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PREPARATION DE MATIERES COLORANTES SULFUREES DE L'INDOPHENOL,
A L'ETAT LIQU,IDE.
La présente invention se rapporte à des matières colorantes sulfu- rées de l'indophénol, à l'état liquide, et en particulier à un procédé per- fectionné pour effectuer la thionation dans la fabrication de ces colorants, ce qui permet d'obtenir un certain nombre d'avantages industriels très impor- tants.
Jusqu'à présent, dans la-,'fabrication des colorants liquides au sou- fre provenant de la thionation d'intermédiaires d'indophénols, la thionation a été suivie d'une opération de précipitation et (ou) de filtration, ce qui donne un gâteau de filtre-presse. La filtration a pour but d'enlever du co- lorant l'excès des polysulfures ou de leurs produits d'oxydation tels que l'hyposulfite de sodium et d'obtenir un gâteau de presse de colorant raison- nablement concentré, exempt de diluants et de polysulfures dans la masse de thionation.
On sait qu'il se produit des pertes de couleur dans les diverses opérations telles que les aérations, filtrations et manipulations du gâteau de presse, qu'il s'agisse de produits liquides, en pâte ou en poudre. L'opé- ration finale d'aération est souvent la cause principale de la perte de cou- leur. La filtration et les opérations annexes sont longues et coûteuses quant à la main d'oeuvre, outre les partes de produit que - cela comporte.
Un autre inconvénient caractéristique des anciens procédés de pro- duction des colorants liquides au soufre de l'indophénol est la quantité de solvant organique qu'ils exigent et qui constitue un poste important de dépen- se dans le procédé.
Le procédé perfectionné de thionation suivant l'invention remédie à ces divers inconvénients en évitant la nécessité de faire un gâteau de fil- tre-presse' et en augmentant en même temps le rendement en colorant d'une ma- nière sensible, ainsi que sa concentration dans la solution liquide. L'appli-
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cation du procédé perfectionné suivant l'invention permet également de ré- duire la quantité usuelle de solvant nécessaire dans une proportion attei- gnant 90 %. En d'autres termes ce procédé perfectionné ne demande qu'envi- ron le dixième de la quantité de solvant nécessaire jusqu'à.présent.
Une autre caractéristique industrielle avantageuse de la présen- te invention est l'augmentation très notable du rendement en colorant sul- furé de l'indophénol à l'état liquide. Le rendement est augmenté de 75 % ou plus, ce qui place le procédé dans une catégorie tout à fait différente du point de vue économique.
En outre, le procédé suivant l'invention permet une amélioration appréciable de concentration de la solution du colorant. Les colorants d'in- dophénol liquides produits par les procédés antérieurs étaient limités à une concentration de 5 à 7 % envrion, alors que les colorants liquides d'indo- phénols préparés suivant la présente inventibn permettent d'obtenir une con- centration d'environ 10 à 15 %, c'est-à-dire, en d'autres termes, sensible- ment double.
Les avantages ci-dessus et d'autres, qu'il est possible d'obtenir au moyen de la présente invention relativement aux anciens procédés indus- triels, reposent sur la découverte de l'utilisation, dans le stade de thio- nation, c'est-à-dire dans la formation initiale du colorant sulfuré de l'in- dophénol sous forme d'un produit de thionation fondu, d'un composé chimique tel que les sulfonates sodiques du toluène, du xylène, du cymène de la di- méthylaniline et dutétrahydronaphtalène oude leurs équivalents chimiques, qui possèdent la propriété d'augmenter la solubilité du colorant dans le produit liquide prêt pour la teinture. Un composé particulier entrant dans ce groupe et qui s'est montré industriellement avantageux et a donné d'ex- cellents résultats est le xylène sulfonate de sodium.
L'utilisation de ces composés spéciaux dans l'opération de thio- nation est particulièrement importante pour supprimer l'opération usuelle au filtre-presse et obtenir ainsi les importants avantages industriels mentionnés ci-dessus. En outre, l'incorporation de ces composés, par exem- ple le xylène sulfonate de sodium, dans la masse de thionation suivie di- rectement par la préparation de la solution liquide du colorant prêt pour la teinture, sans filtration, a pour résultat que ces composés restent dans la solution colorante finale et améliorent ainsi notablement la concentration du colorant restant en solution. En raison de la présence de ces composés et de leur action solubilisante, il est possible d'obtenir une augmentation marquée de la concentration maximum en colorant et d'éviter la précipitation habituelle des colorants solides.
On obtient ainsi une solution constante de colorant de concentration élevée.
Un autre aspect du procédé suivant la présente invention, sur le- quel il convient d'attirer l'attention, est sa portée particulière en ce qui concerne les colorants sulfurés de l'indophénol difficilement solubles. Il était jusqu'ici indispensable de filtrer ces colorants, ce qui présentait les problèmes spéciaux qu'on a exposés. Seule la présente invention a permis de remédier à ces difficultés et ces limitations qui caractérisent ces co- lorants et d'obtenir les améliorations substantielles de rendement, de con- centration du colorant, la suppression de la formation d'un gâteau de filtre et l'amélioration générale de la qualité du produit.
Dans les exemples suivants, la formule et le procédé de thionation sont réglés de manière à donner un colorant dans lequel la thionation est complète avec production d'une masse fondue qui, la thionation terminée, peut alors être traitée directement pour donner une solution liquide prête pour la teinture de colorant sulfuré de l'indophénol, en supprimant les opérations habituelles de précipitation, de filtration et de manipulation des gâteaux de presse. L'incorporation des composés chimiques spéciaux dans l'opération de thionation présente cet autre avantage que leur présence après la thiona- tion facilite la préparation ultérieure du colorant liquide prêt à l'emploi.
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EXEMPLE 1 - NOIR D'INDOCARBONE - PROTOTYPE n 126.
On charge 240 parties de para-hydroxy-phényl-bêta-naphtylamine dans 150 parties d'eau contenant 100 parties de métaxylène sulfonate de sodium et 100 parties d'éther monoéthylique du diéthylène glycol, 120 parties de sulfite de sodium en paillettes et 212 parties de soufre broyé. On fait bouillir au reflux pendant 24 à 36 heures. La masse fondue est alors prête à être étendue et normalisée à la concentration et l'alcalinité voulues. Dans la formule ci- dessus, la quantité de solvant utilisée est inférieure à 10 % de la quantité normalement nécessaire. On notera également que la teneur en soufre de la for- mule est très inférieure à la teneur normale. On constate que la majeure par- tie du soufre est consommée dans la thionation, de sorte qu'il n'y en a pas un grand excès, comme c'était le cas avec les procédés antérieurs de thiona- tion.
Le fait que le soufre est largement consommé dans la thionation permet d'utiliser la masse fondue directement pour la préparation du colorant liqui- de prêt pour la teinture. Un exemple type de solubilisation de la masse fon- due est le suivant: 150 parties de la masse fondue ci-dessus étendues de 178 parties d'eau, 12 parties de sulfite de sodium en paillettes et 80 parties d'hydrosulfite de sodium à 40 %. On obtient un liquide aqueux fluide qui con- stitue la solution prête pour la teinture du colorant. Une teinture à 20 % de ce colorant sur du coton teint donne des nuances pleines sans addition d'au- tres produits chimiques quelconques, sauf le sel normalement utilisé pour épuiser les bains de colorants au soufre.
EXEMPLE 2 - BLEU HYDRON.
On charge 240 parties de carbazol-indophénol sous forme d'une pâte humide dans 350 parties d'éther monoéthylique du diéthylène glycol, 350 par- ties de méta-xylène sulfonate de sodium, 260 parties de sulfite de sodium en paillettes et 400 parties de soufre. On chauffe lentement cette masse à l'ébul- lition et on l'évapore à un point d'ébullition de 105 C. On poursuit le reflux à 104-106 C. pendant 24 à 36 heures. On obtient une masse fondue qu'on peut utiliser directement pour la préparation d'un colorant liquide Bleu Hydron prêt pour la teinture. On prépare ce colorant liquide à partir de la masse fondue de la manière décrite dans l'exemple ci-dessus. Ce colorant teint à la fois en bain de soude caustique hydrosulfite de sodium et en bain formé de la solution prête à l'emploi du colorant dans le sulfite.
La nuance est notable- ment plus verte et plus vive que celle obtenue par le procédé normal de fa- brication.
EXEMPLE 3 - BLEU BRILLANT - INDICE DE COULEUR N 961
On mélange 567 kg. de phényl-p-amino-p-hydroxydiphénylamine (ou l'indophénol correspondant) avec 400 kg. de "Carbitol", 400 kg. de xylène sulfonate de sodium, 300 kg. de sulfite de sodium en fragments, 500 kg. de soufre broyé et environ 1600 kg. d'eau. On chauffe cette masse en agitant et on l'évapore à 106 C., puis on la soumet au reflux pendant 40 à 48 heures.
La masse fondue est alors prête à être solubilisée par l'addition de 3.300 kg. d'eau, 450 kg. de xylène sulfonate de sodium, 550 kg. de liqueur causti- que à 50 % et 2.360 kg. d'une solution d'hydrosulfite de sodium à 42%. On obtient une solution aqueuse fluide du colorant au soufre bleu brillant, d'une nuance très vive, verdâtre et donnant des teintures plus régulières que le colorant préparé de la manière ordinaire. La production de ce colo- rant n'est pas accompagnée des ennuis tels que le goudronnage du colorant au cours de la thionation. Il n'est pas nécessaire de mettre le colorant sous forme d'un gâteau de filtre-presse, à moins qu'on ne désire le produire sous forme de pâte ou de poudre.
Le rendement en colorant est inhabituelle- ment élevé en raison de la suppression de la précipitation, de la filtration, des manipulations des gâteaux de presse, des poudres sèches, etc..., et d'une manière générale des pertes habituelles dues aux précipitations. On peut ainsi traiter en une seule opération des matières donnant un total de plus de 11 tonnes de couleur liquide.
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EXEMPLE 4 - BLEU HYDRON G - INDICE DE COULEUR N 971
On peut préparer cette couleur par un procédé de thionation sem- blable à celui de l'exemple 2. Le colorant doit être appliqué aux tissus en bain de soude caustique-hydrosulfite de sodium du fait que le colorant ne teint pas en solution réductrice au sulfite de sodium.
EXEMPLE 5 - BRUN-ROUGE AU SOUFRE.
Il existe un groupe d'intermédiaires qui possèdent la structure de la p-hydroxy-diphénylamine et sont utilisés pour préparer des brun-rouges de bonne solidité au lavage, au chlore et à la lumière. La thionation ordi- naire de ces intermédiaires se fait en présence de solvants tels que l'alcool butylique ou certains des esters alcoyliques du mono- ou du di-éthylène gly- col comme le "Cellosolve" ou le "Carbitol". Ce groupe d'intermédiaires se prê- te bien à la thionation au moyen des composés chimiques décrits dans l'inven- tion. Une fusion-type comporte la dissolution de 150 parties de p-hydroxydi- phénylamine dans 200 parties d'eau contenant 75 parties de "Carbitol", 75 parties de xylène-sulfonate de sodium et 100 parties de sulfite de sodium à 60 %.
On ajoute ensuite 175 parties de soufre broyé et on agite la masse fon- due à 90 C. pendant 2 heures. On évapore ensuite à 110-115 C. et on chauffe au reflux jusqu'à obtention de la teinte désirée, déterminée par des essais de teinture. La masse fondue concentrée est un liquide homogène complètement exempt de matières goudronneuses et convenant très bien pour fournir un colo- rant liquide prêt pour la teinture. On peut citer à titre d'exemples d'in- termédiaires similaires pouvant être utilisés pour donner des brun-rouges de solidité analogue la p-méthyl-p'-hydroxy-diphénylamine, la p-alcoxy-p'-hydro- xy-diphénylamine, etc.
Dans les exemples qui précèdent, le composé chimique utilisé pour obtenir les résultats améliorés de l'invention est le xylène sulfonate de sodium, mais il est bien entendu que ce n'est là qu'un exemple illustratif et qu'on peut utiliser les sulfonates sodiques des autres composés mention- nés ci-dessus et des composés chimiques équivalents, lesquels entrent dans le cadre de la présente invention.