Brevet FR2472595A1 — publié le 19810703

La présente invention concerne des préparations aqueuses de colorants dispersés. Les colorants de dispersion utilisés pour la teinture et l'impression des fibres synthétiques, en particulier des fibres de polyester, sont présentés sous la forme de poudres ou de liquides finement dispersés. Les préparations de colorants présentées sous forme liquide sont obtenues par broyage, réalisé à l'aide d1un dispositif approprié, de -la façon suivante. On mélange le colorant résultant de la synthèse et se présentant généralement sous la forme de gâteaux de filtration avec des produits auxiliaires ou adjuvants de dispersion et de broyage afin de transformer le colorant, à l'aide d'énergie mécanique, en une dispersion aqueuse de finesse appropriée et présentant en outre un niveau de stabilité permettant de satisfaire aux diverses exigences des conditions d'application de la pratique industrielle. fin certain nombre de composés de nature différente est actuellement utilisé pour réaliser la formulation des colorants de dispersion. C'est ainsi que, comme agents de dispersion, pouvant egalement éventuellement servir agents de régulation, on utilise différents additifs, en particulier des com- posés anioniques, parmi lesquels on peut par exemple citer : les acides naphtalène-sulfoniques, les acides naphtalène-sulfoniques allcylés, les produits de condensation d'acides naphtalène ou naphtolsulfoniques ou de phénol avec du formaldéhyde, les polyvinylsulfonates, les acides lignine sulfoniques, tous ces différents composés étadt généralement utilisés sous forme de sels de métaux alcalins. Comme agents de broyage ou de régulation, on peut citer des substances hygroscopiques, des colloïdes protecteurs, de la dextrine, des alginates, des dérivés cellulosiques ou des polyacrylates. La réalisation de ces formulations conduit à des dispersions de colorants se présentant sous une forme liquide, stable, de viscosité peu élevée, offrant des résultats satisfaisants, dans le domaine conventionnel de la teinture et/ou de l'impression des fibres considérées. Plus récemment, le développement dans le secteur de l'impression d'épaississantssynthétiques, en particulier constitués des dérivés de l'acide polyacrylique ou des copolymères éthylène/anhydride maléique, a fait ap paraître un phénomène nouveau, lié à la nature de ces nouveaux composés. I1 apparaît en effet que l'introduction des colorants de dispersion précédemment décrits dans une formule d'impression moderne entraine rapidement une liquéfaction plus oa moins totale des nouveaux épaissis- sants rendant ainsi pratiquement impossible le développement de ces types de produits en présence de colorants de dispersion formnlés selon les conditions habituelles et précédemment décrites. La présente invention vise à pallier ces inconvenients en permettant de réaliser des préparations aqueu-ses-de colorants dispersés présentant une parfaite compatibilité avec les divers épaississants et tout parti culierement les épaississants synthétiques pouvant être utilisés dans le secteur de l'impression. C'est ainsi que l'invention a pour objet des préparations aqueuses de colorants dispersés dont l'originalité consiste en ce qu'elles comportent, comme agent dispersant, un produit non-ionique qui est un produit d'addition d'un oxyde d'alkylône sur un arylphénol. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le nombre de moles d'oxyde d'alkylène est compris entre 5 et 80 moles et se situe de préférence entre 10 et 30 moles. Ce produit non-ionique est avantageusement le produit d'addition d'un oxyde d'alkylène en C2 à C4, de préférence l'oxyde d'éthylène, sur un aryl phénol choisi parmi l'orthobenzylphénol, l'orthophénylphénol et le pa raphénylphénol. Les préparations aqueuses selon l'invention comportent de préférence entre 5 et 60 % en poids d'un ou plu- sieurs colorants dispersés insolubles ou très faiblement solubles dans l'eau, de O à 50 % en poids d'un agent de broyage et de régulation, de O à 90 SI en poids d'eau, de 5 à 90 ,' en poids, et de préférence de 10 à 30 %,de l'agent de dispersion non -ionique. Les colorants dispersés insolubles ou peu solubles dans l'eau sont choisis, par exemple, parmi les colorants azolques, anthraquinoniques, nitrés, méthiniques, quinophtaloniques, thioxanthéniques, diphénylaminés, styryliques, azostyryliques, naphtopérinoniques, ou naphtoquinoniminés qui n'ont pas de groupes hydrosolubilisants dans la molécule. Les agents de broyage ou de régulation sont choisis parmi les substances hydrotropes, hygroscopiques ou régulatrices telles que les colloides protecteurs, la dex- trine, les protides, les alginates, la gélatine, les dérivés cellulosiques, la polyvinylpyrrolidone, les polyacrylates, l'urée et le glycol. L'addition de ces agents de broyage ou de régulation dans la formulation est bien entendu fonction de chaque cas; elle peut, en particulier, être omise. On a observé que les préparations de colorants de dispersion formulées selon l'invention présente une parfaite compatibilité avec les épaississants synthétiques nouvellement introduits en impression, ces nouvelles préparations ne modifiant pas, en particulier, la viscosité des épaississants réalisés, Le développement de ces nouvelles préparations dans le secteur de la teinture et/ou de l'impression a en outre permis de constater un certain nombre d'améliorations des caractéristiques tinctoriales ou coloris tiques par rapport aux préparations habituellement formulées et présentant un caractère anionique.La demanderesse a notamment constaté que l'application des préparations réali sées selon l'invention permet avantageusement d'apporter les améliorations suivantes - fixation et rendement des colorants plus élevés, se traduisant en teinture et impression, par un gain de colorant, voire la possibilité de pouvoir réaliser la fixation.de la matière colorante, au cours des traitements thermiques, à tes rature moins élevée. - pénétration de la matière accrue , se traduisant par un meilleur tranchage, - migration peu élevée des particules de colorants au cours des traitements thermiques conduisant a un aspect plus régulier des coloris réalisés, - diminution de la salissure des fibres dites d'accompagnement par exemple fibres cellulosiques ou fibres animales, - élimination plus rapide des colorants non fixés, favorisant les opérations de lavage. La présente invention permet donc de réaliser des préparations de colorants de dispersion se présentant sous une forme liquide, stable, de polarité non ionique à faible teneur en électrolytes et n'ayant pas d'influence négative sur la viscosité ou le pouvoir épaississant des épaississants synthétiques tels que ceux par exemple constitués des polymères ou copolymères dérivés de l'acide acrylique ou des copolymères éthylène/anhydride maléique. L'application des préparations de colorants dispersés selon l'invention conduit à une très nette amélioration des rendements coloristiques. L'effet antimigrateur exercé par l'emploi de ces préparations se traduit également par un meilleur tranchage et un meilleur unisson des coloris réalisés. La présente invention sera mieux comprise d'ailleurs, et ses avantages ressortiront bien des exemples suivants qui illustrent l'invention sans toutefois la limiter. Exemple On réalise tout d'abord la préparation suivante à l'aide d'un agitateur mécanique rapide. - 30 parties d'un gâteau de filtration correspondant au colorant de dispersion de formule : - 20 parties du produit d'addition de 15 moles d'oxyde d'éthylène sur une mole d'o-phénml phénol, - 50 parties d'eau. On broie ensuite le mélange obtenu à l'aide d'un broyeur à billes pendant 10 heures, la température ntex- cédant pas 500C. Après broyage, on obtient un colorant finement divisé, répondant positivement aux tests de contr8le effectués par filtration et centrifugation, dont la taille des particules est inférieure à 5 et se présentant sous l'aspect d'un liquide, stable de faible viscosité. Appliqué en teinture sur une fibre de polyester selon le procédé conventionnel réalisé par épuisement à la température de 1300C, le colorant permet d'obtenir une tonalité bleue intense présentant un unisson parfait et possèdant en outre un haut niveau de solidité. Exemple 2 On réalise à l'aide d'un agitateur mécanique rapide, le mélange suivant - 20 parties d'un gâteau de filtration correspondant au colorant de dispersion de formule - 50 parties du produit d'addition de 10 moles d'oxyde d'éthylène sur une mole d'o-phényl phénol, - 50 parties d'eau. On broie le mélange obtenu à l'aide d'un broyeur sable pendant lOh, la température n'excédant pas 500C. Après broyage, on obtient un colorant très finement divisé, dont la taille des particules est inférieure à 5t et se présentant sous la forme d'un liquide stable de faible viscosité. Appliqué en teinture, sur une fibre de polyester, selon le procédé conventionnel réalisé par épuisement à la température de 1300C, le colorant permet d'obtenir une tonalité bleue intense, d'un excellent unisson avec en outre un niveau de solidité élevé Exemple 3 On réalise comme dans les exemples précédents le mélange suivant - 30 parties du gâteau de filtration correspondant au colorant de formule - 30 parties du produit d'addition de 20 moles d'o xyde d'éthylène sur une mole d'0-benzyl phénol, - 30 parties d'eau, - 10 parties d'une solution aqueuse d'un polyacrylate de soude dont la teneur en matière sèche est de 25 36. On broie le mélange obtenu à l'aide d'un broyeur à sable pendant 10 heures, la température étant comprise entre 20 et 500C. Après broyage, on obtient un colorant très finement divisé, répondant positivement aux tests de con trale effectués-par filtration et centrifugation, dont la taille des particules est infériéure à 5ffi et se présentant sous une forme liquide, stable, de faible viscosité. Appliqué en teinture, sur une fibre de polyester, selon le procédé conventionnel réalisé par épuisement, à la température de 1300C, le colorant permet d'obtenir une coloration rouge intense, d'un très bon unisson et d'un niveau de solidité élevé. Exemple 4 On réalise un épaississant en dispersant 2-parties d'un acide polyacrylique de poids moléculaire élevé dans 100 parties d'eau froide; après gonflement du produit, on ajuste le pH à 8,5 par addition d'ammoniaque. On obtient un épaississant dont la viscosité déterminée à l'aide d'un appareil Brookfield (vitesse 10, mobile nO 6) se situe à 52000 cps. On prépare une couleur d'impression en mélangeant à 900 g de cet épaississant, 100 g du colorant obtenu selon les conditions de exemple nO 1. Après homogénéisation du mélange, la détermination de la viscosité efectuée selon les conditions précédentes indique une valeur de 49 500 cps, soit une modification insignifiante de la viscosité si l'on tient compte de l'effet de dilution apporté par la dispersion du colorant introduit. Effectué dans les mêmes conditions, de technique et de concentration, avec un colorant identique mais préalablement dispersé avec le sel alcalin d'un acide lignosulfonique à la place du composé non ionique, la viscosité est de 13000 cps, ce qui correspond à une modification très importante et rédhibitoire du pouvoir épaissisant. Exemple 5 On teint un échantillon de tissu constitué de fibres de polyester avec le colorant obtenu selon l'exemple 1 et en adoptant les conditions suivantes 40 g du colorant obtenu dans l'exemple 1 sont dis- persés dans un litre d'eau froide. On règle le pH du bain à la valeur de 5,5 par addition d'acide acétique. L'échantillon de tissu est ensuite imprégné dans ce bain par foulardage, exprimé de façon à ne retenir que 70 96 du bain d'imprégnation, séché à la température de 1000C pendant 2 mn puis soumis à un traitement thermique pendant 1 minute à la température de 220il. On soumet ensuite l'échantillon à un rinçage à l'eau puis on procéde à un traitement alcalin réducteur effectué à la température-de 600C afin de le débarrasser de toutes les particules de colorant non fixées. On obtient un échantillon présentant un coloris bleu marine particulièrement intense, témoignant par ailleurs d'une excellente tenue aux tests de solidité au lavage, à la sublimation ou au frottement. Réalisé dans les mêmes conditions avec un colorant identique mais préalablement formulé avec un sel alcalin d'un acide lignosulfonique, l'échantillon obtenu après teinture possède une coloration 30 46 moins intense que celle du précédent échantillon. Exemple 6 On teint un tissu constitué de fibres de polyester avec le colorant obtenu selon exemple 2 . On adopte les conditions de technique et de concentration de l'exemple 5. Après teinture, on obtient un coloris bleu intense présentant une excellente tenue aux tests de solidité. L'examen de la pénétration ou du tranchage obtenu sur cet échantillon fait apparaitre une excellente pénétration de l'intérieur du tissu sans manifestation apparente d'une migration en surface des particules de colorant. Comme dans le précédent exemple, un échantillon réalisé dans des conditions identiques mais avec un colorant ayant été dispersé avec le sel alcalin d'un acide lignosulfonique présente une intensité coloristique 30 % moins élevée. L'examen du tranchage de cet échantillon fait en outre apparaître une pénétration peu élevée des fibres avec une migration importante des particules de colorant en surface. Exemple 7 On imprime un échantillon de tissu constitué d'un mélange 66/33 respectivement de fibres de polyester et de fibres cellulosiques avec une préparation réalisée de la façon suivante - 100 g du colorant de dispersion obtenu dans exemple 1, - 500 g d'un épaississant d'Alginate, - 400 g d'eau Après application de la couleur réalisée à l'aide d'un cadre plat on sèche l'échantillon obtenu pendant deux minutes à la température de 1000C, puis on le soumet à un vaporisage de 30 minutes à une température de 1300C. On lave ensuite l'échantillon obtenu à 1'eau chaude puis froide. On obtient un coloris bleu foncé possèdant une excellente tenue au frottement. Réalisé dans les mêmes conditions mais avec un colorant identique ayant été dispersé avec le sel de soude d'un acide lignosulfonique, l'échantillon présente une intensité coloristique moins élevée. On observe par ailleurs que cet échantillon présente comparativement au précédent, une tenue au frottement plus faible, la coloration de la fibre cellulosique apparaissant en outre également plus importante. - REVENDICATIONS 1 - PréparatiorEaqueuses de colorants dispersés, caractérisées en ce qu'elles comportent, comme agent dispersant, un produit non-ionique qui est un produit d'addition d'un oxyde d'alkylène sur un arylphénol. 2 - Préparations selon la revendication 1, caractérisées en ce que le nombre de moles d'oxyde d'alkylène est compris entre 5 et 80 moles et se situe de préférence entre 10 et 30 moles. 3 - Préparations selon la revendication 2, carac tériséoe en ce que le produit non-ionique est le produit d'addition d'un oxyde d'alkylène en C2 à C4, de préférence l'oxyde d'éthylène, sur un aryl phénol choisi parmi l'orthobenzylphénol, l'orthophénylphénol et le paraphénylphénol. 4 - Préparations aqueuses, caractérisées en ce qu'elles comportent de 5 à Go % en poids d'un ou plusieurs colorants dispersés insolubles ou très faiblement solubles dans l'eau, de O à 50 ,' en poids d'un agent de broyage et de régulation, de O à 90 ,' en poids d'eau, de 5 à 90 % en poids, et de préférence de 10 à 30 % de l'agent de dispersion non-ionique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 5 - Préparations selon la revendication 4, caractérisées en ce que les colorants dispersés insolubles ou peu solubles dans l'eau sont choisis parmi les colorants azoques, anthraquinoniques, nitrés, méthiniques, quinophtaloniques, thioxanthéniques, biphénylamines, styryliques, azostyryliques, naphtopérinoniques ou naphtoquinonimines qui n'ont pas de groupes hydrosolubilisants dans la molécule. 6 - Préparations selon la revendication 4, carac térisées en ce que les agents de broyage ou de régulation sont choisis parmi les substances hydrotropes, hy groscopiques ou régulatrices telles que dextrine, algi nate, urée, dérivés cellulosiques, polyacrylates, glycols. 7 - Application des préparations des colorants dis persés selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, à l'impression et/ou à la teinture des fibres synthétiques, caractérisée en ce que les dites préparations sont introduites dans la pâte d'impression ou le bain de teinture en présence d'épaississants synthétiques sensibles aux électrolytes tels que les dérivés de l'acide polyacrylique ou les copolymères d'éthylène anhydride maléique. 8 - Procédé de teinture de fibres synthétiques,ca- ractérisé en ce que les fibres imprégnées des préparations de colorants dispersés selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 sont soumises à un traitement thermique à une température comprise entre 130 et 2300C.