Brevet FR2511714A1 — publié le 19830225

La présente invention a pour objet un traite- ment alcalin et séchage des fibres cellulosiques natu- relles,ou leursmélangesavec de la cellulose régénérée et/ou des fibres synthétiques. Le finissage du coton par traitement avec un alcali caustique, est un procédé bien connu utilisé pour éliminer les impuretés, stabiliser le tissu, améliorer la réceptivité envers les colorants et ren- forcer le brillant Dans de nombreux cas, le traitement alcalin permet également d'améliorer l'aspect et la résistance à la déchirure des matières. Jusqu'à présent, il est connu d'effectuer le traitement alcalin avec une étape de séchage intermé- diaire située entre le traitement par la solution d'alcali et le lavage et le séchage finals Cependant, lorsqu'on emploie de la soude caustique à la concentra- tion habituellement utilisée, c'est-à-dire de 28-33 Bé, le procédé de traitement alcalin avec séchage intermé- diaire peut endommager les fibres. La demanderesse a maintenant trouvé de façon surprenante que l'on obtient de bons résultats, en par- ticulier avec les articles tricotés en coton, lorsqu'on effectue le traitement alcalin-séchage, avec séchage intermédiaire, en opérant à une concentration d'alcali comprise seulement entre 18 et 26 Bé, une concentration à laquelle, jusqu'à présent, on ne croyait pas pouvoir améliorer les propriétés des fibres cellulosiques d'une manière significative. L'invention concerne donc plus particulière- ment un procédé pour le traitement alcalin-séchage d'articles en fibrescellulosique% procédé selon lequel a) on traite les articles par une solution de soude caustique aqueuse de 18 à 260 Bé, et b) on sèche les articles traités sous tension,sans rinçage ou neutralisation intermédiaire. La solution aqueuse de soude caustique utili- sée sous a), a de préférence une concentration comprise entre 18 et 23 Bé Outre l'hydroxyde de sodium, la solution peut contenir d'autres additifs résistants aux alcalis, comme par exemple des agents mouillants, des agents tensio-actifs, des détergents et des lubrifiants, selon le matériel à traiter et l'effet additionnel désiré, comme par exemple une mouillabilité rapide des l O articles ou une élimination facile des produits chimi- ques et des impuretés durant une dernière étape de lavage La présence d'un lubrifiant dans la solution de traitement alcalin utiliseà l'étape a) est particuliè- rement avantageuse, étant donné qu'un tel agent facilite une distribution uniforme des forces de tension sur la surface des articles en réduisant la friction des fibres les unes sur les autres. Les agents mouillants préférés sont les agents tensio-actifs anioniques, non-ioniques ou amphotères. De tels composés sont connus et sont disponibles dans le commerce Plus préférablement, l'agent mouillant est du type anionique, éventuellement sous forme d'un mélange avec un agent mouillant amphotère ou non- ionique Les agents mouillants anioniques appropriés comprennent: i) les alcools en C 4-C 24 et glycols sulfatés, éventuellement éthoxylés avec 1 à 25 unités éthylèneoxy, ii) les esters ou semi-esters alkyliques en C 8- C 20 de l'acide phosphorique, iii) les esters de l'acide phosphorique avec un éther alkyl (C 1-C 20) poly ( 1-25)glycolique, iv) les arylsulfonates, comme par exemple les cumène- sulfonates, v les acides gras sulfatés, comme par exemple les acides gras aliphatiques saturés ou insaturés sulfatés, de préférence ceux en C 16-C 18, vi) les esters, monoamides et diamides d'acides gras sulfatés, vii) les monoamides et diamides d'acides gras sulfonés, et viii) les produits d'addition carboxyméthylés de 1 à moles d'éthy 11 neoxy sur un alcool en C 4-C 24. Les agents mouillants anioniques préférés sont ceux du type i), iii), iv) et vii),éventuellement sous forme d'un mélange de deux ou plusieurs de ces composés. Les agents mouillants anioniques peuvent être utilisés en mélange avec des agents mouillants non- ioniques tels que ceux obtenus par addition de l'oxyde d'éthylène, de préférence de 1 à 25 moles d'oxyde d'éthylène, sur un alkylphénol supérieur, de préférence un alkyl(C 4-C 14)phénol, un alcool aliphatique ou un glycol, de préférence un alcool en C 4-C 24. Les agents mouillants particulièrement préfé- rés sont ceux ayant, en plus de leurspropriétés mouillantes,un effet détergent permettant l'élimination des produits chimiques, spécialement du silicate de sodium, durant une étape ultérieure de rinçage ou de lavage. Le rapport de soude caustique à l'ensemble d'agent mouillant dans le bain de traitement est avantageusement compris entre 50:1 et 10:1 basé sur le poids de matière sèche, de préférence entre 40:1 et 20:1, plus préférablement entre 35:1 et 25:1. Avantageusement, le bain de traitement utilisé dans l'étape a) contient un lubrifiant textile résistant aux alcalis De tels composés sont dispo- nibles dans le commerce Certains lubrifiants peuvent posséder également un effet mouillant en plus de leurspropriétéslubrifiantes Lorsqu'on utilise de tels lubrifiants, l'effet mouillant et lubrifiant désiré peut être réalisé par le même composé Cepen- dant, comme le pouvoir mouillant de tels lubrifiants peut ne pas être suffisant, on préfère ajouter un autre agent mouillant -au bain de traitement alcalin. Les lubrifiants préférés sont les poly- alkylènes émulsifiés dans l'eau, comme par exemple les cires polyéthyléniques oxydées ayant un poids moléculaire par exemple compris entre 1000 et 10 000, ou une huile -de ricin sulfatée ou sulfonée. De préférence, le bain de traitement alcalin contient au moins un agent mouillant et un lubrifiant Selon une variante préférée de l'invention, le bain de traitement utilisé dans l'étape a) contient un mélange d'agents mouillants anioniques, éventuellement en association avec un ou plusieurs agents mouillants non-ioniques, et un lubrifiant La quantité de lubrifiant dans le bain de traitement peut représenter de 5 à 60 % en poids, du poids total de l'agent mouillant (par rapport au poids de mati-ère sèche). Le bain de traitement peut également contenir du silicate de sodium (désigné également par verre soluble de sodium), le rapport pondé-ral du silicate de sodium à l'hydroxyde de sodium (basé sur le poids de matière sèche) étant compris entre 1:12 et 1:3, de préférence compris entre 1:6 et 1:4 On ajoute de pré- férence le silicate de sodium sous forme de verre solu- ble de sodium disponible dans le commerce, c'est-à- dire d'unesolution aqueuse à 35-40 % Lorsque le bain de traitement contient du silicate de sodium en plus de l'hydroxyde de sodium, la concentration de 18-26 Bé se rapporte à la concentration totale des deux produits, et non pas à celle de l'hydroxyde de sodium seul. Le bain de traitement alcalin aqueux utilisé dans l'étape a) et comprenant, outre l'hydroxyde de sodium, au moins un agent mouillant, un lubri- fiant résistant aux alcalis et éventuellement du sili- cate de sodium, fait également partie de l'invention. Les additifs peuvent être ajoutés au bain de traitement alcalin soit séparément, soit ensemble sous forme d'une composition aqueuse Le silicate de sodium est ajouté de préférence séparément La concentration des autres additifs dans la composition, comme par exemple les agents mouillants et les lubrifiants, peut atteindre jusqu'à 70 % en poids. La composition est de préférence ajustée à un p H de 7 à 9, par exemple par neutralisation avec de l'ammoniaque Avant l'utilisation, éventuellement après addition du silicate de sodium, la composition peut être diluée à la concentration désirée, par exemple par addi- tion de soude caustique à la solution La solution de soude caustique peut être ajustée à la concentration désirée de 18 à 260 Bé, avant ou après l'addition de la composition. Le traitement alcalin de l'étape a) comprend l'imprégnation des articles cellulosiques, de préférence les articles tricotés, avec le bain alcalin et, après un court repos, un traitement de tension sur une rame. L'imprégnation est effectuée à la température ambiante, de préférence à une température comprise entre 20 et 300, selon un procédé usuel de foulardage et séchage Les articles sont traités au large, de préférence sous des 2511714- conditions telles qu'ils soient complètement et réguliè- rement mouillés en peu de temps Le taux d'absorption est de préférence compris entre 90 et 120 %. Immédiatement après l'imprégnation, on laisse reposer les articles et on les étire sur une rame de type courant, comme par exemple une rame à coussin d'air, jusqu'à la dimension géométrique optimale (rangée de mailles et colonne de mailles) Ces dimen- sions sont ajustées en fonction de la largeur finale et du poids par mètre carré Le rétrécissement de la matière cellulosique a lieu durant l'imprégnation et le repos subséquent Le temps de réaction (rétrécisse- ment et étirement) peut varier de 40 à 60 secondes Les articles sont de préférence étirés durant 1/6 à 1/3 du temps de réaction, avant séchage. L'étape b) de séchage est effectuée ensuite. directement sur la rame, c'est-à-dire sans étape de rinçage ou de neutralisation intermédiaire Les températures de séchage préférées sont comprises entre 100 et 1400, plus préférablement comprises entre 130 et 1400, et les temps de séchage appropriés sont compris entre 30 se- condes et 1 minute Les articles sont séchés de préfé- rence avec de l'air sec jusqu'à une humidité résidu- aire d'environ 3 à 5 %. Après séchage, les articles peuvent être rincés immédiatement ou ultérieurement Un avantage du procédé de l'invention réside dans le fait que les articles séchés peuvent être stockés pendant un certain temps sans détérioration Le rinçage peut être effectué à n'importe quelle température allant de la température ambiante à la température d'ébullition, les limites su- périeures de températures etant recommandées lorsque le traitement a été effectué en présence de silicate de sodium. Dans l'étape de rinçage,on peut utiliser éventuellement un I 17 i 4 agent tensio-actif usuel; l'eau de rinçage est avantageusement de l'eau douce ou déminéralisée. Afin d'obtenir de bonnes valeurs de rétrécissement au lavage, le rinçage est effectué de préférence sous des conditions exemptes de tension Les articles traités, qui ont un aspect jaune après l'étape de séchage, sont d'un blanc pur après le rinçage. Les articles en fibrescellulosiquestraités selon l'invention, sont de préférence des articles en coton. Le procédé de traitement alcalin-séchage selon l'invention confère aux articles traités un aspect lisse et un brillant accru, propriétésparticulièrement importantespour les articles tricotés en coton Les articles traités présentent également une meilleure résistance à la déchirure et au rétrécissement au lavage, un meilleur pouvoir d'alongement et une meilleure stabilité dimensionnelle; le procédé permet également d'obtenir des teintures plus intenses que dans les cas o les articles sont traités selon les procédés alcalins habituels Le procédé de traitement alcalin- séchage de l'invention ne provoque pas une diminution du degré de polymérisation moyen de la cellulose,ou seulement une diminution insignifiante Les articles de coton traités, en particulier les articles tricotés tels que l'interlock ou le jersey, présentent en parti- culier de bons effets lorsqu'ils sont teints et soumis à un finissage. Les exemples suivants illustrent la présente invention sans aucunement en limiter la portée Les parties et les pourcentages s'entendent en poids et toutes les températures sont indiquées en degrés Celsius. Exemple 1 On foularde un tricot de coton blanchi (tricot interlock) à un taux d'absorption de 90 % avec une solution à 20 Bé contenant, par litre d'eau dé- minéralisée, parties d'hydroxyde de sodium (poids sec), parties d'un agent tensio-actif du commerce contenant de 5 à 10 % d'un nonylphénol éthoxylé avec en moyenne 10 moles d'oxyde d'éthylène, et de 30 à 40 % d'un phosphate d'alcool gras en C 1 O-C 20 éthoxylé avec en moyenne moles d'oxyde d'éthylène, sous forme de sel d'ammonium (poids sec), parties d'une émulsion aqueuse à 25 % de polyéthylène résistant aux alcalis, et 20 parties de silicate de sodium (poids sec) ajouté sous la forme de verre soluble de sodium à 38-40 Bé, et on étire le tricot de coton pendant 15 secondes sur une rame à coussin d'air On fait passer en continu le tricot traité sur la rame à travers une série de four de séchage à 1100 (durée de séchage: 60 secondes, humidité résiduaire: environ 3-5 %), les dimensions de l'article étant contrôlées. Après rinçage à l'eau douce, on sèche à nou- veau les articles sur la rame à environ 1300 (avec avance), ce qui donne un tricot brillant d'un blanc pur. Dans le procédé de traitement alcalin- séchage décrit ci-dessus, on obtient les mêmes bons résultats lorsque l'on utilise 220 parties de Na OH ( 260 Bé)au lieu des 170 parties. Exemple 2 On foularde un tricot de coton (tricot interlock ou jersey, non blanchi) à un taux d'absorp- tion de 90 % avec une solution à 220 Bé contenant, par litre d'eau déminéralisée, parties d'hydroxyde de sodium (poids sec), parties de l'agent mouillant de l'exem-* ple 1, 5 parties de l'émulsion de polyéthylène de l'exemple 1, parties de silicate de sodium comme décrit à l'exemple 1, et parties du hemi-sulfate d'un mélange d'al- coolsen C 6-C 12 à chaîne ramifiée. Le tricot traité est ensuite étiré et séché sur une rame à 120 , comme décrit à l'exemple 1. Après rinçage avec de l'eau douce contenant un séquestrant du commerce, on acidifie le tricot - avec de l'acide acétique,au large et sans tension,à 80 , et on le rince à nouveau Subséquemment, le tricot est à nouveau séché sur la rame à 140 . En procédant de manière analogue mais en utilisant 240 parties d'hydroxyde de sodium ( 260 Bé) au lieu de 185 parties, on obtient les mêmes bons effets. Exemple 3 On foularde un tricot de coton/polyester (tricot interlock non blanchi) à un taux d'absorption de 90 % avec une solution à 200 Bé contenant, par litre d'eau déminéralisée, parties d'hydroxyde de sodium (poids sec), parties parties parties du phosphate modifié de l'exemple l, de 1 'hemisulfate des alcools en C 6-C 12 à chaîne ramifiée de l'exemple 2, de silicate de sodium (poids sec) ajouté sous la forme de verre soluble de sodium à 38-40 Bé, et 2 parties de l'émulsion de polyéthylène de l'exemple 1. Le tricot est ensuite traité comme dé- crit à l'exemple 2; on obtient ainsi de bons résultats. Exemple 4 En procédant comme décrit à l'exemple 1 mais en utilisant un bain de traitement contenant, par litre d'eau déminéralisée, on obtient parties d'hydroxyde de sodium (poids sec), 6 parties d'un alcool en C 8 sulfaté, 2 parties d'un amide d'acide gras modifié anionique (produit de la réac- tion de l'acide stéarique, de la N-hydroxyéthy;l -éthy 11 nediamine, de l'épichlorhydrine et du bi- sulfite), 3 parties d'acide dodécylbenzènesulfonique, 6 parties d'huile de ricin sulfatée, et parties de silicate de sodium (poids sec) ajouté sous la forme de verre soluble de sodium à 38-40 Bé, des résultats analogues. 1 171 4 REVENDICATIONS 1. Un procédé de traitement alcalin et séchage d'articles constitués de fibrescellulosiques, caractérisé en ce que a) on traite les articles par une solution aqueuse de soude caustique à 18-26 Bé,et b) on sèche les articles traités sous tension, sans rinçage ou neutralisation intermédiaire. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse de soude caustique à 18-23 Bé. 3. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse de soude caustique contient un agent mouillant anionique, non- ionique ou amphotère,ou un mélange de ces agents mouillants. 4. Un procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la solution aqueuse de soude caus- tique contient un mélange d'agents mouillants anioni- ques et éventuellement non-ioniques. 5. Un procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'agent mouillant anionique est choisi parmi i) les alcools en C 4-C 24 et glycols sulfatés, éventuellement éthoxyiés avec 1 à 25 unités éthyl èneoxy, ii) les esters ou semi-esters alkyliques en C 8-C 20 de l'acide phosphorique, iii) les esters de l'acide phosphorique avec un éther alkyl(Cl-C 20) poly ( 1-25)glycolique, iv) les arylsulfonates, v) les acides gras sulfatés, vi) les esters, monoamides et diamides d'acides gras sulfatés, vii) les monoamides et diamides d'acides gras sulfonés, et viii) les produits d'addition carboxyméthylés de 1 à 25 moles d'oxyde d'éthylène sur un alcool en C 4-C 24. 6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, -caractérisé en ce que l'agent mouillant non-ionique est d'un produit d'addition de 1 à 25 moles d'oxyde d'éthylène sur un alkyl(C 4-C 14)- phénol ou un alcool en C 4-C 24. O 10 7 Un procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le rapport de soude caustique à l'ensemble d'agent mouillant est compris entre 50:1 et l O:l,basé sur le poids de matière sèche. 8 Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la solution aqueuse de soude cautique contient un lubrifiant tex- tile résistant aux alcalis. 9. Un procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le lubrifiant est une cire poly- éthylénique oxydée ou de l'huile de ricin sulfonée ou sulfatée. O 10 Un procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la quantité de lubrifiant représente de 5 à 60 % en poids de l'ensemble d'agent mouillant, basé sur le poids de matière sèche. l 1. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la solution aqueuse de soude caustique contient du silicate de sodium. 12. Un procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le rapport pondéral du silicate de sodium à l'hydroxyde de sodium est compris entre 1:12 et 1:3,basé sur le poids de matière sèche. 13. Un procéde selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que les articles constitués de fibrescellulosiquessont imprégnés au large à la température ambiante. 14. Un procéde selon la revendication 13, caractérisé en ce que le taux d'absorption est compris entre 90 et 120 %. 15. Un procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on laisse reposer les articles en fibrescellulosiquesqui ont été imprégnés et ensuite on les étire. 16. Un procéde selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que dans l'étape b) les articles en fibrescellulosiquessont séchés à une température comprise entre 100 et 140 . 17. Les articles en coton, caractérisés en ce qu'ils ont été traités selon le procéde spéci- fié à l'une quelconque des revendications 1 à 16. 18 Une solution aqueuse de soude caustique à 18-26 Bé selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle contient, outre l'hydroxyde de sodium, un agent mouillant résistant aux alcalis et un lubrifiant textile résistant aux alcalis. 19 Une solution selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'agent mouillant est un mélange d'agents mouillantsanioniquesavec éventuellement un ou plusieurs agents mouillants non-ioniques. Une solution selon la revendication 18 ou 19, caractérisee en ce que l'agent mouillant anioni- que est choisi parmi i) les alcools en C 4-C 24 et glycols sulfatés, éventuellement éthoxylés avec 1 à 25 unités éthyl èneoxy, ii) les esters ou semi-esters alkyliques en C 8-C 20 de l'acide phosphorique, iii) les esters de l'acide phosphorique avec un éther alkyl(C 1-C 20) poly (l-25) glycolique, iv) les arylsulfonates, v) les acides gras sulfatés, vi) les esters, monoamides et diamides d'acides gras sulfatés, vii) les monoamides et diamides d'acides gras sulfonés, et viii) les produits d'addition carboxyméthylés de 1 à 25 moles d'oxyde d'éthylène sur un alcool en C 4-C 24. 21. Une solution selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisée en ce que l'agent mouillant non-ionique est un produit d'addition de 1 à- 25 moles d'oxyde d'éthylène sur un alkyl (C 4-C 14) - phénol ou sur un alcool en C 4-C 24. 22. Une solution selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisée en ce que le rap- port de soude caustique à l'ensemble d'agent mouillant est compris entre 50:1 *et l O:l,basé sur le poids de matière sèche. 23. Une solution selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisée en ce que le lubri- fiant est une cire polyéthylénique oxydée ou de l'huile de ricin sulfonée ou sulfatée. 24. Une solution selon l'une quelconque des revendications 18 à 23, caractérisée en ce que la quantité de lubrifiant représente de 5 à 60 % en poids de l'ensemble de l'agent mouillant, basé sur le poids de matière sèche. 25. Une solution selon l'une quelconque des revendications 18 à 24, caractérisée en ce qu'elle contient également du silicate de sodium. 26. Une solution selon la revendication 25, 1 1 71 4 caractérisée en ce que le rapport de silicate de sodium à l'hydroxyde de sodium est compris entre 1:12 et 1:3 basé,sur le poids de matière sèche.