Brevet FR2919880A1 — publié le 20090213

La présente invention a pour objet un procédé de teinture d'une matière textile à l'aide d'un colorant naturel, et plus particulièrement d'une matière textile réalisée à partir de fibres végétales. Une matière textile se présentant notamment sous la forme d'un tissu est teinte suivant une technique de teinture par épuisement réalisée à l'intérieur d'une machine de teinture par exemple de type Jigger. Dans tous les cas et quel que soit le type de machine, le tissu à traiter fait des allers-retours dans un bain de produits dilués et chauffés tel que mordant, colorant... , afin que ceux-ci pénètrent progressivement les fibres. Un produit qui possède une bonne affinité pour une fibre migre et se fixe rapidement sur celle-ci. Pour permettre à des colorants naturels qui n'ont pas beaucoup d'affinités avec certaines fibres, de se fixer sur celles-ci il faut plusieurs étapes de traitement. II faut notamment utiliser, avant traitement par le colorant, un mordant qui permet au colorant de s'accrocher sur les fibres. Or le mordant n'a pas beaucoup d'affinités sur une fibre végétale. II faut alors faire un premier traitement avec un tanin ou prémordant, afin qu'une partie de mordant se fixe sur le tissu qui accrochera à son tour une partie de colorant. Compte tenu de l'affinité faible ou moyenne du colorant pour une fibre végérale, il faut utiliser d'importantes concentrations de produits et de grandes quantités de ceux-ci afin d'en fixer une partie. Il en résulte qu'en fin de teinture les bains ne sont pas épuisés au maximum, de telle sorte que les rejets sont fortement chargés de produits résiduels. Il est donné ci-après un exemple de mise en oeuvre d'un procédé de teinture naturelle en épuisement, pour un type de matière textile et un type 25 de colorant déterminés. Pour 1 000 kg de matière textile à teindre, il faut utiliser les quantités suivantes de produits : - 50 kg de pré-mordant (tanin) - 100 kg de mordant 40 kg de colorant - 10 kg de mouillant 5 kg de savon 40 kg de fixateur 10 kg d'adoucissant. La consommation en eau est de l'ordre de 33 000 litres. 30 35 Après montage de la matière à l'intérieur de la machine textile il convient de procéder aux opérations suivantes : alimentation du bac de la machine avec du pré-mordant dilué dans de l'eau : chauffage à 95 C et traitement, vidage de la machine et rinçage à l'eau froide, - alimentation à l'aide de mordant dilué : chauffage et traitement, vidage de la machine et alimentation en eau froide pour rinçage - alimentation de la machine en eau additionnée de mouillant et de la moitié du colorant : traitement de la matière textile, - ajout de la seconde moitié du colorant et traitement en plusieurs phases avec augmentation de la température vidage du bain et alimentation en eau froide pour rinçage, vidage du bain et alimentation en eau additionnée de savon pour traitement, vidage et alimentation de la machine en eau additionnée de fixateur et d'adoucissant, - vidage et retrait du tissu hors de la machine. Il doit être noté que des quantités très importantes de produits ont été rejetées dont certains nécessitent des traitements préalables à leur rejet 20 dans le milieu naturel : 35 kg de pré-mordant (tanin) 70 kg de mordant kg de colorant 8 kg de mouillant -4 kg de savon 2 kg de fixateur 2 kg d'adoucissant. En outre, les différentes opérations successives nécessitent un temps de traitement important qui peut être estimé à plus de 900 minutes. En outre il faut noter, dans le cas de la technique traditionnelle qui vient d'être définie ci-dessus, une difficulté de la reproductibilité vers la production industrielle du coloris étudié au laboratoire. Le problème technique à la base de l'invention est de fournir un procédé de teinture à l'aide de colorants naturels permettant une bonne reproductibilité de la teinture en production industrielle, tout en limitant les quantités de produits utilisées et les quantités de produits rejetées en fin de teinture. A cet effet, le procédé de teinture que concerne l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à : - réaliser la solubilisation du colorant naturel dans un agent alcalin, - préparer un mordant, c'est-à-dire un agent d'accrochage du colorant, - mélanger la solution alcaline du colorant et la solution du mordant et les placer dans un bac d'une machine de teinture, - faire passer la matière textile dans le bain ainsi obtenu, - stocker la matière textile sur un rouleau, - récupérer le bain de teinture précédent et compléter celui-ci avec un mordant et au moins un agent alcalin et placer ce nouveau bain dans un bac d'une machine de teinture, - faire passer la matière textile dans ce nouveau bain, et -rincer la matière textile. Le procédé est remarquable en ce qu'il consiste à appliquer mécaniquement en une phase un colorant naturel solubilisé et un mordant dilué sur une fibre naturelle ou non, et à rendre le colorant insoluble en stockant la matière teinte pour faire agir le mordant. En effet, un colorant non solubilisé ne pénètre que partiellement dans la fibre. L'agent alcalin permet la solubilisation du colorant naturel. Le mordant qui est le système d'accrochage du colorant agit durant le stockage de la matière imprégnée en libérant un pH légèrement acide qui neutralise l'agent alcalin et par suite rend le colorant insoluble à l'intérieur de la fibre. Le stockage de la matière textile après application du colorant laisse le temps au générateur d'acide qui est le mordant d'agir de façon homogène. En outre, ce procédé est tout à fait intéressant en ce qu'il permet de récupérer le premier bain de teinture pour l'utiliser lors de la seconde opération de teinture, obtenant ainsi une double teinture sans avoir à augmenter la quantité de colorant, et permettant un épuisement du bain de teinture dans des proportions très importantes, à une valeur de l'ordre de 90%, limitant ainsi considérablement les rejets à l'égoût. Du fait de l'excellente tenue du colorant à l'intérieur de la fibre, il 35 faut noter sur le tissu teint par ce traitement une solidité améliorée à la lumière, une solidité de la teinture améliorée au frottement ainsi qu'une profondeur de nuance de coloration plus importante. Outre la réduction de consommation du bain de teinture, il faut noter une consommation d'eau, d'énergie et des autres matières premières considérablement réduite ainsi qu'une durée du temps de teinture réduite. Le colorant naturel mis en oeuvre peut être un colorant végétal obtenu par extraction de pigments d'une plante, d'une écorce ou d'une racine, ou un colorant d'origine animale constitué par exemple à base d'insectes séchés ou d'une poudre de coquillages. Suivant un mode de mise en oeuvre, ce procédé consiste à réaliser la première étape de teinture de la matière textile dans une machine de foulardage et la deuxième étape dans une machine de teinture par épuisement, telle que du type Jigger ou vaporisateur. Suivant une caractéristique du procédé, la solubilisation du colorant 15 est réalisée à l'aide d'au moins un agent alcalin avec dilution dans de l'eau très chaude. En outre, le mordant est dilué dans de l'eau très chaude, voire bouillante. Suivant une caractéristique importante du procédé, à l'issue de 20 l'imprégnation par le premier bain, la matière textile est stockée sur un rouleau, à l'abri de l'air, par recouvrement par un film étanche, avec entraînement en rotation lente du rouleau pendant plusieurs heures. Avantageusement, ce procédé consiste à stocker la matière textile sur un rouleau pendant plusieurs heures. 25 Au cours de cette opération de stockage, le mordant dégage lentement un pH légèrement acide qui neutralise l'agent alcalin et rend le colorant uniformément insoluble dans la fibre. En vue de la réalisation du second bain, le procédé selon l'invention consiste à récupérer le premier bain et à lui ajouter un agent alcalin 30 et/ou du sulfate de soude, et du mordant dilué avec de l'eau, pour obtenir un second bain de teinture alcalin. Cela permet de réaliser la solubilisation du colorant récupéré du bain rémanent après le premier traitement et ajouté dans le bain de développement. En outre, l'ajout de sulfate de soude ou de sel marin évite la désorption du colorant préalablement imprégné dans le tissu et 35 augmente l'absorption vers la fibre, du colorant récupéré dans le premier bain. Avantageusement, le procédé de traitement à l'aide du second bain consiste à réaliser le traitement de la matière textile en plusieurs passes à des températures comprises entre 40 et 90 C, avec augmentation de température d'une passe à la suivante. Trois paliers de température à la hausse sont mis en oeuvre afin d'ouvrir progressivement la fibre et de ne pas créer de choc thermique au mélange colorant-mordant. En outre, après traitement par le deuxième bain, la matière textile est rincée à l'eau froide, en créant un refroidissement brutal de la matière, puis 10 savonnée et de nouveau rincée. Le refroidissement rapide du tissu permet de refermer rapidement les fibres et par effet de contraction d'enfermer le colorant absorbé. Enfin, ce procédé consiste, après rinçage de la matière textile, à réaliser la fixation du colorant par traitement à l'aide d'un fixateur à une 15 température de l'ordre de 45 C. Il est intéressant de respecter un savonnage efficace pour éliminer les résidus de colorant non fixés en surface de la fibre. A titre d'exemple, pour la teinture de 1 000 kg de matière textile, conforme à celle teinte par le procédé défini précédemment et avec un colorant 20 de même couleur, ce procédé consiste à mettre en oeuvre les composants suivants : 25 30 II doit être noté que, pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, le temps total est de 520 minutes, la quantité d'eau consommée est de 10 800 litres alors qu'elle est de 33 000 litres pour le procédé traditionnel et que la quantité de rejet est de 9 880 litres alors qu'elle est de 32 000 litres dans le procédé traditionnel. 35 En outre, pour une force colorante de 100% dans le procédé traditionnel, la force colorante est de 140 % dans le procédé selon l'invention. - Mordant : 9,2 kg - Mouillant : 3,840 kg - Colorant : 18,400 kg - Agent alcalin: 14,600 kg - Sulfate de soude : 7 kg Savon : 5 kg Fixateur : 40 kg Adoucissant : 10 kg. Imprégnation de la nappe textile préparer le lot à teindre, démarrer la machine et faire passer le tissu dans le bain précédemment obtenu par imprégnation, enrouler le tissu sur un rouleau, recouvrir le lot teint par un film hermétique afin d'éviter toute pénétration d'air dans le rouleau, mettre le rouleau en rotation lente pendant plusieurs heures, récupérer le bain restant dans la machine de teinture, qui peut être une machine de foulardage, et le stocker dans un récipient hermétique. Développement sur une autre machine de type Jigger : monter sur la machine le lot textile dont le développement doit être effectué, garnir le fond de la machine avec un peu d'eau à température ambiante, ajouter le premier bain de teinture et de l'agent alcalin, ajouter du mordant dilué en eau très chaude, Il est donné ci-après un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dissolution du colorant et du mordant : dilution du colorant sous agitation dans de l'eau très chaude, ajout de mouillant sous agitation lente, dilution à part du mordant dans de l'eau bouillante sous agitation (si la formule contient plusieurs mordants différents, il faut les diluer séparément), ajout lent de la solution de mordant dans le mélange alcalin/colorant, agitation pendant quelques minutes (5 à 10 minutes) filtration du mélange avant de le placer dans la cuve de teinture, récupération éventuelle du dépôt dans le filtre et dilution avec de l'eau très chaude avant de le diluer et de l'injecter éventuellement dans la cuve de teinture. 1) - - 15 2) 20 25 - 30 3) - - 35 - - 6 ajouter du sulfate de soude, commencer le traitement à une température de l'ordre de 40 C pendant environ une heure, poursuivre le traitement pendant environ une heure à 60 C, - poursuivre le traitement pendant environ deux heures à 90 C, vider le bain et rincer à l'eau froide pendant environ une heure, traiter à l'aide d'un bain de savonnage pendant environ une heure, puis vider ce bain, réaliser la fixation à l'aide du fixateur naturel à une température de l'ordre de 45 pendant environ une heure. L'opération de teinture est alors terminée. Les quantités rejetées au cours de l'opération de teinture et à l'issue de celle-ci sont les suivantes : Pour 1 000 kg de matière textile, avec les quantités de composants 15 20 Comme cela à déjà été indiqué précédemment, les quantités de composants mis en oeuvre sont inférieures à celles mises en oeuvre dans des 25 opérations de teintures classiques, et les quantités de rejets sont également très inférieures. Il en résulte une économie, d'une part au niveau des composants mis en oeuvre et, d'autre part, au niveau du traitement des effluents. En outre et comme cela a été expliqué, la qualité de la teinture est 30 très supérieure à celle obtenue précédemment et parfaitement reproductible. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode de mise en oeuvre de ce procédé, décrit ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. C'est ainsi notamment que le procédé pourrait être mis en oeuvre dans des machines différentes de celles 35 indiquées précédemment ou que les quantités de produits mises en oeuvre indiquées précédemment : 0,920 kg Mordant : - Mouillant : 0,384 kg - Colorant : 1,840 kg - Sulfate de soude : 7 kg Savon : 4 kg Fixateur : 2 kg - Adoucissant 2 kg pourraient être différentes, en fonction de la nature de la fibre à teindre et du colorant utilisé. REVENDICATIONS 1. Procédé de teinture d'une matière textile à l'aide d'un colorant 5 naturel, caractérisé en ce qu'il consiste à : - réaliser la solubilisation du colorant naturel dans un agent alcalin, - préparer un mordant, c'est-à-dire un agent d'accrochage du colorant, - mélanger la solution alcaline du colorant et la solution du mordant 10 et les placer dans un bac d'une machine de teinture, - faire passer la matière textile dans le bain ainsi obtenu, - stocker la matière textile sur un rouleau, -récupérer le bain de teinture précédent et compléter celui-ci avec un mordant et au moins un agent alcalin et placer ce nouveau bain dans un 15 bac d'une machine de teinture, - faire passer la matière textile dans ce nouveau bain, et - rincer la matière textile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser la première étape de teinture de la matière textile dans une machine 20 de foulardage et la deuxième étape dans une machine de teinture par épuisement , telle que du type Jigger ou vaporisateur. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solubilisation du colorant est réalisée à l'aide d'u moins un agent alcalin, avec dilution dans de l'eau très chaude. 25 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mordant est dilué dans de l'eau très chaude, voire bouillante. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'à l'issue de l'imprégnation par le premier bain, la matière textile est stockée sur un rouleau, à l'abri de l'air, par recouvrement par un film étanche, avec 30 entraînement en rotation lente du rouleau pendant plusieurs heures. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à stocker la matière textile sur un rouleau pendant plusieurs heures. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à récupérer le premier bain et à lui ajouter un agent alcalin et/ou 35 du sulfate de soude, et du mordant dilué avec de l'eau, pour obtenir un second bain de teinture alcalin. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser le traitement de la matière textile en plusieurs passes à des températures comprises entre 40 et 90 C. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste 5 à réaliser le traitement en plusieurs passes, avec augmentation de température d'une passe à la suivante. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'après traitement par le deuxième bain, la matière textile est rincée à l'eau froide, en créant un refroidissement brutal de la matière, puis savonnée et de 10 nouveau rincée. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il consiste, après rinçage de la matière textile, à réaliser la fixation du colorant par traitement à l'aide d'un fixateur à une température de l'ordre de 45 C. 12. Procédé selon l'ensemble des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, pour la teinture de 1 000 kg de matière textile, il consiste de mettre en oeuvre les composants suivants : Mordant : 9,2 kg - Mouillant : 3,840 kg Colorant : 18,400 kg Agent alcalin : 14,600 kg - Sulfate de soude : 7 kg Savon : 5 kg Fixateur : 40 kg Adoucissant : 10 kg 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser la teinture d'une matière textile à base de fibres naturelles. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en 30 ce que le colorant est d'origine végétale et obtenu par extraction de pigments d'une plante, d'une écorce ou d'une racine et/ou d'origine animale telle qu'insectes séchés ou poudre de coquillages. 15 20 25