Brevet FR2068797A1 — publié le 19710903

La présente invention se rapporte à un procédé pour la teinture et le finissage de matières et de produits textiles tels que des fils, des tissus tricotés ou tissés de fibres synthétiques, telles que le Nylon, et les fibres de polyester, de polypropylène ou polyacryliques, ou de fibres naturelles, telles que le coton ou la laine, ou de fibres artificielles, telles que la rayonne ou l'acétate de cellulose. I1 est connu de teindre des matières textiles en en chauffant les fibres dans une solution ou une dispersion aqueuse de teinture pendant une période de temps prolongée afin que la teinture pénètre bien dans les fibres. Au besoin, on fait subir aux matières textiles un mordançage afin de fixer la teinture dans les fibres ou pour la faire réagir avec ces dernières.Bien que la technique antérieure ait fait des efforts considérables en vue d'accélérer la pénétration de la teinture dans les fibres en utilisant divers additifs et agents de gonflage, aucune de ces techniques antérieures ne stest révélée entièrement satisfaisante pour permettre de traiter les fibres avec une solution de teinture aqueuse ou pour fixer la teinture dans les fibres à partir d'une telle solution.C'est ainsi qu'un grand nombre de ces procédés antérieurs ont une influence nuisible sur le toucher des fibres ou sur la solidité de celles-ci. Ils peuvent aussi avoir pour conséquence une faible résistance à la friction ou peuvent être la cause d'un plissage ou d'un frisage excessif du tissu final. On a également remarqué que les fils teints selon les techniques actuelles ont une forte tendance à se couper et à présenter une friction élevée pendant le tricotage ou le tissage. C'est ainsi, par exemple, que pour abréger la durée de la teinture, on a proposé un procédé qui consiste à chauffer les fibres dans une solution de teinture à une température dépassant 140 C. Toutefois, ce procédé a le défaut d'affaiblir gravement les fibres. I1 a également été suggéré de gonfler les fibres en utilisant un véhicule ou un bain de teinture contenant un solvant. En variante, on a proposé de dissoudre complètement la teinture dans le bain. Dans les deux cas, ces techniques ont le défaut d'être incapables de teindre les fibres uniformément et, en outre, d'affaiblir considérablement celles-ci. En conséquence, l'un des buts de l'invention est de fournir un procédé de teinture et de finissage de fibres textiles qui est rapide et qui produit des couleurs uniformes. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé de teinture produisant des fibres caractérisées par une faible friction superficielle. L'invention se propose aussi d'apporter un procédé de teinture et de finissage de fibres textiles qui produit des fibres présentant une excellente souplesse et uniformité et qui sont hydrophobes. Enfin, l'invention se propose de produire un tissu de fils extensibles caractérisé par des propriétés remarquables. L'invention atteint les buts visés par un procédé de teinture et de finissage d'une matière textile dans un bain de teinture contenant un solvant organique et un monomère polymérisable ou un polymère de silicium. Le monomère polymérisable ou le polymère de silicium utilisé dans la présente invention peut être l'un des divers types de composés organo-siliciés connus. Les organo-siliciés convenant à cette fin comprennent ceux répondant à la formule générale suivante: dans laquelle - 10 un radical alkényle (vinyle, allyle, héxényle, etc...), un radical hydrocarboné cycloaliphatique (cyclohexyle, cyclopentyle, etc...) un radical arylalkyle (benzyle, F -phényléthyle, etc...), ou, un radical aryle (phényle, toluyle, xylyle, naphtyle, etc...). La solution de teinture peut aussi contenir un catalyseur pour ponter le composé organo-silicié, tel que le peroxyde de butyle, l'azo-bis isobutylonitrile et un peroxyde tel qu'un organoperoxyde ou un peroxyde acide répondant à la formule générale suivante dans laquelle ' représente un radical alkyle (méthyle, éthyle, t-butyle, etc); un radical arylalkyle (benzyle, phényléthyle, etc.) ou un radical aryle (phényle, toluyle, chlorophényle, etc.). I1 convient, de préférence, d'utiliser un polyorganosiloxane ayant la formule générale suivante comme composé organo-silicié: -dans laquelle - Y représente OH ou C1, le radical Y étant représenté au moins deux fois et le rapport Y/R étant inférieur à 0,1, n étant un entier supérieur à 5, de préférence compris entre 100 et 3000; et, - R" représente un radical alkyle, un radical alkényle, un radical hydrocarboné cycloaliphatique, un radical arylalkyle ou un radical aryle. Des composés de ce type sont décrits dans la demande de brevet américain n" 855 044 du 3 septembre1969 déposée au nom de la Demanderesse qui explique l'utilité de ces composés pour conférer aux vêtements des propriétés d'ajustage. Lorsqu'on utilise un polyorganosiloxane, il est préférable d'ajouter un des monomères ou prépolymères catalyseurs suivants au bain de teinture. Quand, dans le polyorganosiloxane, Y représente un groupe OH, les monomères catalyseurs appropriés comprennent ceux ayant la formule générale suivante: R"' - Si - Z3 dans laquelle: - R > '' est identique à R" et est choisi parmi les substances comprenant les radicaux alkyle, les radicaux alkényle, les radicaux hydrocarbonés cycloaliphatiques, les radicaux arylalkyle et les radicaux aryle; et, - Z est choisi parmi les substances comprenant les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, iso-propoxy, butoxy, l-butoxy ou acétoxy. Parmi les prépolymères catalyseurs appropriés, on peut citer les prépolymères formés d'au moins 5 moles du monomère catalyseur. Quand, dans le polyorganosiloxane, Y représente un atome de chlore, les monomères catalyseurs appropriés comprennent ceux répondant à la formule générale suivante R'' '2C = NOH dans laquelle R"' a la même signification que ci-dessus. Les prépolymères catalyseurs appropriés comprennent les prépolymères formés d'au moins 5 moles du monomère catalyseur. Un accélérateur peut être ajouté au bain de teinture, par exemple du diacétate de dibutyl-étain, du diacétate de dibutyl-zinc, du diacétate de dibutyl-plomb ou les carbonates ou amines correspondants. Une partie au moins du composé organo-silicié peut être ajoutée au bain de teinture en utilisant un solvant organique. Le solvant organique particulier utilisé dans l'invention est choisi selon la nature de la teinture, de l'organo-silicié et des fibres traitées. Les solvants chlorés aliphatiques inférieurs ci-après conviennent particulièrement bien pour le solvant de ce procédé de teinture; le chloroforme, le tétrachlorure de carbone, le trichloréthylène, le tétrachloréthylène, le perchloréthylène et le tétrachloréthane Solubilité g/e 25 C Solvant Indice de t Indice de Indice de couleur couleur couleur dispersible dispersible dispersible Rouge 86 Jeune 65 Rouge 32 Eau 0,0016 0,004 -- Ethanol 0,165 0,017 Acide acétique 1,440 0,175 EG monoéthylique 2,06 0,19 Ether diméthylique de l'acétamide 29,96 h --- 200 Tétrachloréthylène 0,21 0,45 Trichloréthylène 4,42 1,18 Dichlorométhane 20,5 73,15 Dans certains cas, un mélange de plusieurs solvants peut être utilisé avec une teinture acide, telle que les teintures acides mordantes ou les teintures à réaction, auquel cas, on peut utiliser un mélange de solvants contenant de l'acide acétique.Parmi les solvants appropriés, on peut citer les solvants chlorés, tels que le trichloréthylène, le perchloréthylène, le tétrachlorure de carbone; les solvants fluorés, tels que le trichlorofluorométhane, le tétrachlorodifluoroéthane, et les solvants hydrocarbonés, tels que l'éther de pétrole, le benzène, le toluène et le xylène. I1 n'est pas souhaitable d'utiliser des solvants alcooliques ou du type ester. Bien que des teintures insolubles dans l'eau, telle; que les teintures du type dispersible, soient solubles dans les solvants ci-dessus, il est néanmoins préférable de choisir soigneusement l'agent d'accélération utilisé, puisque la solubilité de la teinture est diminuée par la présence des additifs hydrophiles. En conséquence, en préparant le bain de teinture de I'inventron, on dissout à la fois la teinture et l'organo-silicié dans le solvant organique. On choisit la concentration de la teinture et de ltorganosilicié et le rapport des solvants, lorsqu'un mélange de solvants est utilisé, ainsi que la proportion de l'acide acétique, lorsqu'on utilise une teinture acide5 en fonction de la nature des fibres particulières traitées et des conditions de traitement. Pour augmenter la solubilité des teintures dans le perchloréthylène, on peut efficacement utiliser les additifs suivants: diméthylsulfoxyde, diméthylacétamide et triamide héxaméthylphosphorique. Pour prévenir la déshydratation des fibres lorsqu'on utilise le perchloréthylène, les additifs suivants peuvent être u tilisés : des alkylarylsulfonates, des esters formés entre le sorbitanne et les acides gras, des alkylphénoNs éthoxylés, des alkanol-amides et des phosphates organiques. Une grande variété de teintures peuvent être utilisées avec de bons résultats dans l'invention. C'est ainsi, par exemple, que des teintures convenables comprennent les teintures acides, par exemple, "Benzyl Fast (Ciba), "Kayarol" (Nippon Kayaku), "Suminol Cyanin" (Sumitomo Chem.); les teintures mordantes acides, par exemple, "Alizarine Chrome" (Mitsui Chem.)Synchromate" (Ciba); les teintures basiques, par exemple,"Aizen"(Hodogaya), "Astra" (Bayer); les teintures en cuve, par exemple, "Fenidon" (Geigy), "Cibanone" (Ciba), "Carbone" (Nippon Kayaku); les teintures du type à réaction, par exemple, "Cibacon" (Ciba), "Micacion" (Mitsubishi Chem.), "Remalan" (Hoechst); les teintures à dispersion, par exemple, "Acetamine (Du Pont), "Solaset" (ICI); les teintures acides pour Nylon, par exemple, "Irganyl" (Geigy), "Néonyl" (Ciba), "Telon", "Telon Fast" (Bayer); les teintures à dispersion, par exemple, "Multamine" (Du Pont), "Perliton" (BASF); les teintures à dispersion du type à réaction, par exemple, "Prociyl" (ICI); les teintures cationiques pour fibres acryliques, par exemple, "Aizen Cathilon" (Hodogaya), "Diacryl"(Mitsubischi Chem.); les teintures amonioniques, par exemple, "Roracyl" (Du Pont); les teintures à dispersion pour fibres de polyester, par exemple, "Dianix" (Mitsubishi), "Latyl" (Du Pont) et les teintures azoiques, par exemple "Teryl Diazo"(Meisei). Pour teindre les fibres, par exemple de coton, de rayonne, de Nylon, etc.., avec une teinture acide, on prépare le bain de teinture en dissolvant la teinture acide, la teinture acide mordante ou la teinture acide à réaction dans l'acide acétique puis, au besoin, en ajoutant au mélange un solvant chloré, un -solvant fluoré ou un solvant hydrocarboné. On ajoute ensuite l'organosilicié à la solution. Lorsqu'un traitement de mordançage est nécessaire, un mordant du type solvant est préférable. Quand les fibres doivent être teintes avec un bain de teinture basique par une technique de teinture à solvant, on prépare le bain de teinture de l'invention en dissolvant la teinture basique dans un solvant du type amide et en le mélangeant avec un solvant chloré, hydrocarboné ou fluoré. On ajoute ensuite le composé organo-silicié à la solution. Les teintures à dispersion insolubles dans l'eau, les teintures à dispersion du type réactif ou les teintures azo hydroinsolubles conviennent pour la teinture à solvant. On peut préparer le bain de teinture de l'invention en dissolvant la teinture dans un solvant chloré, fluoré ou hydrocarboné, puis en ajoutant le composé organo-silicié. La concentration du bain de teinture est, de préférence, inférieure à 10 % et, habituellement, inférieure à 3 %. Le solvant organique destiné à dissoudre la teinture doit être choisi de façon à éviter la décomposition de l'organo-silicié et doit être utilisé en quantité suffisante pour dissoudre la teinture. Lorsqu'il s'agit de teindre du coton ou de la rayonne, un solvant contenant une quantité appréciable d'acide acétique peut être utilisé.La concentration du composé organo-silicié ne doit pas dépasser 2 % et, de préférence, doit être inférieure à 0,5 %. Lorsqu'on traite les matières textiles en continu par un procédé rapide, il est préférable d'utiliser des concentrations élevées de teinture et de composé organosilicié dans le bain de teinture et de chauffer les fibres à une température relativement élevée après les avoir trempées dans le bain. Une grande variété d'additifs peuvent être incorporés dans le bain de teinture, par exemple pour favoriser la pénétration de la teinture dans les fibres a,u pour augmenter la réactivité de celle-ci à haute température. Toutefois, il est préférable que l'additif soit essentiellement inerte par rapport à l'organo-silicié, au moins à la température ambiante. Diverses matières textiles peuvent être traitées par les procédés de l'inmention. C'est ainsi, par exemple, que de bons résultats peuvent être obtenus avec des fils tricotés tissés retordus ou non retordus, des fils texturés, en particulier des fils frisés et des fils conjugués extensibles formés de deux sortes de Nylon ou de résines polyacryliques, de fibres synthétiques, de fibres artificielles ou de fibres naturelles. Le procédé de la présente invention est particulièrement avantageux pour conférer d'excellentes propriétés d'ajustage aux fils frisés ou aux tissus tricotés ou tissés faits de ces fils frisés et, en particulier, aux bas de dames et aux collants. Les techniques de la présente invention assurent une teinture uniforme et un excellent toucher, de sorte qu'on peut obtenir une matière textile ayant une couleur uniforme, de bonnes propriétés hydrophobes et une bonne résistance au salissement grâce à l'invention. Les exemples qui suivent qui n'ont bien entendu aucun caractère limitatif feront mieux comprendre les particularités de l'invention. EXEMPLE 1 On plonge un fil frisé de 15d x 2f formé de filaments conjugués de Nylon 6 et de Nylon 6,6 dans un bain à 800 C pendant 10 minutes et on le traite dans un séparateur centrifuge avant de le sécher à la température ambiante. Le bain est préparé en dissolvant l'Elanyl (Ciba), qui est une teinture acide, dans de l'acide acétique de façon à produire une solution à 3 % et en diluant celleci avec un mélange de solvants composés de 25 % d'acide acétique et de 75 % de perchloréthylène. Un mélange de 85 % de polydiméthylsilanol, de 10 % de méthyltriacétylsilane et de 5 % de diacétate de dibutyl-étain est- ajouté de façon à obtenir une teneur de 0,2 Q/Q du mélange dans la solution. Le fil frisé teint ainsi obtenu présente une coloration uniforme et a une friction remarquablement faible. On ne rencontre aucune difficulté pour le tricoter, sans l'huiler, dans une machine de bonneterie sans couture. Le tissu tricoté présente de bonnes propriétés d'ajustage et les vêtements préparés avec ce tissu épousent étroitement le corps de l'utilisateur avec une pression uniforme et sans faire de plis. Les tissus tricotés avec des fils qui ont été imprégnés avec la solution du bain en les chauffant à 1000 C pendant trois minutes, ou qui ont été plongés dans le bain à 60 C pendant 30 minutes et qui ont été traités dans un séparateur centrifuge avant d'être séchés présentent aussi une couleur uniforme, une faible friction et d'excellentes propriétés d'ajustage. EXEMPLE 2 (1) On prépare un bain en dissolvant du "Samalon" (Hoechst) dans un mélange composé de 95 % de perchloréthylène et de 5 % d'acide acétique de façon à produire une solution de teinture à 2 %. On ajoute un mélange de 90 % de polydiméthylsilanol et de 10 % de métatriacétoxysilane pour faire un composé silicié à 0,2 % dans le bain. (2) On prépare un bain en dissolvant du "Procinul" -(ICI) (teinture de dispersion du type à réaction) dans le trichloréthylène pour obtenir une solution à 2 %. On ajoute un mélange de 85 % de polydiméthylsilanol et de 15 % de triacétoxyvinylsilane de façon à obtenir une proportion de 0,2 % de composé silicié dans la solution. (3) On prépare un bain en dissolvant l'Elanyl (Ciba) dans l'acide acétique pour obtenir une solution de teinture à 10 %. On dilue cette solution avec du perchloréthylène de façon à obtenir une solution de 2 % de teinture, de 8 % d'acide acétique et de 90 % de perchloréthylène. On incorpore dans le bain un mélange de 99 % de polyméthylvinylsiloxane et de 1 % de peroxyde de lauryle de façon à obtenir une teneur en silicium de 0,2 %. On plonge chaque filament de Nylon 6 de 15d x 2 dans le bain à 80" C pendant 30 minutes, puis on le calandre et on le sèche. On obtient dans chaque cas une couleur remarquablement uniforme et une faible friction. Chaque fil ainsi obtenu est soumis à une torsion soit à 200 tours/minute à droite, soit à 200 tours/minute à gauche. On tricote des collants pour dames en faisant alterner dans les rangées de mailles les fils à torsion de droite et les fils à torsion de gauche et on obtient ainsi des articles ayant d'excellentes propriétés d'ajustage sur le corps et une excellente résistance au salissement. EXEMPLE 3 On traite un tissu tricoté avec des fils frisés de téréphtalate de polyéthylène obtenus par un traitement de fausse torsion et de fixage à chaud dans le bain suivant: On prépare le bain en dissolvant du Dianix (Mitsubischi Chem.) (teinture de dispersion) dans un mélange de 50 % de trichloréthylène et de 50 % de perchloréthylène pour obtenir une solution de teinture à 2 7. On ajoute un mélange de 90 % de phénylméthylsilanol et de 10 % de méthyltriacétoxysilane pour obtenir une teneur de 0,2 % de composé silicié dans le bain. On plonge le tissu tricoté dans le bain à 60 C pendant 20 minutes, puis on le calandre et on le sèche à 80" C pendant 10 minutes. On obtient une teinture remarquablement uniforme par ce procédé et le produit est caractérisé par d'excellentes propriétés. EXEMPLE 4 On traite un tissu pour tapis tricoté avec des fibres discontinues de polyacrylonitrile dans le bain suivant On prépare le bain en dissolvant du Diacryl (Mitsubishi Chem.) dans un mélange de 3 % d'acide acétique, de 5 % d'acide formique et de 92 % de trichloréthylène pour produire une solution de teinture à 2 7. On ajoute un mélange de 80 7 de polydiméthylsilanol et de 15 % de triacétoxyvinylsilane pour obtenir 0,2 % de composé silicié dans le bain. On plonge le tissu tiss dans le bain à 80 C pendant 10 minutes, puis on le calandre et on le sèche à 80" C. On obtient ainsi une teinture remarquablement uniforme et le tissu traité présente une excellente résistance au salissement. Chaque tissu teint par l'invention est caractérisé par une moindre tendance à la décoloration, par une excellente uniformité de teinture, par une bonne résistance au salissement et par un bon toucher, toutes propriétés qui sont meilleures que celles des tissus teints dans un bain identique, mais sans composé silicié I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples représentés et décrits sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de teinture et de finissage de matière textile, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter une matière fibreuse dans une solution de teinture préparée en dissolvant une teinture appropriée dans un solvant organique et en incorporant dans cette solution un polymère ou un monomère polymérisable d'un composé silicié. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce composé silicié est un organo-silicié ou un polysiloxane du type où 10 arylalkyle ou aryle, ou du type où R" est identique à Y ou est un groupe alkyle, alkényle, cycloalkyle, arylalkyle ou aryle, tandis que Y est OH ou C1, le rapport Y/R" étant inférieur à 0,1 et n étant un entier supérieur à 5. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque ledit composé silicié est de type (I), on incorpore dans la solution de teinture un catalyseur de pontage choisi dans le groupe comprenant le peroxyde butylique l'azo-bis-isobutylonitrile et les organoperoxydes ayant pour formule générale et les peroxyacides ayant pour formule générale dans laquelle R' est un groupe alkyle, arylalkyle ou aryle. 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque ledit composé silicié est de type (II), on incorpore dans la solution de teinture un monomère ou polymère catalyseur, tel que, lorsque le radical Y de la formule (II) est OH, le monomère catalyseur a pour formule R"' - Si - Z3 dans laquelle R"' est un groupe alkyle, alkényle, cycloalkyle, arylalkyle ou aryle et Z un groupe alcoxy inférieur ou un groupe acétoxy, le polymère catalyseur étant un polymère ayant au moins 5 moles dudit monomère catalyseur et, lorsque le radical Y de la formule (II) est C1, ledit monomère catalyseur a pour formule R'' '2C = NOH dans laquelle R " ' est comme défini ci-dessus, ledit polymère catalyseur étant un polymère comprenant au moins cinq moles dudit monomère -catalyseur. 5.- Solution de teinture, ceractérisée en ce qu'elle comprend une teinture appropriée dissoute dans un solvant organique et un polymère ou un monomère polymérisable d'un composé silicium. 6.- Solution de teinture selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit composé silicié est un organo-silicié ou un polysiloxane du type où 10 arylalkyle ou aryle, ou du type où R" est identique à Y ou est un groupe alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryl alkyle sg aryle, tandis que Y est OH ou C1, le rapport Y/R" étant inférieur à 0,1 et n étant un entier supérieur à 5. 7.- Solution de teinture selon la revendication 6, caractériséeen ce que lorsque ledit composé silicié est de type (I) on incorpore dans la solution de teinture un catalyseur de pontage choisi dans le groupe comprenant le peroxyde butylique, l'azo-bis-isobutylonitrile et les organoperoxydes ayant pour formule générale et les peroxyacides ayant pour formule générale dans laquelle R' est un groupe composé alkyle, arylalkyle ou aryle. 8.- Solution de teinture selon la revendication-6, caractérisée en ce que, lorsque ledit composé silicié est de type (II),- on incorpore dans la solution de teinture un monomère ou un polymère catalyseur, tel que, lorsque le radical Y de la formule (II) est OH, le monomère catalyseur a pour formule: : R"' - Si - Z3 dans laquelle R"' est un groupe alkyle5 alkényle, cycloalkyle, arylalkyle ou aryle et Z est un groupe alkoxy inférieur ou un groupe acétoxy, le polymère catalyseur étant un polymère ayant au moins 5 moles dudit monomère catalyseur et lorsque le radical Y de la formule (II) est C1, ledit monomère catalyseur a pour formule R'' '2C = NOH dans laquelle R "' est comme défini ci-dessus, ledit polymère catalyseur étant un polymère comprenant au moins cinq moles dudit monomère catalyseur.