Brevet FR2735154A1 — publié le 19961213

La présente invention a pour objet d'améliorer l'efficacité de différents polymères, dérivés de l'acide (méth)acrylique, utilisés comme agents dispersants et/ou séquestrants dans différents secteurs de l'activité industrielle, plus particulièrement dans les industries textile, papetière et céramique. Dans le présent contexte, l'expression acide (méth)acrylique désigne l'acide acrylique ou l'acide méthacrylique. L'emploi de polymères de l'acide (méth)acrylique, tels par exemple que les homopolymères ou copolymères de l'acide acrylique et/ou de l'acide méthacrylique ou de leurs sels alcalins ou les copolymères de l'acide acrylique ou de ses sels alcalins et de l'anhydride maléique, ayant un poids moléculaire compris entre 5000 et 15000 est largement répandu, notamment dans l'industrie textile, en raison de leurs propriétés à la fois dispersantes et séquestrantes. Les polymères considérés sont, par exemple, utilisés dans l'industrie textile, dans les traitements relatifs à la préparation, au blanchiment ou à la teinture de fibres de différentes natures, afin d'améliorer par exemple la dispersion d'un colorant, d'accroître l'extraction des impuretés d'une fibre ou, d'une façon plus générale, d'éviter tout effet adverse qui pourrait être dû à la présence d'ions de métaux alcalino-terreux. Un inconvénient des polymères en question, toutefois, est que leur efficacité, notamment leur pouvoir séquestrant, est limitée dans le temps. Si ces polymères permettent de retarder la précipitation d'ions de métaux alcalino-terreux, cette précipitation finit cependant par se produire après un temps plus ou moins long selon les conditions réactionnelles du milieu dans lequel on opère. L'emploi des polymères de l'acide (méth)acrylique ou de ses sels alcalins, offre, cependant, en plus d'un pouvoir dispersant élevé, l'avantage sur des agents séquestrants "vrais", tels que ceux à base d'EDTA ou de DTPA par exemple, de ne pas exercer, dans différentes applications, un effet négatif dû à un effet séquestrant trop élevé, tel qu'une démétallisation de certains colorants dans des applications tinctoriales. Il serait donc avantageux de pouvoir pallier à l'inconvénient précité des polymères en question afin d'en améliorer l'efficacité. Un objet de l'invention est de fournir un procédé pour améliorer la stabilité des polymères de l'acide (méth)acrylique ou de ses sels de métaux alcalins, vis-à-vis de la précipitation en présence de sels de métaux alcalinoterreux, et donc l'efficacité de ces polymères dans les applications où ils sont mis en contact avec des ions alcalino-terreux. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé d'amélioration de l'efficacité d'un polymère de l'acide (méth)acrylique ou d'un de ses sels de métaux alcalins dans une application où ce polymère est mis en contact avec des ions alcalino-terreux, caractérisé en ce qu'on utilise ledit polymère en combinaison avec de la polyvinylpyrrolidone. Selon l'invention il a été trouvé de façon inattendue que l'utilisation conjointe de polyvinylpyrrolidone (PVP) et d'un polymère de l'acide (méth)acrylique ou d'un de ses sels de métaux alcalins dans un milieu de traitement aqueux, permet d'accroître de façon importante l'efficacité dudit polymère. On a trouvé notamment que l'emploi d'un polyacrylate additionné d'une faible quantité de PVP permet d'obtenir des temps de stabilité (c'est-à-dire sans précipitation) des milieux de traitement aqueux durs" (c'est-à-dire à teneur élevée en ions calcium) considérablement plus longs.En d'autres termes, l'invention permet de renforcer l'effet "anti-calcaire11. Cette amélioration de l'efficacité des polymères acryliques est bénéfique dans diverses applications, et se traduit, par exemple, par une meilleure stabilité des bains de colorants, des effets blanchissants plus élevés ou un meilleur pouvoir antiredéposition au cours de lavages. On a trouvé également que l'efficacité accrue ainsi obtenue permet d'utiliser des quantités substantiellement moins importantes de produit permettant ainsi, avec une efficacité meilleure, de diminuer à la fois le coût et la pollution des eaux de rejet si l'on tient compte de la faible biodégradabilité des polymères en question. L'étude des résultats observés a mis en évidence un phénomène de synergie entre les polymères en question et la PVP, synergie parfaitement démontrée par le fait que chacun des constituants pris séparément et appliqué dans des conditions identiques, ne permet pas d'obtenir les améliorations observées avec la combinaison du polymère et de la PVP. Des exemples préférés des polymères de l'acide (méth)acrylique sont les homopolymères ou copolymères de l'acide acrylique et/ou méthacrylique, et les copolymères de l'acide acrylique et de l'anhydride maléique ayant un poids moléculaire de 5000 à 15000, ainsi que les sels de métaux alcalins de ceux-ci, notamment le sel de sodium. On préfère d'une façon particulière les copolymères résultant de la polymérisation de 95-50W en poids d'acide acrylique et de 5-50k en poids d'anhydride maléique. La polyvinylpyrrolidone utilisée dans l'invention présente, de préférence, un poids moléculaire compris entre 30 000 et 120 000. De préférence, la quantité de polyvinylpyrrolidone utilisée par rapport au polymère acrylique est comprise entre 1 et 20% en poids en particulier entre 5 et 10% en poids. Les avantages offerts par la présente invention sont nombreux, on peut par exemple citer - une amélioration du pouvoir dispersant et séquestrant des produits, ce qui se traduit par une meilleure stabilité des bains de colorants, une extraction meilleure des impuretés d'une fibre, notamment des éléments alcalinoterreux, ou un effet antiredéposition plus élevé au cours du lavage - la possibilité d'utiliser des quantités plus faibles de produit avec pour conséquences * une diminution des coûts, et * une diminution de la pollution des eaux de rejet. Les exemples non limitatifs donnés ci-après illustrent de façon concrète les possibilités offertes par la présente invention. EXEMPLE 1 On prépare une série de solutions contenant chacune lg par litre d'un colorant direct référencé dans le Color Index sous l'appellation CI Direct Dye 31. On réalise les solutions suivantes a) Avec de l'eau distillée seule. b) Avec de l'eau distillée additionnée de 0,5g par litre de chlorure de calcium. c) Avec de l'eau distillée additionnée de 0,5g/l de chlorure de calcium et 0,5g/l d'un polyacrylate de sodium d'un poids moléculaire de 6000 sous forme de solution aqueuse à 40% en poids. d) Identique à c), mais avec lg/l de polyacrylate à 40%. e) Identique à c), mais contenant en outre 0,02g par litre d'une solution aqueuse contenant 40% de polyvinylpyrrolidone d'un poids moléculaire de 50000. f) Avec de l'eau distillée additionnée de 0,5g par litre de chlorure de calcium et 0,02g/l de la solution aqueuse de polyvinylpyrrolidone précitée. On maintient les différentes solutions à la température de 200C afin d'en observer la stabilité en fonction du temps. On observe rapidement que le colorant utilisé précipite en présence de chlorure de calcium, la comparaison des diverses solutions permet d'enregistrer les temps de stabilité suivants a) supérieure à 8 heures b) 20 minutes c) 90 minutes d) 120 minutes e) 8 heures f) 35 minutes EXEMPLE 2 On répète le mode opératoire de l'Exemple 1 en maintenant les solutions à 600C. On enregistre les temps de stabilité suivants a) supérieure à 3 heures b) 5 minutes c) 15 minutes d) 18 minutes e) 3 heures f) 10 minutes Ces deux exemples mettent clairement en évidence l'amélioration de la stabilité de la solution du colorant considéré en eau dure, par l'introduction de PVP dans le polyacrylate. EXEMPLE 3 En suivant le mode opératoire de l'Exemple 1 mais en utilisant, à la place du polyacrylate de sodium, une solution à 40% en poids d'un copolymère acide acrylique/anhydride maléique (80/20 en poids) ayant un poids moléculaire de 7000, on prépare des solutions b), c) et e). On enregistre les temps de stabilité suivants b) 20 minutes c) 80 minutes e) 7 heures EXEMPLE 4 On prépare les dilutions suivantes A. Solution contenant lg/l d'acide oxalique B. Solution contenant 0,3g/l de chlorure de calcium On réalise ensuite les solutions suivantes 1) 100 parties solution A 100 parties solution B 2) Identique à 1) avec en plus 0,5g/l d'une solution à 40% en poids d'un polyacrylate de sodium d'un poids moléculaire de 5000. 3) Identique à 2) avec en plus 0,02g/l de la solution précédente de PVP. On maintient les solutions à 200C. On observe la formation d'un précipité d'oxalate de calcium après les temps suivants solution 1) : 2 minutes solution 2) : 3 minutes solution 3) : 15 minutes REVENDICATIONS 1. Procédé d'amélioration de l'efficacité d'un polymère de l'acide (méth)acrylique ou d'un de ses sels de métaux alcalins dans une application où ce polymère est mis en contact avec des ions alcalino-terreux, caractérisé en ce qu'on utilise ledit polymère en combinaison avec de la polyvinylpyrrolidone. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polymère est choisi parmi les homopolymères ou copolymères de l'acide acrylique et/ou méthacrylique, et les copolymères de l'acide acrylique et de l'anhydride maléique ayant un poids moléculaire de 5000 à 15000, ainsi que les sels de métaux alcalins de ceux-ci. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ajoute 1 à 20% de polyvinylpyrrolidone par rapport au poids dudit polymère. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajoute 5 à 10% en poids de polyvinylpyrrolidone. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la polyvinylpyrrolidone a un poids moléculaire de 30000 à 120000. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on améliore la stabilité dudit polymère vis-à-vis de la précipitation en présence de sels de métaux alcalino-terreux. 7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit polymère est un copolymère de 95-50t en poids d'acide acrylique et de 5-50t en poids d'anhydride maléique.