BE429467A

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Publication number: BE429467A
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Description

MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements au blanchiment des textiles.

Cette invention est relative à des perfectionnements ou modifications au blanchiment des matières cellulosiques, notamment des 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 aussi employé dans des combinaisons de traitements de la nature susmentionnée, tant avant qu'aprèsles solutions d'hypo-

chlorite, des traitements au moyen de solutions alcalines contenant des peroxydes et des persels.

Ces divers procédés ont résulté dans une notable mesure d'un développement 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 blanchiment 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 évidemment 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 dans les solutions de soude caustique dans des conditions exactement spécifiées, et étant donné que c'est principalement la cellulose chimiquement dégradée qui se dissout dans ces conditions, des indices de solubilité élevés sont associés à une forte dégradation et des indices de solubilité peu élevés à des attaques légères. Les conditions et la méthode de détermination de l'indice de solubilité sont exposées dans un article de C. R.Nodder dans le périodique "The Journal of the Textile Institute", 1931, P.22, Tome 416.

Dans le brevet n? 425.908, on a décrit des procédés dans lesquels on blanchit les matières cellulosiques par des opérations comprenant au moins deux phases dans l'une desquelles on traite les matières cellulosiques au moyen d'une solution d'hypochlorite maintenue, à l'aide d'un

sel tampon soluble, dans une zone de pH sensiblement neutre, tandis que dans une ou plusieurs phases suivantes on traite les,matières cellulosiques au moyen d'un alcali et d'un agent de blanchiment oxydant, de préférence au moyen d'une solution alcaline contenant du peroxyde d'hydrogène. Des perfectionnements ou modifications à ces procédés sont décrits dans les brevets Nos. 428.611 et 428.871.

Lorsqu'on opère suivant les formes d'exécution préférées de ces pro- cédés plus anciens, il est possible de blanchir aux plus par- faites nuances de blanc sans notable dégradation de la cellulose.

Suivant la présente invention, un procédé pour blanchir des matières cellulosiques, notamment des fibres de 'liber, comme le lin, comprend la phase opératoire consistant à traiter les matières cellulosiques au moyen d'une solution d'hypochlorite sensiblement neutre à laquelle a été ajouté un composé d'ordinaire insoluble dans l'eau, mais susceptible d'être dissous par des acides faibles dilués, pour former une solution sensiblement neutre, cette phase opératoire étant suivie d'un traitement au moyen d'une solution alcaline con- tenant de préférence du peroxyde d'hydrogène.

Ces phases sont presque toujours précédées et sui- vies d'autres opérations. Par exemple, il est nécessaire que la matière textile à blanchir soit susceptible de s'humecter rapidement et uniformément sous l'action de la solution d'hy- pochlorite au moment où on applique celle-ci, et à cet effet on procède d'ordinaire à au moins un dégraissage avant le traitement à l'hypochlorite. Il est aussi nécessaire de laver les produits stades, et on constate généralement qu'on n'ob- tient guère les meilleurs résultats sans intercaler entre le traitement à l'hypochlorite neutre et les traitements alcalins subséquents un acidage en bain acide.

Le traitement préliminaire des produits, préalable au traitement à l'hypochlorite, peut être simplement une @

humectation complète à l'aide d'une solution d'agents d'humectation. Toutefois, de préférence, on soumet les produits à un dégraissage alcalin qui peut être modéré ou rigoureux, pourvu seulement qu'il rende les fibres facilement humectables par l'hypochlorite. Il est évident qu'on peut employer des traitements préliminaires de degrés de rigeur très différents. On a trouvé possible de combiner avec succès tous ces traitements différents aux caractéristiques fondamentales de l'invention, mais pour obtenir les meilleurs résultats il est nécessaire de régler les diverses opérations du procédé en fonction les unes des autres comme on l'expliquera ciaprès plus en détail.

A titre d'indication générale, on peut déclarer que des résultats satisfaisants ont été indiscutablement obtenus avec du fil de lin selon le procédé complet en employant des bains de dégraissage contenant 5 à 15 % de carbonate de sodium, rapportés au poids des produits textiles, et en les faisant agir pendant 2 à 3 heures à 65 - 85 C.

Avec des produits tissés, il est préférable, d'ordinaire, de dégraisser plus énergiquement en raison de l'état physique de la matière textile.

D'autres procédés de dégraissage impliquant l'emploi de liqueurs alcalines contenant du peroxyde d'hydrogène sont décrits dans le brevet n 428.871. Dans certains cas on peut préparer ces liqueurs au moyen de bains de blanchiment au peroxyde qui ont déjà été employés pour une charge de matières textiles précédente. Ces bains de dégraissage contenant du peroxyde d'hydrogène peuvent aussi être employés avec succès aux fins de la présente invention quand on veut produire un bon blanchiment avec seulement une faible perte de poids de matières textiles.

Les caractéristiques et l'emploi des bains de dégraissage sont décrits en détail dans des brevets antérieurs,et la seule choseà noter en l'occurrence est qu'on préfère mettre en présence pas plus d'environ 1 % de

peroxyde d'hydrogène par rapport au poids des produits textiles et employer les conditions d'alcalinité, de température et de temps indiquées ci-dessus, comme celles avantageuses pour des bains de dégraissage ne contenant pas de peroxyde.

Dans tous les dégraissages ci-dessus on peut régler la rigueur du dégraissage en faisant varier une ou plusieurs des conditions suivantes : concentrationd'alcali, rapport entre la liqueur et les produits textiles, températures et durées de traitement.

Après les dégraissages alcalins il faut bien laver les produits textiles avant de procéder au traitement à l'hypochlorite.

De préférence, on prépare la solution d'hypochlorite au moyen de poudre de blanchiment, de la manière connue. Ceci implique d'ordinaire une agitation énergique de la poudre de blanchiment avec de l'eau, pour produire une solution concentrée qu'on peut diluer à l'eau par la suite en vue de la préparation de la liqueur de traitement. Selon le procédé spécial de préparation et selon la nature de la poudre de blanchiment elle-même, la solution fraîche de réserve contient, en solution, des quantités de chaux variables. Pour les fins de la présente invention, on ajoute une quantité appropriée d'acide soit à la solution frarche de réserve, soit à la liqueur diluée, de manière que la liqueur diluée soit sensiblement neutre.

Il faut entendre ici par "sensiblement neutre" une région comprise entre environ une unité au-dessus et une unité en-dessous de 7 sur l'échelle des pH. On obtient de très bons résultats dans la partie inférieure de cette région et notamment aux environs de pH = 6,5.

Quand la liqueur neutre diluée est préparée, on ajoute un composé approprié insoluble dans l'eau. Naturellement, il va de soi que le composé insoluble et sa solution dans les

acides faibles ne doivent ni l'un ni l'autre exercer aucun effet nuisible sur les hypochlorites ni par réaction ni à la suite d'une action catalytique amorçant une décomposition. Comme composé approprié on emploie avec succès le carbonate de calcium, de préférence à l'état finement divisé. La quantité de l'addition n'est critique en aucune manière, mais on en emploie autant qu'il en faut pour conserver à la fin du traitement une certaine proportion de composé non-dissous ; ainsi qu'on emploie avantageusement 0,2 à 1 kilogramme par 100 litres de liqueur.

En dehors du carbonate de calcium, d'autres composés convenant pour les fins de l'invention sont les carbonates des autres métaux alcalino-terreux. On peut aussi employer les carbonates d'aluminium, de magnésium et de zinc.

Les propriétés des solutions d'hypochlorite neutres, préparées de la manière précitée, au point de vue de leur comportement vis-à-vis des matières cellulosiques, sont essentiellement les mêmes que celles des solutions d'hypochlorite neutres contenant un composé tampon soluble. Aussi les procédés d'application sont-ils analogues à ceux décrits dans le brevet n 425.908.

On n'entend pas discuter en détail toutes les caractéristiques citées dans ce brevet et on se bornera à spécifier ci-après les conditions préférées dans lesquelles on peut obtenir des résultats satisfaisants sans provoquer aucune dégradation chimique sensible de la cellulose- De préférence, la concentration de chlore disponible est comprise entre les limites de 1,5 et 5,0 grammes de chlore disponible par litre, et il faut appliquer la solution aux produits textiles en excluant sensiblement les rayons actiniques et à une température d'environ 15 C. et ne dépassant en aucun cas 20 C. La durée de traitement peut être variée notablement, mais pour les solutions mentionnées ci-dessus contenant environ

3,0 grammes ou davantage de chlore disponible par litre, on trouve qu'il est préférable de ne guère dépasser une demi-heure.

Il faut aussi régler la rigueur du traitement à l'hypochlorite en substance inversement à la rigueur du dégraissage. C'est ainsi qu'avec un dégraissage modéré on peut employer de l'hypochlorite contenant jusque 4,5 à 5,0 grammes de chlore disponible par litre, tandis que pour une matière dégraissée très énergiquement il faut employer une solution d'hypochlorite contenant 1,5 à 2,0 grammes de chlore disponible par litre.

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 de la plante, restant dans le fil après filage et couramment appelés "chenevotte". 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 bain d'hypochlorite est préparé au moyen de poudre de blanchiment.

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 et ils sont alors prêts pour le traitement au moyen de la liqueur alcaline. Ce traitement peut comprendre un échaudage habituel dans une solution de soude anhydre, exécuté suivant l'expérience courante, et dans ce cas il est suivi d'un traitement de blanchiment. Dans ce dernier cas, on emploiera les procédés d'application décrits dans le brevet 425.908 ainsi que plus haut dans la présente description.

Toutefois, de préférence, on emploie une liqueur alcaline contenant du peroxyde. De nombreux procédés pour préparer la liqueur de peroxyde ont été décrits dans les brevets précités. Par exemple, on peut la préparer en diluant des solutions de peroxyde d'hydrogène concentrées ou en dissolvant du peroxyde de sodium dans de l'eau ou dans un acide dilué. Vu qu'il est essentiel d'employer le peroxyde dans un état alcalin, on préfère préparer la liqueur à partir de peroxyde de sodium. De cette façon, on peut profiter de l'alcalinité apparaissant naturellement quand on dissout du peroxyde de sodium dans l'eau. S'il est admissible d'employer pour les matières textiles traitées une alcalinité caustique, on peut dissoudre le peroxyde de sodium dans l'eau ou dans une quantité d'acide dilué insuffisante pour neutraliser complètement le peroxyde employé.

Comme alternative, on peut complètement neutraliser le peroxyde de sodium et ajouter ensuite à la solution une quantité d'alcali appropriée. Toutefois, on trouve qu'il est préférable d'employer un bain de peroxyde ayant une alcalinité de carbonate sodique. On prépare très avantageusement une liqueur de cette nature en dissolvant le peroxyde de sodium dans de l'eau à laquelle on a ajouté la quantité chimiquement équiva.lente de bicarbonate de sodium, c'est -à-dire qu'on emploie une proportion en poids de 78 parties de peroxyde de sodium pour 168 parties de bicarbonate de sodium. Naturellement, il est possible d'apporter des modifications à cette proportion si on le juge avantageux.

Dans l'éventualité où l'on désire avoir une faible quantité d'alcali caustique, on peut employer un rapport de peroxyde de sodium au bicarbonate de sodium plus grand que celui spécifié ci-dessus.

D'autre part, quand il est essentiel que l'alcalinité caustique fasse défaut, on peut employer un excédent de bicarbonate pour empêcher qu'elle puisse se produire. En outre, on peut ajouter à la liqueur de peroxyde d'autres matières telles

que des agents d'humectation, et notamment des stabilisateurs comme le silicate de sodium, couramment employé.

Il est à noter que lorsqu'on prépare une liqueur de blanchiment au peroxyde, du genre précité, au moyen d'une solution de peroxyde de sodium et de bicarbonate de sodium, la présence de bicarbonate de sodium provoque parfois une dé- composition indûment rapide du peroxyde d'hydrogène, entraînant une diminution du pouvoir de blanchiment. L'expérience a mon- tré que cette décomposition inadmissible se produit générale- ment quand on emploie pour la préparation de la liqueur une eau douce. Lorsqu'on emploie de l'eau dure, il n'y a pratique- ment aucune décomposition inutile du peroxyde en l'absence de matières connues qui catalysent la décomposition et qui sont d'ordinaire écartées des liqueurs de peroxyde par les person- nes initiées au métier.

Aussi préfére-t-on employer une eau ayant quelques degrés de dureté, pour préparer les liqueurs de peroxyde pour les fins de la présente invention. Dans les cas où il faut absolument employer une eau douce, on ajoute à l'eau une quantité appropriée d'un sel de calcium ou de ma- gnésium soluble pour produire une eau artificiellement durcie.

La concentration de la liqueur de peroxyde et le temps et la température de son application sont susceptibles de variations dans de larges limites. Toutefois, dans les ap- plications pratiques, on a trouvé qu'il y a peu d'utilité à ac- croftre la concentration du bain au-delà d'environ 1/3 de vo- lume et qu'on obtient des résultats excellents en employant une liqueur obtenue en dissolvant 0,2 kilogramme de peroxyde de sodium dans 100 litres d'eau et en ajoutant ensuite 0,43 à 0,45 kilogramme de bicarbonate de sodium et 0,8 kilogramme d'une solution de silicate de sodium à 60 Tw.

L'excellence des résultats obtenus avec un bain comme celui indiqué ci- dessus, tant .au point de vue de la blancheur qu'au point de vue de la prévention d'une dégradation chimique de la fibre,

dépend dans une certaine mesure de la durée et de la tempé- rature du traitement. Bien qu'on ait mentionné ci-dessus qu'il est possible d'apporter des variations à ces facteurs, on constate qu'il y existe une certaine relation et qu'il ne faut pas dépasser certains chiffres maxima si l'on veut conserver la qualité de la fibre. C'est ainsi que, si l'ex- périence montre qu'on produit une fibre d'une certaine quali- té avec une certaine combinaison-de temps et de température, il faut s'attendre dans certaines limites à des résultats équivalents en employant une température moins élevée pendant un temps plus long.

Dans la pratique, il est habituellement le plus commode de normaliser la durée de traitement et de produire toutes variations qu'on veut apporter à la matière textile blanchie,en faisant varier la température. C'est ainsi qu'en employant unbain de la composition spécifiée ci- dessus,on trouve qu'une durée appropriée est trois heures.

Pour cette durée de traitement il n'est pas avantageux d'em- ployer des températures inférieures à 55 C. ou supérieures à 75 C. si l'on tient à maintenir à un niveau élevé la qualité de la matière textile. En observant ces limites, on est en mesure de produire une large gamme de variations quant à la blancheur de la matière textile en faisant varier la tempé- rature. Le rapport entre la liqueur et les produits textiles dépend dans une certaine mesure des conditions et des produits textiles, mais on trouve d'ordinaire que quinze litres de li- queur pour chaque kilogramme de matière textile donnent un bon résultat .

Lorsqu'on les traite de la manière indiquée ci-des- sus, toutes les catégories ordinaires de fil de lin sont blan- chies 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 reposent sur les mêmes principes généraux que ceux déjà spécifiés 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 alcalins.

Dans ce qui précède on a décrit trèsen détail les caractéristiques spéciales de la combinaison de phases conforme 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 blanchisseurs et des personnes familiarisées avec la technique des fibres cellulosiques, et qui sont nécessaires pour empcher des dégats 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 dégraisse une charge de fil de lin, pendant trois heures, à une température comprise entre 65 et 70 C., dans 15 fois son poids de liqueur contenant 0,6 % de soude anhydre, et on la lave ensuite à fond avant de la traiter par une solution d'bypochlorite.

Pour préparer la solution d'hypochlorite, on dilue

une solution fraîche de poudre de blanchiment préparée de la manière ordinaire, jusqu'à ce qu'elle ait une concentration de 3,7 grammes de chlore disponible par litre, et on ajoute suffisamment d'acide chlorhydrique dilué, en mélangeant énergiquement, pour neutraliser approximativement l'alcalinité.

Puis on ajoute de la craie à raison d'environ 0,2 kilogramme par 100 litres de liqueur. La valeur pH de la liqueur est alors de 7,2. On soumet le fil dégraissé à une opération de circulation sur asples ou sur rouleaux, dans cette liqueur, à la lumière atténuée, pendant trente minutes, à environ 15 C., et on le rince ensuite dans l'eau froide. Après l'opération de circulation, la valeur pH de la liqueur est de 7,1. puis on blanchit le fil dans une liqueur de peroxyde produite en dissolvant dans chaque portion de 100 litres d'eau 0,26 kilogramme de peroxyde de sodium et 0,56 kilogramme de bicarbonate de sodium et en ajoutant ensuite un demi-litre de solution de silicate de sodium à 84 Tw. On exécute ce blanchiment à environ 65 C., pendant trois heures, puis on lave le fil à fond et on le sèche.

L'indice de solubilité du fil séché est de 5,9.

EXEMPLE 2.

Dans cet exemple, la série de traitements, les durées et les températures sont les mêmes qu'à l'Exemple 1, excepté qu'on prépare la liqueur d'hypochlorite à partir de la liqueur usée de l'Exemple précédent, en ajoutant une quantité suffisante d'une solution franche neutralisée de poudre de blanchiment pour porter la teneur en chlore disponible à 3,5 grammes par litre, après quoi on ajoute 0,1 kilogramme de craie par 100 litres. La valeur pH de la liqueur est alors de 7,0. A la fin du traitement elle est de 6,9.

EXEMPLE 3. On dégraisse une charge de fil de lin pendant deux

heures et demie, à 65 C., dans dix fois son poids de liqueur contenant 0,5 $. de soude caustique, et on la lave soigneusement.

On prépare une solution d'hypochlorite en dissolvant une solution claire frafche de poudre de blanchiment jusqu'à ce qu'elle ait une concentration de 3,6 grammes de chlore disponible par litre. On ajoute ensuite, en mélangeant énergiquement, de l'acide chlorhydrique dilué, jusqu'à ce que la valeur pH tombe à environ 6,5, et on ajoute alors 0,3 kilogramme de carbonate de strontium par 100 litres. Un essai de la solution prise à cet état montre que le pH est égal à 6,4.

On soumet ensuite le fil à une opération de circulation dans cette liqueur pendant 30 minutes, comme à l'Exemple 1, après quoi on le rince, on l'acidifie, on le lave, on le blanchit et on le relave comme à l'Exemple 1. Apràs l'opération de circulation le pH de la liqueur d'hypochlorite est de 6,2.

L'indice de solubilité du fil blanchi séché est de 3,4.

Dans les exemples ci-dessus la couleur du fil séché est un demi-blanc. Si l'on voulait blanchir à une nuance de blanc plus complète, on pourrait, au lieu de sécher le fil, le soumettre à une série de traitements alcalins et phases de blanchiment plus modérés et produire ainsi un blanc complet.

Au lieuldu carbonate de calcium employé à l'Exemple 1 on pourrait employer l'un ou l'autre des carbonates des métaux alcalino-terreux ou le carbonate d'aluminium, de magnésium ou de zinc.

La présente invention représente un nouveau progrès dans la technique du blanchiment, étant donné qu'elle procure un moyen simple et efficace de maintenir la gamme de pH requise, avec moins de dérangements que dans les procédés connus jusqu'ici.

Vu qu'on peut réaliser nombre de formes d'exécution de l'invention, en apparence trèsdifférentes, sans sortir de son cadre, il est clair que l'invention n'est point limitée

par ses exemples d'exécution.

REVENDICATIONS

Claims

1.- Procédé pour blanchir les matières cellulosiques, caractérisé en ce qu'on traite les matières cellulo- siques au moyen d'une solution d'hypochlorite sensiblement neutre à laquelle a été ajouté un composé d'ordinaire insoluble dans l'eau, mais susceptible d'être dissous par des acides faibles dilués, pour former une solution sensiblement neutre, après quoi on procède à un traitement au moyen d'une solution alcaline et d'un agent de blanchiment oxydant 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le composé d'ordinaire insoluble dans l'eau mais susceptible d'être dissous par des acides faibles dilués est un carbonate des métaux alcalino-terreux.

3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on soumet la matière textile à un dégraissage préliminaire,de préférence dans un bain contenant du peroxyde d'hydrogène.

4. - Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les traitements finals au moyen d'une solution alcaline et au moyen d'un agent de blanchiment oxydant sont combinés, par exemple en un traitement au moyen d'une liqueur contenant du peroxyde d'hydrogène et du carbonate de sodium.

5. - Procédé pour blanchir les matières cellulosiques, consistant à soumettre la matière cellulosique à un dégraissage alcalin, à la traiter sensiblement à l'abri des rayons actiniques et à une température inférieure à 20 C. par une solution d'hypochlorite sensiblement neutre contenant 1,5 à 5,0 grammes de chlore disponible par litre, à laquelle on a ajouté 0,2 à 1 kilogramme de carbonate de calcium pour chaque portion de 100 litres de liqueur, et à procéder ensuite à un acidage, <Desc/Clms Page number 15> à un lavage et à un traitement au moyen d'une solution de peroxyde alcalin.

6. - Procédé pour blanchir les matières cellulosiques, en substance comme c'est décrit aux exemples cités.

7.- Matières cellulosiques blanchies, produites par le procédé spécifié à l'une ou l'autre des revendications précédentes.