Brevet FR2711680A1 — publié le 19950505

PROCEDE D BLANCHIMENT ET D'AKELIORATION DE LA TENUE DES TEINTURES SUR LES MATIERES ORGANIQUES Domaine technique L'invention concerne un procédé de blanchiment et d'amélioration de la tenue des teintures sur les matières organiques naturelles ou synthétiques. La matière organique peut notamment être fibreuse. du tissu ou du papier (éventuellement recyclé). La matière peut notamment être traité par un procédé selon l'invention, sous la forme de fibres courtes libres, de fibres longues ou de surfaces en traitement continu ou discontinu. Etat de l'art d la technique Le blanchiment de la matière organique est, dans le cas notamment des matières fibreuses, couramment effectué par chloration. Cette méthode est écologiquement défectueuse et dispendieuse du point de vue des grandes quantités d'eau qu'il faut utiliser. Il convient également de traiter certaines matières fibreuses avant leur teinture. Une adhésion élevée peut être provoquée par voie chimique ou par un traitement de type "effet capillaire". Dans le cas des tissus, on utilise aussi des radiations ionisantes en interaction avec de l'anhydride sulfureux et/ou avec du chlore. Une autre méthode de traitement des textiles est connue. Elle consiste à introduire pendant 1 à 200 s la matière textile dans une enceinte, ou un plasma de type recharge silencieuse est entretenu. L'ambiance dans l'enceinte où est réalisé le plasma, se compose principalement d'électrons, d'ions positifs et de gaz neutres; par exemple argon, néon, hydrogène, azote, oxygène, anhydr:.de carbonique, ammoniaque, chlore ou leurs mélanges. Il semble convenable d'exposer la matière å l'action de ce plasma, qualifié de froid par les scientifiques, dans une échelle de pression allant de 10 Pa à 106 Pa sous une fréquence électrique allant de 10 à 108 Hz. Ce procédé est convenable surtout pour augmenter l'adhésion du caoutchouc sur des tissus polyester ou pour accroire la mouillabilité du polyester ou du polyméthacrylate de méthyle. L'inconvénient d'un tel procédé est qu'il dégrade la sensation au toucher de la matière fibreuse ou des tissus réalisés avec ces fibres. Description de 'invention Le procédé de blanchiment et d'amélioration de la tenue des teintures sur les matières organiques selon l'invention réside dans le fait que la matière organique subit l'action d'un gaz activé par une décharge électrique qui est dissipée sous une pression proche de la pression atmosphérique ambiante. On peut ainsi, soi directement exercer sur la matière une action générée par un plasma de type décharge silencieuse, soit exposer la matière à un courant de gaz auparavant activé dans un plasma de type décharges électriques glissantes; ces deux effets pouvant éventuellement être cumulés. Il est souvent, dans ce dernier cas, avantageux d'exercer une action sur la matière organique au moyen d'un courant de gaz enrichi par un brouillard d'eau et activé par plasma et cela pendant une durée de 10 à 20 s. Ce type de blanchiment par plasma, outre l'augmentation de la blancheur de la matière, peut également provoquer l'augmentation des propriétés d'absorption, notamment dans le cas des fibres. La qualité de "toucher" la meilleure est obtenue par un traitement utilisant le plasma de décharges électriques glissantes, Un; tel traitement par plasma élimine la chloration écologiquement défectueuse et limite considérablement la consommation d'eau qui, dans bien des cas, est rejetée polluée. De plus, les coûts d'investissement et de mise en oeuvre d'une telle méthode sont comparativement modérés. Liste des figures Pour cette invention un appareil de traitement en continu des matières fibreuses avec 3es décharges de type silencieuse est présenté en Figure 1. La Figure 2 présente un autre appareil pour traiter, à l'aide d'un'courant de gaz activé par plasma de décharges glissantes, des matières qui peuvent être présentées sous la forme de fibres longues ou courtes, de tissus ou de surfaces. Exemples de réalisation Appareil pour le traitement des matières fibreuses dans un plasma de type décharge silencieuse (Figure 1) Deux plaques d'une matière isolante diélectrique (1), le plus souvent en verre ou en plexiglas, sont couvertes sur leur face opposée à celle orientée du coté de la matière à traiter par une couche conductrice (2). Ces deux plaques sont lcgées parallèlement dans un support spécial de telle façon que leurs surfaces en regard de la matière a traiter soient distantes approximativement de 5 mm et que les couches conductrices soient placées du coté extérieur. Les couches conductrices sont raccordées à une alimentation électrique (3) à haute tension d'environ 13 à 20 kV fonctionnant soit à la fréquence du réseau soit à une fréquence plus élevée (par exemple 500 Hz). On choisit souvent de raccorder une des deux couches conductrices à la terre. Dans l'espace intérieur délimité par les deux plaques, se produit une décharge électrique de type silencieuse qui se manifeste notamment de manière acoustique par un craquement faible. Dans çet espace, est lentement passée la matière fibreuse (4) qui est tendue de manière homogène. La durée du traitement est déterminée par la vélocité du mouvement de la matière dans l'espace délimité entre les deux plaques. Le traitement se fait à la pression ambiante et avec de l'air. I1 est également possible d'employer d'autres pressions ou d'autres gaz mais dans ce cas l'appareil doit être placé dans une enceinte étanche (5) et des entrées (6) et sorties (7) de gaz doivent être ménagées. Appareil pour le traitement de la matière dans un courant de gaz activé dans un plasma de t)e décharges électriques glissantes (Figure 2) Au moins deux électrodes métalliques planes (2) sont réparties de manière divergente autour de l'axe d'écoulement du gaz (3). La distance qui sépare les électrodes à l'endroit où elle sont les plus proches est d'environ 3 mm et dépend généralement des caractéristiques de l'alimentation électrique. Les électrodes sont raccordées à une alimentation électrique alternative à haute tension, comme par exemple, mais de manière non limitative, de 10 à 15 kV et fonctionnant soit à la fréquence du réseau, soit à une fréquence plus élevée comme celle de 500 Hz qui a été expérimentée. Dans l'espace situé entre les électrodes se produisent des décharges électriques (1) qui glissent sous l'effet d'entrainement du gaz insufflé entre les électrodes (2) avec un débit pour l'appareil présenté de 10 à 30 1/s. De telles décharges portent le nom de décharges glissantes. La température du gaz en sortie de l'appareil ne dépasse pas .lOO*C. En sortie de l'appareil, à une distance d'environ 5 cm de l'extrémité des électrodes et dans le courant de gaz activé par le plasma de écharges électriques glissantes, est passée la matière à traiter (4). Le traitement dure de 10 à 30 s. Le traitement est plus efficace en utilisant de l'air enrichi par un brouillard d'eau. Exemple 1 Un ruban de laine peignée ouvert en forme de voile de carde a été exposé à l'action de la décharge silencieuse générée par l'appareil présenté à la Figure 1. Tension entre 1 les électrodes 15 kV Durée de l'exposition au plasma . 90 s Humidité de la aine traitée 20, 40, 65 % Finesse des fibres de laines dans le ruban de laine peigné : 58, 64, 70 L'évaluation a été faite selon TAUBE, sur la base des mesures remitométriques au moyen d'un spectromètre DATACOLOR 3890. Les résultats sont les suivants Humidité Finesse Tension Durée Changements d'intensité de blancheur de coloration % kV s 58 15 90 - 2,2 + 38.1 20 64 15 90 + 14,4 + 13,6 70 15 90 - 0,1 + 12,3 58 15 90 + 33,0 + 25,6 40 64 15 90 + 13,3 + 9,0 70 15 90 - 0,5 + 3,2 58 15 90 + 40,1 + 14,1 65 64 15 90 + 20,1 + 7,8 70 15 90 + 3,3 + 1,5 Le traitement d'un ruban de laine peignée dans un plasma de décharge silencieuse est tout à fait adapté aux applications industrielles, notamment parce qu' il peut se faire à la pression ambiante à la différence des autres appareils connu:; et brevetés auparavant qui travaillent sous vide partiel ou poussé. Exemple 2 Un ruban de laine peignée ouvert en forme de voile de carde a été exposé à l'action du courant de gaz excité par le plasma de décharges électriques glissantes généré entre deux électrodes à partir d'un courant d'air enrichi par un brouillard d'eau et dans un appareil conforme à celui présenté à la Figure 2. L'humidité de la laine peignée est constante et égale à 65 %. L'évaluation a été faite selon TAUBE, sur la base des mesures remitométriques au moyen d'un spectromètre DATACOLOR 3890. Les résultats sont les suivants Finesse Humidité Durée Changement Changements d'intensité de coloration de blancheur Après l'exposition Après 7 jours s 10 + 12,6 + 28,6 + 14,5 58 65 20 + 6,9 + 18,3 + 62,0 10 + 8,5 - 3,4 + 46,3 64 65 20 + 4,5 + 5,1 + 39,3 10 65 10 + 3,4 + 10,1 '+ 8,7 70 65 20 + 4,1 + 5,7 + 11,6 Le traitement des propriétés de surface des matières organiques par un jet de gaz activez par plasma de décharges électriques glissantes est particulièrement adapté aux applications industrielles; qu'il s'agisse du traitement des ibres ou des surfaces, de matières organiques synthétiques ou naturelles. Le processus le traitement résulte d'une formation de radicaux libres à la surface de la matière et qui vont réagir relativement lentement. Cette présence de radicaux libres a été prouvée par la mesure des spectres de résonance paramagnétique électronique. Une telle méthode de traitement nécessite cependant des précautions pour éviter que la matières puisse etre détériorée si elle est approchée trop prés du lieu où sont produites les décharges électriques. D'une manière générale, les effets des traitements par plasma ont été évalués à partir de grandeurs macroscopiques On retiendra cluse, contrairement à d'autres procédés, avec un traitement par plasma la qualité du "toucher" n'est pas ou peu altérée. Cela dépend, dans le cas de fibres, de la finesse et de l'humidité. Dans le cas d'un procédé selon la Figure 1, la qualité du traitement sera d'autant meilleure que les fibres seront moins fines, l'humidité plus grande et la tension modérée. Dans le cas d'un traitement selon la méthode du courant de gaz activé par plasma de décharge électrique glissante, on ne constate pas de détérioration de la qualité du "toucher"; ce qui est remarquable. La blancheur mesurée après l'un ou l'autre traitement est intensifiée de façon évidente et les résultats sont surtout intéressants pour des fibres fines. Une aug:nentation de l'humidité intensifie le blanchiment pour une finesse constante. Pour le plasma de décharge silencieuse on choisira les conditions optimales du traitement de la fibre de laine peignée, et cela du point de vue de la blancheur et de qualité de "toucher" la tension entre les électrodes de 15 kV, la durée de l'application du plasma de 90 s et l'humidité standarisée de 5 %. L'uniformité du traitement et l'endommagement éventuel ont été évalués å l'aide d'une norme d'entreprise sur la base de la colorisation avec des colorants spéciaux de type "Drimalanturkis Blau G" et "C.i. Acid blue 129". Les résultats de la colorisation (aptitude à l'absorption des colorants) ont été évaluées sur la base des propriétés remitométriques du ruban de laine peignée tendu dans les conditions standardisées avec le colorant "Drimalanturkis" pour une concentration de 1 %. La mesure a été faite au spectrophotomètre DATACOLOR 3890. La déviation à été calculée à partir des valeurs intégrées d'absorption dans la bande 400 - 600 nm. Les endommagements des fibres ont été contrôlés sur la base des valeurs de la solubilité dans des lessives selon la norme ISO 3072. REVENDICATIONS 1) Procédé de blanchiment et d'amélioration de la tenue des teintures sur les 'matières organiques caractérisé en ce que le traitement est obtenu par l'action d'un gaz activé par un plasma de décharge électrique à la pression atmosphérique. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la matière à traiter peut etre mise directement sous l'action d'un plasma de décharge électrique silencieuse. 3) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la matière à traiter peut être placée sous l'action d'un gaz préalablement activé dans un plasma de décharges électriques glissantes. 4) Procédé selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que la matière est placée sous l'action d'un gaz activé par un plasma de décharge électrique à la pression ambiante et enrichi par un brouillard d'eau pendant une durée de 10 à 20 s. 5) Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que la matière traitée peut être une matière organique fibreuse, du tissu, du papier ou, éventuellement du papier recyclé et en ce que la matière peut être traitée sous la forme dc fibres courtes libres, de fibres longues ou de surfaces et en ce que le traitfsment peut etre continu ou discontinu.