Brevet FR2616816A1 — publié le 19881223

La présente invention a pour objet d'apporter une amelioration à la teinture des fibres cellulosiques et plus particulièrement à la teinture des articles constitués d'un mélange de fibres cellulosiques et de fibres synthetiques tel qu'un melange polyester-coton. La teinture des articles polyester-coton peut cotre réalisée avec différentes classes de colorants. On applique par exemple fréquemment des colorants dispersés pour teindre la fibre de polyester et des colorants réactifs ou directs pour teindre la fibre cellulosique. Plusieurs procédés de teinture peuvent entre utilisés pour teindre ces articles. Les conditions de fixation des colorants dispersés et réactifs --leur influence réciproque contribuant souvent & diminuer les rendements ou leur sensibilité au pH-- font qu'il n'est pratiquement pas possible d'appliquer et de fixer simultanement ces deux classes de colorants au cours d'un procédé de teinture realisé de façon continue. Pour ces raisons , on adopte, dans la pratique, un procédé continu de teinture qui peut etre illustré par les opérations suivantes a. Imprégnation des fibres par foulardage dans un bain contenant les colorants dispersés et réactifs. b. Séchage, puis thermofixation réalisée une température de l'ordre de 2000C afin de fixer les colorants dispersés sur la partie polyester. c. Nouvelle imprégnation réalisée dans un bain contenant de la soude et du chlorure de sodium. d. Vaporisage afin de fixer les colorants réactifs sur la partie cellulosique. e. Lavage afin d'éliminer les colorants non fixés. L'application de ce procédé conduit, en règle générale, a l'obtention des résultats suivants - une fixation de l'ordre de 60-65% des colorants réactifs sur la fibre cellulosique, - une salissure importante des eaux de lavage en raison de la fixation insuffisante des colorants réactifs, - un lavage difficile et des solidités médiocres, notamment dans le cas de coloris foncés, en raison des conditions précédentes, - la nécessité d'utiliser des quantités importantes de chlorure de sodium, de l'ordre de 200 g par litre qui contribuent à polluer tres fortement les eaux de rejet. Un procédé perfectionné de teinture de fibres cellulosiques par des colorants réactifs impliquant l'emploi d'additifs constitués par des sels de composés époxy-propyl-ammonium de la formule (I) ou de dérivés hydroxyhalogénés de la formule II oû R', R" et R"' sont des radicaux alkyle de 1 a 3 atomes de carbone, et X est un anion tel que C1-, S04--, etc... dans le bain de teinture, a déj été proposé dans FR-A-2 096 702. Dans ce procédé les additifs en question sont utilisés conjointement à un agent caustique tel que la soude ou le carbonate de soude et, apres teinture de la matière textile, on effectue une fixation a température élevée (150DC) ou à froid. On obtient ainsi une teinture solide avec un bon rendement tinctorial. I1 est à noter que les dérivés de formule (Il), lorsqu'on les utilise, sont transformés en composés de formule (I) sous l'action de l'agent caustique. Ce procédé présente l'inconvénient de donner lieu à un jaunissement lorsqu'on opère la fixation à des températures très élevées (2000C) comme celles qui sont en faveur aujourd'hui. Dans FR-A-2 303 112 on a décrit un procédé de traitement de fibres cellulosiques ou de fibres mélangées telles que polyester-coton, en vue d'améliorer la teinture de ces matières, qui implique la fixation sur ces matières de composés époxy-propyl-ammonium semblables a ceux de formule (I) utilisés dans FR-A-2 096 702. A la différence, toutefois, du procédé precedent, le composé de formule I est utilisé conjointement à de l'acide borique et en l'absence d'agent caustique. Après teinture de la matière textile, on effectue une thermo-fixation à température très élevée (150-2300C). On peut ainsi éviter le jaunissement qui se produisait avec le procédé de FR-A-2 096 702 lorsqu'on utilisait des températures de thermo-fixation élevées. Le procédé de FR-A-2 303 112 présente, toutefois, l'inconvénient de ne pouvoir etre mis en oeuvre qu'avec les additifs de formule I et pas avec ceux de formule il, étant donné qu'on opère dans des conditions acides. Or les composés de formule I sont des composés très hydrolysables qui rendent difficiles l'obtention d'une bonne reproductibilité du procédé de teinture. En outre, il a été constaté que le procédé de FR-A-2 303 112 avait tendance à alterer les coloris des matières teintes. L'invention vise à améliorer la teinture des fibres cellulosiques et notamment de fibres cellulosiques mélan- gées à des fibres synthétiques, en évitant les inconvénients des procedés précités. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de traitement de fibres cellulosiques, seules ou en mélange avec des fibres synthétiques, en vue d'améliorer leur teinture par des colorants, selon lequel on traite ces fibres avec un sel d'un composé hydroxyhalogeno-propyl- ammonium, caractérisé en en qu'on utilise comme sel d'un composé hydroxyhalogénopropyl-ammonium, au moins un composé de la formule (A) ou (B) ou R1, R2 et R3 sont des radicaux alkyle de 1 à 3 atomes de carbone, R4 est un radical alkyle ou hydroxyalcoyle de 1 à 4 atomes de carbone, sont H ou un radical alkyle de 1 & 3 atomes de carbone, et X est un anion d'acide minéral ou organique, en ce qu'on effectue ledit traitement en présence d'un borate de métal alcalin, et en ce qu'on effectue une thermofixation du composé de formule (A) ou (B) sur les fibres à une température de 170 à 2300C environ. Le procédé de l'invention peut etre mis en oeuvre dans tous procédés de teinture, continus ou discontinus, d'articles constitués en totalité ou en partie de fibres cellulosiques, mettant en jeu des colorants réactifs ou meme d'autres colorants de fibres cellulosiques tels que des colorants directs, au soufre ou de cuve. Le procédé de l'invention présente toutefois, un intéret particulier dans le cas d'un procédé de teinture continu a l'aide de colorants réactifs, car il permet notamment d'améliorer de façon importante la- fixation des colorants réactifs appliqués. I1 est exceptionnellement avantageux dans le cas d'un tel procédé visant a teindre des articles formés de fibres de polyester et de coton mélangées. L'invention concerne donc également un procédé continu de teinture d'un article de polyester-coton, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a. imprégnation par foulardage de l'article polyester-coton dans un bain contenant au moins un colorant dispersé, au moins un composé des formules (A) et (B) définies ci-dessus, et au moins un borate de métal alcalin b. séchage, puis thermofixation de l'article obtenu dans l'étape (a) à une température de 170 à 2300C environ afin de fixer simultanément les colorants dispersés sur la fibre de polyester, et le composé des formules (A) et (B) et le borate sur la fibre de coton ; c. imprégnation par foulardage de l'article obtenu dans l'étape (b) dans un bain contenant au moins un colorant réactif d. vaporisage de l'article obtenu dans l'étape (c) afin de fixer le colorant réactif sur la fibre de coton ; e.lavage de l'article obtenu dans l'étape (d) afin d'éliminer les colorants non fixés. L'application de ce nouveau procédé se traduit par les avantages suivants 1. Une fixation de l'ordre de 85-90% du colorant réactif sur la fibre de coton, correspondant à une amélioration importante du rendement du colorant mis en oeuvre. 2. Une diminution importante de la salissure des eaux de lavage conséquence d'une fixation meilleure des colorants appliqués. 3. Un lavage plus facilement réalisable et une solidité plus grande notamment dans le cas de coloris foncés. 4. Une non pollution des eaux de rejet en raison de la suppression du chlorure de sodium. C'est de façon inattendue, qu'on a trouvé que l'emploi d'un borate de métal alcalin, permet de fixer avec un excellent rendement, les composés de formule (A) ou (B) cités sans provoquer lors d'un chauffage à haute température, de l'ordre de 2000C, un jaunissement de l'article textile, ou entraîner une altération lu colorant dispersé utilise pour teindre la partie synthétique dudit article. - Par "borate de métal alcalin", on entend, selon l'invention, les sels de sodium et de potassium des acides metaborique, orthoborique ou tétraborique. On utilisera habituellement une quantité de l'ordre de 10 a 30 g de borate par litre de bain. La proportion de composé de formule (A) ou (B) n'est pas très critique et peut varier largement, mais elle sera, de préférence, comprise, pour des raisons économiques, entre 10 et 50 g par litre. Pour des raisons économiques également, on préfère utiliser un composé de formule (A) et notamment celui où R1, R2 et R3 représentent un radical CH3 et X- représente C1-. La température de thermofixation du composé de formule (A) ou (B) peut varier en fonction du matériel utilisé et des articles traités. Elle sera cependant comprise entre 170 et 2300C. Comparé au procédé actuellement utilisé (sans composé de formule (A) ou (B)) pour teindre, de façon continue, un article de polyester-coton avec des colorants dispersés et réactifs, le procédé de la présente invention apporte les avantages suivants - une amélioration de la fixation du colorant réactif de l'ordre de 20 à 30%, soit une économie importante des colorants mis en oeuvre, - une diminution de la pollution des eaux de lavage, - une amélioration de la solidité des coloris réalisés, - la possibilité de réaliser des coloris plus foncés, - la suppression de quantités importantes de chlorure de sodium. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés en vue d'illustrer l'invention. EXEMPLE I On imprègne par foulardage une série d'échantillons de tissu de coton, préalablement blanchis, dans chacun des bains aqueux suivants Al 40 g/l du composé de formule (A) suivant (appelé ci-après, en abrégé, HEPA) B/ 40 g/l HEPA 20 g/l Carbonate de sodium C/ 40 g/l HEPA 20 g/l Bicarbonate de sodium D/ 40 g/l HEPA 20 g/l Silicate de sodium E/ 40 g/l HEPA 20 g/l Tétraborate de sodium Après exprimage permettant de maintenir sur le tissu une quantité de bain d'imprégnation correspondant à 80% du poids du tissu, on sèche puis on soumet les échantillons pendant une minute à une température de 2000C. On teint après traitement une partie des échantil Ions traités dans un bain contenant 3 g/litre d'un colorant direct référencé dans le Color Index sous l'appellation de Direct Blue 86. On maintient les échantillons dans le bain de teinture pendant 30 minutes a 950C puis on les rince l'eau froide et on les sèche, On observe les résultats suivants Avant teinture, les échantillons résultant des bains B, C et D présentent une coloration jaunatre intense. Comparativement les échantillons issus de A et E ne sont pas colorés. Après teinture on observe une coloration bleue intense sur les échantillons résultant des bains B, C, D et E, le coloris des échantillons B, C et D étant cependant beaucoup plus terne que celui de l'échantillon E. Coaparativement l'échantillon résultant du bain A est nettement moins coloré. Ces résultats mettent donc en évidence a) que l'absence d'élément alcalin ne permet pas de fixer 1'HEPA sur la fibre b) que l'emploi de carbonate de sodium ou autres sels alcalins permet de fixer 1'HEPA mais provoque un fort jaunissement de la fibre c) que l'emploi du borate permet de fixer le pro duit sans provoquer de jaunissement ou une modification du coloris. EXEMPLE Il On imprègne par foulardage des morceaux d'un tissu constitué de 66% de polyester et 33% de coton dans des bains ayant la composition suivante 1) 30 g/l d'un colorant dispersé référencé dans le C.I. sous l'appellation de Disperse Blue 79 2) 30 g/l Colorant précédent 40 g/l HEPA 3) 30 g/l Colorant précédent 40 g/l HEPA 20 g/l Bicarbonate de soude 4) 30 g/l Colorant précédent 40 g/l HEPA 20 g/l Tétraborate de sodium Après exprimage comme dans l'exemple I, on sèche puis on fixe le colorant dispersé pendant 1 minute à 2000C. Après traitement on observe un coloris normal et équivalent sur les échantillons résultant des bains Nos. 1, 2 et 4, mais un coloris très terne sur l'échantil- lon résultant du bain No. 3. Des essais identiques, répétés avec les colorants indiqués ci-après, conduisent aux mêmes résultats. Disperse Blue 56 Disperse Red 73 Disperse Orange 29 Cet exemple met donc en évidence l'absence d'influence néfaste de 1'HEPA appliqué seul ou en présence de borate sur les colorants dispersés. EXEMPLE III On imprègne des morceaux d'un tissu de polyestercoton dans des bains ayant la composition suivante A. 30 g/l du colorant Disperse Red 74 du C.I. 30 g/l du colorant Reactive Red 120 B. 30 g/l du colorant Disperse Red 74 30 g/l du colorant Reactive Red 120 40 g/l HEPA 20 g/l Tétraborate de sodium C. 30 g/l du colorant Disperse Red 74 40 g/l HEPA 20 g/l Tétraborate de sodium Après exprimage, comme dans l'exemple I, on sèche puis on soumet les échantillons pendant une minute à une température de 2000C. On traite ensuite ces différents échantillons de la façon suivante Echantillons A et B On imprègne ces échantillons par foulardage dans une solution contenant 20 g/l d'une solution de soude caustique à 30% 200 g/l de chlorure de sodium Après exprimage, on soumet les échantillons a un vaporisage pendant 1 minute à une température de 1030C, puis on rince et savonne les teintures réalisées. Echantillon C On imprègne cet échantillon dans un bain contenant 30 g/l colorant Reactive Red 120 10 g/l Carbonate de soude On soumet comme précédemment l'échantillon à un vaporisage puis on le rince et on le savonne. On observe après traitement les résultats suivants Colorant dispersé - Intensité équivalente entre les trois échantillons. Colorant réactif - Coloris nettement plus intense sur l'échantillon C. La détermination du colorant fixé conduit aux résultats suivants Echantillon A 60% Echantillon B 66% Echantillon C 85% Cet exemple permet de mettre en évidence l'amélioration de la fixation des colorants réactifs en présence d'HEPA. EXEMPLE IV On imprègne des échantillons d'un tissu de polyester-coton dans des bains ayant la composition suivante A - 30 g/l colorant Disperse Red 74 40 g/l HEPA 20 g/l tétraborate de sodium B - 30 g/l colorant Disperse Red 74 Après exprimage, on sèche puis on fixe pendant 1 minute à une température de 2000C. On imprègne ensuite ces échantillons par foulardage dans un bain contenant 30 g/l colorant Reactive Red 120 10 g/l Carbonate de soude On procède ensuite a un vaporisage pendant 1 minute à 103 C, puis on rince et on savonne les teintures réalises On observe après teinture que la fixation du colorant réactif. s'élève à 85% sur l'échantillon A, et {ot sur l'échantillon B. EXEMPLE V On procède comme dans l'exemple IV en remplaçant le colorant réactif par un colorant direct (Direct Red 212). Après teinture on observe un bon rendement coloristique avec une excellente fixation du colorant direct sur l'échantillon A, une élimination importante au cours du lavage et un rendement coloristique médiocre sur l'échantillon B. EXEMPLE VI On reprend les conditions de l'exemple IV. Après fixation a 2000C on réalise la teinture de la fibre cellulosique avec un colorant réactif en adoptant les conditions suivantes Imprégnation par foulardage dans un bain contenant 30 g/l colorant Reactive Red 120 20 g/l Soude caustique à 30% Exprimage, enroulage puis déport pendant 20 heures à la température de 200C. On procède ensuite au rinçage et savonnage des teintures réalises. On observe après teinture, un rendement de fixation de l'ordre de 85% sur l'échantillon A et de 50% sur l'échantillon B. EXEMPLE VII On reprend les conditions opératoires de l'exemple IV. Après teinture on réalise la teinture de la fibre cellulosique selon le procéda de teinture par epuisement avec 4% de colorant Reactive Red 120. On observe après teinture, une fixation élevée du colorant réactif sur l'echantillon A, de l'ordre de 90%, mais beaucoup plus faible sur l'échantillon B, de l'ordre de 65%. EXEMPLE VIII On imprègne des échantillons d'un tissu constitué de 66% de polyester et 33% de coton dans des bains ayant la composition suivante 1 / 30 g/l d'un colorant dispersé correspondant au Bleu 56 du Color Index 20/ 30 g/l Bleu 56 40 g/l HEPA 30/ 30 g/l Bleu 56 40 g/l HEPA 20 g/l Tétraborate de sodium 4 / 30 g/l Bleu 56 40 g/l HEPA 20 g/l Acide borique 50/ 30 g/l Bleu 56 40 g/l HEPA converti à la forme époxyde 20 g/l Tétraborate de sodium On opère comme dans l'exemple I. Après teinture on observe les résultats suivants Bains Nos. 1, 2 et 4. Non modification du colorant dispersé sur le polyester, faible rendement du colorant direct sur le coton. Bain No. 3. Non modification du colorant dispersé, rendement très élevé du colorant direct sur le coton. Bain No. 5. Modification importante du colorant dispersé (ternissement du coloris), rendement élevé du colorant direct sur le coton. Cet exemple met donc en évidence a) que l'emploi d'acide borique ne permet pas d'assurer la fixation de 1'HEPA sur coton. b) que l'emploi de tétraborate de sodium avec la forme époxyde de 1'HEPA entrain une dégradation du colorant dispersé. R > VENDICATlONS 1. Un procédé de traitement de fibres cellulosiques, seules ou en mélange avec des fibres synthétiques, en vue d'améliorer leur teinture par des colorants, selon lequel on traite ces fibres avec un sel d'un composé hydroxyhalogéno-propyl-ammonium, caractérisé en ce qu'on utilise comme sel d'un composé hydroxyhalogénopropyl-ammonium, au moins un composé de la formule (A) ot R1, R2 et R3 sont des radicaux alkyle de 1 a 3 atomes de carbone et X est un anion d'acide minéral ou organique, en ce qu'on effectue ledit traitement en présence d'un borate de métal alcalin, et en ce qu'on effectue une thermofixation du composé de formule (A) sur les fibres à une température de 170 à 2300 environ. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un composé de formule (A) oQ R1, R2 et R3 représentent un radical CH3 et X- represente C1-. 3. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, ca ractérisé en ce qu'on utilise, comme borate, du tétraborate de sodium. 4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 å 3, caractérisé en ce qu'on utilise de 10 a 30 g de borate par litre. 5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 & 4, caractérisé en ce qu'on utilise de 10 å 50 g de compose de formule (A) par litre. 6. Un procédé continu de teinture d'un article de polyester-coton, caractérisé en ce qu'il comprend les etapes suivantes a. imprégnation par foulardage de l'article polyester-coton dans un bain contenant au moins un colorant dispersé, au moins un composé de la formule (A) où R1, R2 et R3 sont des radicaux alkyle de 1 & 3 atomes de carbone et X est un anion d'acide minéral ou organique ;; et au moins un borate de métal alcalin b. sechage, puis thermofixation de l'article obtenu dans l'étape (a) & une tespérature de 170 & 2300C environ afin de fixer simultanément les colorants dispersés sur la fibre de polyester, et le composé de la formule (A) et le borate sur la fibre de coton c. imprégnation par foulardage de l'article obtenu dans l'étape (b) dans un bain contenant au moins un colorant réactif d. vaporisage de l'article obtenu dans- l'étape (c) afin de fixer le colorant réactif sur la fibre de coton e. lavage de l'article obtenu dans l'étape (d) afin d'eliminer les colorants non fixés. 7. Un procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise un composé de formule (A) où R1, R2 et R3 représentent un radical CH3 et X- représente C1-. 8. Un procédé selon la revendication 7, caractérise en ce qu'on utilise, comme borate, du tétrabprate de sodium. 9. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 8, caractérisé en ce qu'on utilise de 10 & BR 10. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 9, caractérisé en ce qu'on utilise de 10 & BR 11. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 & 10, caractérisé en ce qu'on utilise un colorant réactif ou direct pour teindre les fibres cellulosiques. 12. Tissus et fibres teints par un procédé de teinture mettant en Jeu un procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 & 5. 13. Tissus et fibres teints par un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 11.