Brevet FR2340394A1 — publié le 19770902

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour modifier une étoffe contenant des fibres de cellulose, au moyen desquels l'étoffe est traitée~ avec un agent d'estérification pour transformer en continu la cellulose en un ester tel qu'un ester acétylique, un ester benzoylique ou analogue. Quand on fait adsorber par une étoffe contenant des fibres de cellulose un agent d'estérification soluble dans liteau, avant ou après qu'une matière alcaline a été appliquée sur l'étoffe et quand une telle étoffe est soumise à un traitement d'exposition à l'air ou un traitement à la vapeur, le groupe hydroxyle de la cellulose est rapidement remplacé pour devenir un ester et l'étoffe ne peut plus être teinte avec des matières colorantes solubles dans l'eau qui ont une affinité avec le groupe hydroxyle, telles qu une matière colorante substantive, une matière colorante réactive, une matière colorante au naphtol, une matière colorante de cuve, etc... alors qu'une matière colorante par dispersion ou une matière colorante soluble dans l'huile devient utilisable pour effectuer la teinture. Jusqu'alors, une étoffe mélangée, préparée par filage mixte, tissage mixte ou tricotage mixte utilisant de la fibre de cellulose et de la fibre de polyester par exemple, devait être teinte par un traitement de teinture à deux bains utilisant deux types différents de matières colorantes, comprenant une matière colorante soluble dans liteau pour l'élément de cellulose, et une matière colorante par dispersion pour l'élément de polyester. Par contre, selon le procédé de la présente invention, la fibre de cellulose et la fibre de polyester contenues dans une telle étoffe peuvent autre teintes de la même couleur au moyen d'un seul bain de matière colorante, avec une matière colorante par dispersion.Ceci permet d'effectuer une teinture de couleur dense par impression, par sublimation, ce qui était considéré jusqu'alors comme impossible. Dans le passé, on a connu un procédé dans lequel l'estéri- fication d'une étoffe qui contenait une telle fibre de cellulose était mis en oeuvre d'abord en permettant à l'étoffe d'adsorber un agent d'estérification, puis en immergeant l'étoffe dans une solution de soude caustique à une concentration de 20-25 % pendant 2 à 5 minutes à une température de 200C ou avoisinante.Dans un autre procédé connu, la mercerisation était d'abord effectuée avec une solu tion de soude caustique ayant une concentration de 16 à 20 % à la température ambiante pendant une durée comprise entre 40 et 50 heures puis l'étoffe était traitée avec un agent d'éthérification à 90-100 C pendant 5 à 10 heures pour assurer l'éthérification de l'élément 'de cellulose de la matière de étoffe. Toutefois, ces procédés nécessitent un temps assez long pour effectuer le traitement et ne permettent pas un traitement continu. Parallèlement, ces procédés consomment une grande quantité de soude caustique.Par contre, selon le procédé de la présente invention, le traitement peut être effectué dans un temps très court et la consommation de solution de soude caustique est très faible du fait qu'il suffit d'une concentration de 2 à 6 % seulement de la solution. C'est un objet de la présente invention de prévoir un procédé qui permet l'estérification rapide et continue d'une étoffe contenant de. la fibre de cellulose et consommant une petite quantité de soude caustique, comme on l'a décrit précédemment, et qui permet, également, l'estérification partielle de la fibre de cellulose contenue dans la matière d'une étoffe en imprimant l'étoffe avec un agent d'estérification suivant des motifs désirés. C'est un autre objet de la présente invention de prévoir un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé susmentionné. Selon la présente invention, une étoffe contenant de la fibre de cellulose ou une étoffe produite par filature ou tissage mixte contenant des fibres de cellulose, est nettoyée et blanchie, 50 à 60 % du poids de l'étoffe d'une solution aqueuse de soude caustique ayant une concentration de 2 à 6 % sont appliqués sur l'étoffe et l'étoffe est séchée; puis, on fait adsorber par l'étoffe de 15 à 40 % de son poids d'un agent d'estérification, et l'estérification de la cellulose est effectuée par exposition à l'air à la tempéra ture ambiante pendant une durée de 10 à 120 secondes. La soude caustique peut être appliquée à l'étoffe après l'application de l'agent d'estérification. Selon la présente invention, l'agent d'estérification est choisi parmi un groupe constitué de chlorure de chloroacétyle, de chlorure de dichloroacétyle, de chlorure de carbanyle, de chlorure de carbamyle, de chlorure de trichloroacétyle, de chlorure de propionyle, de chlorure d'acétyle, de chlorure de benzoyle, de bromure d'acétyle, de bromure de benzoyle, d'iodure d'acétyle, d'iodure de de benzoyle, etc... Comme matière alcaline employée selon la présente inven- tion, un hydroxyde métallique ayant une grande solubilité dans liteau, tel que la potasse caustique, l'hydroxyde de lithium, l'hydroxyde de rubidium ou analogues, peut être utilisé au lieu de soude caustique. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante, faite en liaison avec les dessins annexés dans lesquels La figure l'est une vue de profil illustrant l'ensemble d'un dispositif suivant un exemple de réalisation de la présente invention pour mettre en oeuvre le procédé de modification par estérification en continu d'une étoffe selon la présente invention; La figure.2 est une vue de profil illustrant les parties essentielles d'un dispositif suivant un second exemple de réalisation; La figure 3 est une vue de profil illustrant ltensemble de la disposition d'un dispositif constituant un troisième exemple de réalisation de la présente invention; La figure 4 est une vue de profil illustrant les parties essentielles d'un dispositif constituant un quatrième exemple de réalisation de la présente invention; et La figure 5 est une autre vue de profil illustrant les parties essentielles d'un dispositif constituant un cinquième mode de réalisation de la présente invention. EXEMPLE 1 Si l'on se réfère à la figure 1, la référence A désigne un dispositif de traitement par un produit caustique dans lequel une étoffe 2 est guidée et est transférée suivant un trajet alterné par une paire de tambours de guidage supérieur et inférieur 1 et 1' disposés dans le dispositif de traitement par produit caustique. Dans le dispositif de traitement par produit caustique, un liquide caustique contenu dans un réservoir 3 est d'abord appliqué sur un côté de l'étoffe 2 au moyen d'un rouleau applicateur 4; puis, le liquide caustique qui est contenu dans un autre réservoir 3' est appliqué sur l'autre côté de l'étoffe 2 par un autre rouleau appli cateur 4'. L'étoffe 2 sort du dispositif de traitement A avec le liquide caustique ainsi appliqué sur ses deux côtés. La référence B désigne une chambre de séchage dans laquelle sont disposés de nombreux rouleaux de guidage de l'étoffe 5.La référence C désigne une chambre de traitement par liquide d'estérification dans laquelle se trouvent:deux tambours de guidage 6 et 6' qui transfèrent l'étoffe 2 suivant un trajet alterné; un réservoir à liquide 7, qui contient un liquide d'estérification pour l'appliquer sur un côté de l'étoffe guidée par les tambours de guidage; un rouleau applicateur 8 qui applique le liquide d'estérification contenu dans le réservoir 7 sur un côté de l'étoffe et un autre réservoir contenant un liquide d'estérification 7' avec un autre rouleau applicateur,8' du liquide d'estérification qui applique le liquide d'estérification contenu dans le réservoir 7' sur l'autre côté de l'étoffe 2. Une paroi externe 10 forme la chambre de traitement par liquide d'estérification C. Un gaz se trouvant à l'intérieur de la paroi externe 10 peut être évacué par un orifice d'évacuation 11.La référence D désigne une chambre de réaction dans laquelle sont disposés de nombreux rouleaux de guidage 12, la chambre de réaction étant agencée pour maintenir une chaleur humide d'environ 95 C. La référence E désigne une chambre de lavage comprenant plusieurs réservoirs de lavage à l'eau chaude 13. La référence F désigne un autre dispositif de lavage qui comprend plusieurs réservoirs de lavage à l'eau chaude 14 placés à la suite de la chambre de lavage E et plusieurs réservoirs de lavage à l'eau 15. La référence G désigne un dispositif de, séchage comportant un groupe de rouleaux de chauffage pour sécher étoffe après qu'elle a été. lavée.Le dispositif agencé comme on là décrit ci-dessus, fonctionne comme suit - l'étoffe. 2 est une étoffe mélangée, blanchie, nettoyée, comprenant 65 % de polyester et 35 ffi de coton. Une solution à 5 % de ,soude caustique est placée dans les réservoirs à liquide 'causti- que 3 et 3t, respectivement. Du chlorure de benzoyle est placé dans les réservoirs à .liquide 7 et 7'. La solution à 5 % de soude caustique est appliquée sur étoffe 2 dans le dispositif de traitement par produit caustique pour appliquer la solution sur 1" étoffe en quantité représentant environ 50 % du-poids de l'étoffe. L'étoffe est ensuite séchée dans la chambre de séchage B.Le traitement par le liquide caustique dans le dispositif A peut être effectué en appliquant le liquide caustique sur un côté ou sur les deux côtés de l'étoffe 'selon l'emploi de celle-ci. Après séchage, l'étoffe qui a subi le traitement par le produit caustique, est acheminée dans la chambre de traitement C où on fait adsorber aux deux côtés de l'étoffe le chlorure de benzoyle en quantité représentant 20 à 30 ffi du poids de l'étoffe. Puis, dans la chambre de réaction D, étoffe est soumise à un traitement de chauffage à la vapeur qui est effectué à environ 950C pendant 20 secondes, ou un temps avoisinant. La matière de l'étoffe qui a été traitée à chaud à la vapeur est lavée dans la chambre de lavage E et dans le dispositif de lavage F. A la suite du traitement de lavage, le séchage est effectué dans le dispositif de séchage G. Les résultats qui suivent ont été obtenus lors du traitement effectué selon la procédé de la présente invention pour la modification d'une étoffe contenant de la fibre de cellulose. Une étoffe. contenant 100 % de coton ayant été nettoyée et blanchie a été soumise aux traitements de modification suivants a) de la soude caustique a été appliquée sur l'étoffe en des quantités variant de 1 à 20 % du poids de l'étoffe. L'étoffe a été séchée, puis on lui a fait adsorber une quantité de chlorure de benzoyle représentant 30 % de son poids. Un traitement' d'exposi- tion à l'air a été effectué à 250C pendant 120 secondes. L'étoffe a été lavée à l'eau et séchée. Ensuite, la teinture a été effectuée avec une matière colorante substantive et une matière colorante par dispersion.Les résultats de l'estérification benzoylique de la cellulose sont représentés ci-après l Soude Aptitude à la teinture Aptitude à la tein caustique avec une matière colo- ture avec une matiè- Remarques ( du rante par dispersion re colorante subs poids de tant ive la fibre 1 % 30 - 40 % 40 - 50 ffi La matière La ] substanti ve ve est lé 90 - 95 0 gèrement polluée 5 100 0 6 100 0 7 80 - 90 5 - 10 10 ! 80 - 90 10 - 15 20 70 - 80 20 - 30 Comme cela est indiqué dans le tableau ci-dessus, l'appli- cation de la soude caustique donne les meilleurs résultats entre 2 et 6 . b) De la soude caustique représentant 5 ss en poids de l'étoffe étant appliquée sur celle-ci, on a laissé sécher l'étoffe puis on lui a fait adsorber de 10 à 60 % de son poids de chlorure de benzoyle. Un traitement d'exposition à l'air a été effectué à 250C pendant 120 secondes. L'étoffe a été lavée à l'eau et séchée. Puis, l'étoffe a été teinte avec une matière colorante substantive 'et avec une matière colorante par dispersion. Les résultats de l'estérification benzoylique de la cellulose contenue dans l'étoffe sont présentés ci-après hlorure Aptitude à la teinture Aptitude à la teinture e ben zoyle avec une matière colo- avec une matière colo- Remarques en en rante par dispersion rante substantive poids de la fibre) 10 % 20 - 30 % 50 - 60 % 15 90 - 95 0 30 100 0 40 100 0 50 90 - 95 0 60 80 - go 0 Comme le montre le tableau ci-dessus, la plage préférée d'application de chlorure de benzoyle est comprise entre 15 et 40, Si la matière de l'étoffe est soumise au traitement par liquide caustique et au traitement par liquide d'estérification, la fibre de cellulose contenue dans ltétoffe est complètement trans- formée en un ester benzoylique; les différents types de matière colorante solubles dans l'eau qui présentent de l'affinité avec le groupe hydroxyle viennent à perdre leur aptitude à la teinture et la fibre de cellulose est teinte avec une matière colorante par dispersion de la mgme couleur que la fibre de polyester, la résistance de la coloration de. la fibre de cellulose étant également la meme que.celle de la fibre de polyester. En outre, dans cet exemple, le liquide d'estérification peut être appliqué sur la surface de l'étoffe suivant un motif imprimé en disposant les rouleaux applicateurs 8 et 8' de sorte qu'ils aient des parties creux et des parties en relief sur leurs surfaces. Avec cette disposition, l'estérification de l'été fe peut Etre effectuée suivant un motif, de sorte que ia teinture suivant un motif peut être effectuée dans un bain unique dans le traitement de teinture qui suit. La résistance chimique des rouleaux applicateurs peut etre améliorée et une durée de vie supérieure de ceux-ci peut être assurée en réalisant leurs surfaces en titante. EXEMPLE 2 Dans la figure 2, une chambre de traitement C, qui a la même construction que la chambre de traitement par liquide d'estérification C de l'exemple 1, est suivie par un réservoir de traitement par liquide caustique H qui contient, une solution de soude caustique à 5 % et qui la maintient à une température d'environ 200 C. Dans le réservoir de traitement par liquide caustique H, se trouvent de nombreux rouleaux de guidage qui servent à guider et à immerger l'étoffe 2 dans la solution de soude caustique. A la suite du réservoir de traitement par liquide caustique H, une chambre de lavage E, un dispositif de lavage (non représenté) et un dispositif de séchage, sont disposés de la meme manière que dans l'Exemple 1. Dans l'Exemple 2, l'étoffe 2-est d'abord soumise au traitement par liquide d'estérification avant d'être soumise au traitement par liquide caustique. Toutefois, l'étoffe estérifiée, modifiée, obtenue suivant l'Exemple 2, est similaire à l'étoffe obtenue avec le dispositif de l'Exemple 1. EXEMPLE 3 Si lton se réfère à la figure 3, le dispositif employé dans cet exemple a la même construction que celui de l'Exemple 1. La description de la construction n'est donc pas fournie. Toutefois, le dispositif de cet exemple sert à traiter une étoffe tubulaire 17. Lors du traitement de l'étoffe tubulaire 17 selon cet exemple, et en particulier lors du séchage et du lavage, de l'air est soufflé dans l'étoffe 17 dans le but d'assurer un bon séchage et un bon lavage de l'étoffe 17. A cet effet, des tubes de soufflage 18 sont disposés à des points appropriés pour souffler de l'air ou de l'air chaud. EXEMPLE 4 Si l'on se réfère maintenant à la figure 4, la construction du'dispositif de cet exemple est la même que celle de l'Exemple 2 . La description de la construction n'est donc pas fournie. Dans cet exemple, une étoffe tubulaire 17 est traitée dans le dispositif qui est similaire à celui de l'Exemple .2. Par conséquent, des tuyaux de soufflage d'air 18 sont également disposés à des points appropriés pour souffler de l'air dans l'étoffe 17 dans le but d'éviter que l'étoffe ne forme des plis ou pour assurer un bon lavage au cours du traitement de lavage. EXEMPLE 5 Dans la figure 5 qui illustre l'Exemple 5, quand une étoffe tubulaire a subi le traitement au produit caustique dans un réservoir à liquide caustique J, elle est complètement lavée dans un réservoir de lavage à l'eau chaude 13, un réservoir à cendre de soude 19 et un réservoir de lavage à lteau 15. L'étoffe lavée est séchée dans une chambre de séchage B. Ensuite, une certaine quantité déterminée de liquide d'estérification est appliquée dans une. chambre d'estérification C sur la surface de l'étoffe 17. Puis, la réaction est effectuée en introduisant l'étoffe dans un dispositif de traitement à la vapeur à haute pression K dans lequel de la chaleur humide à environ 1600C est maintenue. L'étoffe ayant subi l'estérification benzoylique'désirée est ainsi obtenue par cette réaction. L'existence du dispositif de traitement à la vapeur à haute pression permet d'assurer une production en grande série du fait que la grande vitesse d'estérification peut être obtenue avec la chaleur élevée et humide. Comme. on l'a décrit précédemment, selon la présente invention, l'étoffe peut être teintessuivant un motif avec une matière colorante par dispersion au cours d'un traitement de teinture dans un bain unique. La présente invention présente également un autre avantage, en ce sens que la teinture d'une couleur dense par impression par sublimation, qui était considérée comme impossible jusqu'ici, peut être effectuée avec la présente invention. En outre, la face circonférentielle du rouleau applicatueur est soit unie pour estérifier toute la surface de I'étoffe, soit. non unie,et comporte des parties saillantes et des parties en creux, disposées de manière appropriée pour permettre à l'étoffe d'adsorber un agent d'estérification suivant un motif correspondant à la disposition des parties en saillie et des parties en creux, de sorte que la teinture suivant un motif peut être effectuée comme on le désire dans le traitement suivant. L'adsorption de l'agent d'estérification peut être faite soit sur une face, soit sur les deux faces de l'étoffe. Selon la présente invention, la surface des rouleaux applicateurs de liquide caustique ou de liquide d'estérification 4 et 4' ou 8 et 8' est en titane. Donc, 'les rouleaux applicateurs ont une excellente résistance chimique et une longue durée de vie. La chambre de traitement par liquide d'estérification, la chambre de réaction, etc... préparées selon la présente invention, comportent un orifice d'évacuation commun 11 qui permet le traitement efficace d'un gaz nuisible, de telle sorte que l'on peut éviter qu'un tel gaz ne provoque des nuisances. La présente invention n'est pas limitée aux exemple de réalisation qui viennent autre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaltront à l'hom- me de l'art. REVENDI CAT IONS 1 - Procédé de modification d'une étoffe contenant des fibres de cellulose, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : appliquer une solution alcaline à une concentration de 2 à 6 % sur l'étoffe; permettre à l'étoffe d'adsorber un agent d'estérification en une quantité représentant de 15 à 40 ffi du poids de celle-ci; et, soumettre l'étoffe à un traitement de réaction d'estérification de la cellulose. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape suivante : permettre à l'étoffe d'adsorber une quantité d'un agent d'estérification représentant de15 à 40 ffi en poids de l'étoffe avant I'étape d'application de la solution alcaline. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on permet à l'étoffe contenant des fibres de cellulose d'adsorber partiellement l'agent d'estérification. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le traitement de réaction est effectué par exposition à l'air. 5 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le traitement de réaction est effectué avec de la vapeur chaude. 6 - Dispositif pour modifier une étoffe contenant des fibres de cellulose, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de traitement par un produit caustique qui applique un liquide caustique sur l'étoffe; une chambre de traitement par liquide d'estérification dans laquelle l'étoffe quia suE le traitement au liquide caustique peut adsorber un liquide d'estérification, soit pour cou vrir toute sa surface, soit pour .couvrir des parties de sa surface; une chambre de réaction d'un appareil de traitement à la vapeur à haute pression pour soumettre l'étoffe qui a adsorbé le liquide d'estérification à un.traitement de réaction qui est effectué soit à température ambiante, soit avec une chaleur humide; un réservoir de lavage pour laver l'étoffe qui a subi cette réaction; et, un dispositif de séchage pour sécher l'étoffe lavée. 7 - Dispositif pour modifier une étoffe contenant des fibres de cellulose, selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre de traitement par liquide d'estérification est dis posée en un emplacement placé avant le dispositif de traitement par produit caustique. 8 - Dispositif pour modifier une étoffe contenant des fibres de cellulose selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que des rouleaux applicateurs de liquide qui sont appliqués contre l'étoffe sont prévus dans le dispositif de traitement par liquide caustique et dans la chambre de traitement par liquide d'estérification. 9 - Dispositif pour modifier une étoffe contenant des fibres de cellulose, selon la revendication 8, caractérisé en ce que la' face circonférentielle de chaque rouleau applicateur de liquide est en titane.