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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION
Cette invention est relative à des perfectionne- ments au blanchiment des matières cellulosiques et elle con- cerne notamment des perfectionnements au blanchiment de fibres de liber comme le lin, le jute, le chanvre. et les fibres analogues.
Les procédés usuels pour le blanchiment de la cellulose sont basés sur des combinaisons de traitements au moyen de solutions alcalines et de solutions d'hypochlorite, des acidifiants, antichlores et lessives étant employés dans les diverses phases quand ils sont jugés nécessaires. On a Perfectionnement au traitement des textiles.
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aussi employé conjointement avec des traitements combinés de la nature susmentionnée des traitements au moyen de solutions contenant des peroxydes et des persels. Ces divers procédés ont résulté dans une notable mesure d'un développe- ment empirique remontant très loin, et bien qu'on puisse les exécuter de manière à obtenir de très bons résultats au point de vue de la blancheur, ils sont assez fastidieux et amènent souvent une notable dégradation chimique de la cellulose.
Il en est -ainsi notamment pour le blanchiment des fibres de lin et fibres de liber analogues, et pour cette raison la description ci-après visera spécialement le blan- chiment du lin,bien que l'invention n'y soit point limitée.
La dégradation chimique de la cellulose exerce une notable influence en diminuant la durée d'existence utile de la matière textile blanchie; aussi est-il évidem- ment avantageux d'éviter ce genre d'attaque des produits en voie de blanchiment. Pour exprimer le degré de dégradation chimique du lin on emploie le terme "indice de solubilité".
Cet indice fournit une mesure de la quantité de matière soluble dansles solutions de soude caustique dansdes con- ditions exactement spécifiées, et étant donné que c'est principalement la cellulose chimiquement dégradée qui se dissout dans ces conditions,des indices de solubilité éle- vés sont associés à une forte dégradation et des indices de solubilité peu élevés à des attaques légères. Les con- ditions et la méthode de détermination de l'indice de solu- bilité sont exposées dans un article de C. R.Nodder dans le périodique "The Journal of the Textile Institute", 1931, p.22, Tome 416.
Dans son brevet n? 425.908, la Demanderesse a décrit des procédés par lesquels on peut blanchir à tout degré de blancheur, jusqu'au blanc pur, les fibres cellulosiques, notam-
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ment les fibres de liber comme le lin, sans que la cellulose soit attaquée dans une mesure révélée par l'indice de solu- bilité.
Ces procédés sont essentiellement des opérations com- prenant au moins deux phases dans l'une desquelles on traite les matières cellulosiques au moyen d'une solution d'hypochlo- rite maintenue dans une zone de pH sensiblement neutre, tandis que dans une ou plusieurs phases suivantes on traite les ma- tières cellulosiques au moyen d'une solution alcaline et d'un agent de blanchiment oxydant, de préférence au moyen d'une so- lution alcaline contenant du peroxyde d'hydrogène.
Or on a trouvé que dans le traitement des matières textiles cellulosiques, opéré selon le procédé précité, on peut produire un meilleur effet de blanchiment sans affecter nuisiblement la résistance à la traction et sans accroître la dégradation chimique de la matière textile cellulosique, en soumettant la matière textile cellulosique à un traitement au moyen d'une solution d'un agent réducteur préalablement au traitement au moyen de l'hypochlorite neutre.
La présente invention consiste, en conséquence, à traiter les matières textiles cellulosiques au moyen d'une so- lution d'un agent réducteur avant de les traiter au moyen de la solution d'hypoehlorite neutre. L'introduction de ce trai- tement n'exclut pas d'autres traitements tels que le trempage ou bouillage préliminaire usuel dans une solution alcaline, par exemple dans une solution de soude anhydre. En effet, dans beaucoup de cas l'agent réducteur peut être appliqué avanta- geusement pendant un traitement alcalin préliminaire.
Comme agents réducteurs propres à être employés dans le procédé on peut citer les sulfites, bisulfites et hypo- sulfites des métaux alcalins et des métaux alcalino-terreux et les acides correspondants. Plus particulièrement, on a trouvé que les sels sodiques d'acide sulfureux, savoir le sulfite de
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sodium et le bisulfite de sodium, sont des agents réducteurs peu coûteux et commodes pour être employés dans le procédé, et par conséquent on décrira ci-aprèsle procédé plus en détail en se référant à ces sels, dans leur application au traitement du lin.
Toutefois, les durées et températures indiquées comme étant propres pour les traitements peuvent être envisagées comme s'appliquant également aux cas où on traite d'autres fibres et où on emploie un agent réducteur autre que le bisulfite de sodium. Là où une concentration de bisulfite de sodium est spécifiée, une concentration chimiquement équivalente d'un autre agent réducteur est également applicable.
On a trouvé qu'il est préférable d'exécuter le trai- tement au bisulfite de sodium à une température légèrement élevée, par exemple à 60 C., ou à une température allant jusqu'au point d'ébullition. Comme il ne semble pas y avoir de grande différence au point de vue de la qualité du produit textile en fonction des différences de température, on pré- fère, pour des raisons d'économie, employer la partie infé- rieure de la gamme de températures ci-dessus, c'est-à-dire traiter les produits à environ 70 C. Pour une raison analogue, on préfère limiter la concentration du bisulfite de sodium dans la liqueur à environ 0,5 $ et avoir une durée de traitement d'environ une demi -heure.
Pour ce qui est de la concentration, on a trouvé que des chiffres inférieurs, par exemple 0,1 %, donnent des résultats satisfaisants pour beaucoup de fins, mais la blancheur finale ainsi obtenue n'est pas aussi par- faite qu'avec une concentration de 0,5 %. Un accroissement de la concentration au-delà de 0,5 %, jusque 2,0 %, ne pro- duit aucun résultat meilleur appréciable. Une durée de traite- ment d'environ une demi-heure s'avère être le minimum requis pour l'uniformité et l'effet de blanchiment amélioré du pro- @
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duit textile finale encore que dans certains cas on ait trouvé que vingt minutes suffisent. Une prolongation de la durée jusque deux heures n'altère pas les qualités de la matière textile cellulosique blanchie, mais en même temps il n'améliore guère la blancheur.
Comme on l'a déjà indiqué précédemment, le trai- tement au moyen de l'agent réducteur peut être opéréavec ou sans un trempage ou bouillage alcalin. Lorsqu'on n'emploie pas ce traitement àl'alcali, il est préférable d'humecter à fond le lin à traiter, avant de procéder au traitement au moyen de l'agent réducteur. On peut facilement atteindre ce but à l'aide d'eau contenant une faible proportion d'un agent d'humectation tel que l'huile pour rouge turc.
Quand on emploie la solution d'agent réducteur con- jointement avec un traitement à l'alcali, elle peut le pré- céder ou le suivre, ou les deux traitements peuvent être com- binés. Excepté dans le cas d'un traitement combiné au moyen d'agent réducteur et d'alcali, les mêmes conditions de con- centration,température et durée que celles énoncées ci-dessus s'appliquent encore. Quand on emploie l'agent réducteur con- jointement avec l'alcali dans un seul bain, on trouve plus avantageux d'admettre une plus grande durée de traitement, soit d'au moins une heure, mais au point de vue de la concen- tration d'agent réducteur et de la température les conditions sont les mêmes.
Les conditions à employer pour un bain de dégrais- sage à l'alcali exempt d'agent réducteur sont analogues à celles qui ont été décrites dans le brevet belge n .425.908.
Dans la plupart des cas on constate que les résultats les plus satisfaisants s'obtiennent avec le fil de lin, soumis au procédé complet, lorsqu'on emploie un bain de dégraissage contenant 5 à 10 % de carbonate de sodium, rapportés au poids
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des produits textiles, et qu'on le fait agir pendant 2 à 3 heures à une température de 65 à 85 C. Avec des produits textiles tissés, il est préférable de dégraisser plus rigou- reusement en raison de l'état physique de la matière textile cellulosique.
A la suite du traitement au moyen de la solution alcaline et/ou au moyen de l'agent réducteur, il faut bien laver les articles avant de les traiter par la solution d.'hy- pochlorite.
Comme décrit dans le brevet n .425.908, la préparation et le maintien de la solution d'hypochlorite dans des limites de pH réglées, sont avantageusement assurés en ajoutant à une solution d'hypochlorite appropriée, par exemple à de l'hypo- chlorite de sodium ou de calcium, un sel présentant les caracté- ristiques de tampon requises, plus particulièrement du bicar- bonate de sodium. Les conditions d'emploi d'une telle solu- tion d'hypochlorite sont également décrites et il est spécifié que pour obtenir un blanchiment satisfaisant tout en évitant d'endommager la cellulose il faut que la concentration de chlore disponible soit comprise dans les limites de 1,5 et 5,0 grammes par litre.
La quantité de sel tampon ajouté peut varier dans une certaine mesure selon la concentration de chlore disponible, mais en général une liqueur contenant av@@t l'emploi 2,5 à 5,5 grammes de chlore disponible et 8 grammes de bicarbonate de sodium par litre s'avère applicable à la plu- part des cas. L'origine de l'hypochlorite est sans importance dans de larges limites et dans la plupart des cas on trouve qu'une solution préparée par les procédés usuels à partir de poudre de blanchiment convient bien. Pour empêcher que la cellulose soit attaquée inadmissiblement, il faut appliquer la solution d'hypochlorite en excluant sensiblement les rayons actiniques, comme décrit dans le brevet n .425.908.
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La température ne doit pas dépasser 20 C. et de préférence 15 C. La durée de traitement peut être variée notablement, mais pour les solutions mentionnées ci-dessus contenant en- viron 3,0 grammes ou davantage de chlore disponible par litre, on trouve- qu'il est préférable de ne guère dépasser une demi- heure.
En ce qui concerne la préparation de la solution d'hypochlorite neutre, on,n'a cité que l'emploi de bicarbo- nate de sodium comme sel tampon présentant les caractéristi- ques requises. On l'a fait parce qu'en préfère employer ce sel en raison de son bon marché et de-sa convenance générale.
Toutefois,on peut aussi employer d'autres substances pour ré- gler la liqueur à l'état de stabilité voulu de neutralité, sensiblement complète, par exemple on peut employer des phos- phates et borates métalliques. Il est aussi à noter qu'en parlant d'une neutralité sensiblement complète on ne se limite pas au point de neutralité exact, mais à une région comprise entre environ une unité au-dessus et une unité en-dessous de 7 sur l'échelle des pH. Plus particulièrement, on obtient d'excellents résultats aux environs de pH = 6,5.
On trouve qu'après le traitement à l'hypochlorite il est avantageux de rincer les produits textiles à l'eau froide et de procéder ensuite à un acidage. Cette dernière phase est importante pour le traitement des produits de lin et exerce un effet dans le traitement des fragments ligneux restant dans le fil après filage et couramment appelés uchenevotte". On applique l'acidifiant de préférence à froid et il peut être de toute concentration habituellement employée pour les fibres cellulosiques. On a trouvé satisfaisante une liqueur contenant environ 0,5 % de HCl appliquée pendant une demi-heure.
On peut employer l'acide sulfurique, mais il est préférable d'employer un acidifiant à l'acide chlorhydrique quand le @
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bain d'hypochlorite est préparé au moyen de poudre de blanchi- ment. On évite ainsi le risque que du sulfate de calcium reste sur la fibre en raison de sa solubilité relativement faible.
Après l'acidage on lave les produits textiles à fond à l'eau froide et on les traite ensuite au moyen d'une solution alcaline et au moyen d'un agent de blanchiment oxydant. Ce traitement peut comprendre deux phases, savoir un traitement ordinaire à température élevée au moyen d'une solution alcaline, suivi d'un traitement au moyen d'une solution d'hypochlorite.
De préférence, toutefois, on combine entre eux le traitement à l'alcali et le blanchiment oxydant en employant une solution alcaline contenant du peroxyde d'hydrogène.
Dans le brevet n .425.908, divers procédés pour pré- parer le bain de peroxyde d'hydrogène sont décrits,. Par exem- ple, on peut dissoudre du peroxyde de sodium dans de l'eau ou dans une quantité d'acide dilué, suffisante pour produire une neutralisation complète ou partielle selon le degré d'al- calinité qu'on veut obtenir dans le bain de peroxyde. Dans le cas où on neutralise complètement le peroxyde, on ajoute alors une matière alcaline appropriée pour amener la liqueur aux conditions de blanchiment. On peut aussi faire d'autres addi- tions à la solution de peroxyde, par exemple pour stabiliser ou maintenir un état d'alcalinité avantageux. Pareilles ad- jonctions comprennent par exemple des silicates et des sels de calcium et de magnésium.
A titre d'alternative, on peut préparer le bain de peroxyde en diluant à l'eau une solution de peroxyde d'hy- drogène concentrée et en ajoutant un alcali approprié. On peut aussi faire d'autres additions, comme celles mentionnées à propos du bain préparé au moyen de peroxyde de sodium.
Les concentrations de l'alcali et du peroxyde dans la liqueur sont susceptibles de variations dans de très larges
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limites tout en permettant de produire des degrés de blancheur très satisfaisants et en évitant que la matière cellulosique soit attaquée.
. Comme indication générale, on a trouvé que des con- centrations d'alcali équivalentes à 0,15 à 0,4 % de Na2O et des concentrations de peroxyde comprises entre 0,05 et 0,2 % de H2O2 peuvent être employées pour un blanchiment satisfai- sant sans risque pour la fibre.
Pour appliquer le bain de peroxyde aux produits textiles, on a trouvé avantageux d'observer un maximum de température de 85 C. afin d'empêcher que la cellulose soit attaquée, et en général, un blanc satisfaisant peut être obtenu par traitement à une température comprise entre 65 et 75 C., pendant trois heures, au moyen de liqueurs ayant les limites de composition spécifiées ci-dessus.
Lorsqu'on les traite de la manière indiquée ci- dessus, toutes les catégories ordinaires de fil de lin sont blanchîmes à un degré qui est meilleur que le demi-blanc et qui dans beaucoup de cas peut atteindre ce qu'on appelle trois-quarts blanc. Si la blancheur voulue est atteinte, on lave alors la matière textile, on l'apprête éventuellement et on la sèche. Toutefois, si l'on désire avoir des nuances de blanc plus complètes, il suffit d'appliquer alternativement, comme'c'est nécessaire, un ou plusieurs traitements par des liqueurs d'hypochlorite et -des liqueurs alcalines-., On peut exécuter ces traitements au moyen de solutions neutres d'hypochlorite et de peroxyde alcalin, et dans ce cas ils re- posent sur les mêmes principes généraux que ceux déjà spé- cifiés ci-dessus, mais avec une rigueur moindre.
D'autre part, on peut employer, conformément à la pratique connue, des liqueurs d'hypochlorite alcalines et des échaudages alca- lins.
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Dans ce qui précède on a décrit très en détail les caractéristiques spéciales de la combinaison de phases con- forme à l'invention. On n'a pas crû nécessaire de décrire des procédés selon lesquels on peut appliquer sur les matières textiles des liqueurs spécifiques, vu que cela paraîtra évident aux personnes initiées au traitement des matières textiles.
On n'a pas non plus crû nécessaire d'attirer l'attention sur les précautions élémentaires qui sont bien connues des blan- chisseurs et des personnes familiarisées avec la technique des fibres cellulosiques, et qui sont nécessaires pour em- pécher des dégâts lors du traitement de ces fibres au moyen d'acides et d'alcalis.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
EXEMPLE 1.
On traite une charge de fil de lin, pendant une heure, à 70 C., dans quinze fois son poids de liqueur conte- nant 0,65 % de soude anhydre et 0,35 % de sulfite de sodium (Na2SO3) et on la lave convenablement d'abord à l'eau chaude, puis à l'eau froide. On transporte les écheveaux à une ma- chine à circulation et on les traite pendant trente minutes dans une solution d'hypochlorite neutre préparée en diluant une solution concentrée de poudre de blanchiment et en ejou- tant du bicarbonate de sodium. La teneur initiale en chlore disponible de la liqueur était de 3,0 gramme par litre et la teneur en bicarbonate de sodium de 5 grammes par litre. On exécute l'opération de circulation à une température comprise entre 15 et 16 C., dans l'obscurité.
Aprèsl'opération de cir- culation, on rince le fil dans de l'eau froide, on l'acidifie dans de l'acide hypochlorique à 0,5% et on le lave convena- blement. Ensuite on blanchit le fil pendant deux heures à 65 C. dans une liqueur contenant 0,2 le de peroxyde de sodium,
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0,24 d'acide sulfurique concentré (à 168 Tw) et 0,3 % de solution de silicate de sodium (à 1000Tw.), on le lave et on le sèche. Le fil est un bon demi-blanc et a un indice de solubilité de 3,9.
EXEMPLE 2.
On humecte à fond un petit lot de fil de lin, on le traite à 80 C., pendant une heure, dans une liqueur con- tenant 0,5 % de bisulfite de sodium et on le lave à fond.
Puis on traite le fil dans une liqueur d'hypochlorite neutre, on le rince, on l'acidifie, on le lave, on le blanchit dans une liqueur de peroxyde, on le lave et on le sèche, exacte- ment comme à l'Exemple 1.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour blanchir les matières textiles cel- lulosiques en les traitant au moyen d'une solution d'hypochlori. te maintenue dans une zone de pH sensiblement neutre et en les traitant ensuite au moyen d'une solution alcaline et d'un agent de blanchiment oxydant., ce procédé étant caractérisé en ce qu'avant le traitement au moyen de la solution d'hy- pochlorite neutre on traite les matières textiles cellulo- siques par une solution d'un agent réducteur.