméthyloxolane et une combinaison 2-acétoxyméthyloxolane 15 et de salicylate de méthyle. Pour de faibles concentrations en activateur, ou en combinaison d' activateurs (inférieures à .1 0 grammes par litre), les nuances étaient lumineuses, et variables. Pour les valeurs recommandées ci-dessous, on obtenait des nuances intenses et uniformes. 20 On a plongé des échantillons de tissu dégraissés dans un bain de teinture contenant 3 $ de Jaune Dispersé numéro 3, 15 grammes par litre de 2-acétoxyméthyloxolane (mélange au préalable avec 20 grammes par litre d'émulsifiant : le dodécyldiphényl - oxyde disulfonate de sodium). On a fait monter la température du bain 25 jusque 99°C, et on a maintenu cette température pendant une heure. Les opérations de rinçage, de dégraissage et de séchage des échantillons de tissu ont donné des colorations dans la plupart des cas, avec des intensités de couleur uniformément équivalentes ou supérieures, aux échantillons témoins préparés à partir de bains de 30 teinture contenant du salicylate de méthyle comme activateur. Avec ces quelques matières colorantes donnant des intensités de couleur bien meilleures avec le salycylate de méthyle (10 grammes par litre) qu'avec le 2-acétoxyméthyloxolane, une combinaison d'activateurs (5 grammes par litre de 2-acétoxyméthyloxolane, et 5 grammes par 35 litre de salicylate de méthyl) donnait des résultats équivalents. EXEMPLE IY On a teint après dégraissage, des échantillons de laine 70 39526 9 2067062 à l'aide du jaune Acide numéro 121 (Colour Index 186 90) en utilisant comme activateur le béta-hydroxyéthoxyméthyloxolane. les coupons d'échantillons furent chauffés pendant 15 minutes à une température de 77°C, dans un bain de pH= 5,5 contenant 1$ de Jaune 5 Acide numéro 121, 75 grammes par litre de béta-hydroxyéthoxyméthy-loxodane. On a observé une vitesse d'épuisement uniforme, dans le bain. les échantillons, après rinçage, dégraissage., nouveau rinçage, et séchage, présentaient des nuances plus intenses que les échantillons colorés avec un bain contenant comme activateur, 10 l'alcool enzylique. De ce qui précède,, il ressort que l'emploi de HMO ou de ses dérivés, seul comme activateur, fournit des résultats bien meilleurs, dans de nombreux cas, et élimine les effets nuisibles inhérents à d'autres activateurs connus.' De plus, lorsqu'on utilise 15 en combinaison avec d'autres activâtes si on le désire, le HM0 ou ses dérivés, ceci permet la réduction des quantités de ces autres activateurs nécessaires pour donner de tels résultats. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à 20 titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 70 39526 10 2067062 15 20 30 EETEIDICATIOIS 1. Procédé de teinture de fibres textiles caractérisé en ce qu'il consiste à : - combiner avec une composition de matière, colorante . un activateur du type méthyloxolane de la formule : 10 où R est un groupe fonctionnel choisi dans le groupe comprenant : un atome d'hydrogène un atome d'halogène un groupement hydroxyle un groupement alkyle un groupement ester, un groupement éther alcoylé et un groupement éther de polyglycol, pour constituer une composition comprenant une matière colorante et un activateur ; - mettre en contact les fibres à colorer, avec ladite composition, et -maintenir ainsi en contact les fibres avec la composition précitée, à une température et pendant une durée suffisantes, pour garantir la teinture des fibres. 2.Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit activateur de type méthyloxolane, est le 2-hydroxyméthyloxolane. 3* Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit activateur constitue 0,5 i° à 60 % de la composition précitée contenant la matière colorante et 1'activateur. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on ajoute en combinaison avec la composition colorante jusqu'à 1 $ d'alcool benzyle. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres sont des fils de nylon gonflant , et en ce que ledit activateur est le 2-hydroxyméthyloxolane. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'on 70 39526 2067062 ajoute en combinaison avec la composition colorante jusqu'à 1 $ d'alcool benzylique. 7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on ajoute en combinaison avec la composition colorante, un composé choisi dans le groupe comprenant : l'alcool benzylique, l'o-phényl-phénol, le salicylate de méthyle, le xylène, le toluène, le trichlo-robenzene, le bisphényle, et le naphtalène. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que ledit activateur de type méthyloxolane est le 2-hydroxyméthyloxo-lane. 9. Fibres naturelles ou synthétiques, caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par le procédé selon l'une des revendications précédentes.