: Procédé d'opacification de matières
textiles en polyester et Matière textile opacifiée obtenue La présente invention concerne une matière textile contenant des fibres polyesters et possédant une excellente opacité, ainsi qu'un procédé d'opacification de ratières textiles contenant des fibres polyesters.
On sait depuis longtemps que des matières textiles, c'est-à-dire des fils obtenus par filage,
des filaments extrudés, des étoffes tissées, des étoffes tricotées, des matières non tissées et analogues, peuvent être opacifiées par addition de divers oxydes métalliques, par exemple de bioxyde de titane. Lorsque l'opacité d'une matière textile fine est augmentée, le pouvoir couvrant de la matière est fortement amélioré, sans augmentation de poids et de coût due 3
un substrat plus lourd et plus serré. De manière analogue, lors de cette augmentation de l'opacité d'une matière textile, il est très souhaitable sinon indispensable que les caractéristiques de toucher ne soient pas modifiées au point que la matière devienne inutilisable pour la fabrication de vêtements par exemple, et la meilleure opacité doit être conservée après des - lavages ou nettoyages à sec répétés.
Le bioxyde de titane est une matière qui convient à l'augmentation de l'opacité d'une matière textile. L'addition de bioxyde de titane à un filament polymère synthétique a souvent été réalisée par addition de la matière au polymère fondu avant l'extrusion des filaments. Ces techniques provoquent une dispersion du bioxyde de titane dans toute la section du filament. Les étoffes, les fils obtenus par filage, les nappes non tissées, les filaments extrudés et analogues, ont été traités après leur formation, le bioxyde de titane ayant été appliqué à la surface des matières textiles
à partir de bains de revêtement, par pulvérisation, par trempage ou analogue, donnant différents effets et notamment une opacification. En particulier, lorsque le bioxyde de titane a été utilisé pour l'amélioration de la blancheur ou de l'opacité d'une matière textile,
un liant adhésif a été incorporé comme principal
agent de fixation sur la matière textile, destiné à donner une bonne durabilité, à la fois contre la
perte de poussière, c'est-à-dire le retrait du pigment par déformation de la surface, et à la suite d'opérations répétées de lavage et de nettoyage à sec. Cepèndant, lorsqu'une quantité suffisante de bioxyde de titane est ajoutée en général afin que l'opacité
du substrat soit accrue notablement, la quantité de liant nécessaire jusqu'à présent a provoqué la forma'tion d'un substrat très rigide. Dans les opérations d'application au tampon, le bioxyde de titane migre aussi pendant le séchage si bien que le pigment n'est pas réparti uniformément à la surface du substrat.
Des liants adhésifs et le bioxyde de titane soit sous forme d'un sel de titane, soit sous forme d'un pigment, ont été utilisés jusqu'à présent dans des dispersions, des solutions ou des émulsions avec d'autres ingrédients et ont été mis au contact de la matière textile en vue de leur application normale. La matière subit ensuite un traitement qui favorise l'adhérence des différents ingrédients.
On connaît déjà l'utilisation de sels de titane dans des dispersions appliquées à des matières textiles telles que l'acétate de cellulose, la rayonne et analogue, pour les décatir. L'application d'oxydes métalliques destinés à décatir un substrat cellulosique a mis en oeuvre de façon classique un sel métallique dans la dispersion, le sel étant ensuite traité par un acide afin que des ions métalliques soient libérés et se fixent sur le substrat dans des conditions acides. En fait, ces opérations ont été réalisées historiquement entièrement dans des conditions acides. D'autres techniques ont été utilisées de manière analogue pour l'application du bioxyde de titane à des matières textiles. Des techniques de migration ont été mises en oeuvre, avec des particules de bioxyde de titane dont la dimension ait été inférieure ou égale à 0,1 micron.
Dans ces procédés, le bioxyde de titane a une dimension particulaire telle qu'il est incolore, et il est appliqué afin qu'il empêche la salissure des matières textiles sans aucun effet de blanchiment. En d'autres termes, l'opacité n'est pas améliorée.
Bien que toutes les techniques précitées aient été utilisées en fait pour l'application de bioxyde de titane ou d'autres oxydes métalliques sur des substrats textiles, aucune d'elles ou aucune combinaison n'a concerne le problème résolu selon l'invention, c'est-à-dire la formation d'une excellente matière textile contenant des fibres polyesters, ayant été rendue plus opaque au passage de la lumière, la matière ajoutée pour l'opacification étant liée au substrat sans liant adhésif constituant l'agent essentiel de
<EMI ID=1.1>
textile, celle-ci étant cependant très durable lorsqu'elle est soumise à des opérations répétées de la-
<EMI ID=2.1>
d'autres opérations de finition des matières textiles. Selon une caractéristique: très importante, des quantités relativement importantes de pigment peuvent être ajoutées au substrat textile sans que le toucher obtenu soit rêche.
Ainsi, l'invention concerne une matière textile contenant des fibres polyesters, ayant une excellente opacité, ainsi qu'un procédé de préparation d'une telle matière.
Elle concerne aussi des matières textiles contenant des fibres polyesters dont l'opacité vis-àvis de la transmission de la lumière est accrue et ayant de bonnes propriétés au toucher, ainsi que leur procédé de préparation.
Elle concerne aussi un procédé de fixation de bioxyde de titane sur une matière textile polyester, à partir d'un bain et en l'absence d'un liant constituant l'agent principal d'adhérence, ainsi que les produits obtenus par mise en oeuvre de ce procédé.
Elle concerne aussi un procédé de migration de bioxyde de titane par application sur une matière .textile polyester dont l'opactité est accrue sans effet nuisible sur les caractéristiques de toucher de la matière, ainsi que les produits obtenus par mise en oeuvre de ce procédé.
Elle concerne aussi une matière textile ,contenant des fibres polyesters qui non seulement a
de meilleures caractéristiques d'opacité, compte tenu de la quantité de bioxyde de titane ajouté, par rapport aux produits connus, mais encore présente des facilités de nettoyage et "cache" la présence de salissures sur l'étoffe.
L'invention concerne de façon générale une matière textile contenant des fibres polyesters.- ayant d'excellentes caractéristiques d'opacité et de toucher, cette matière comprenant un substrat qui contient des . fibres polyesters ; les fibres textiles ont été revêtues de particules de bioxyde de titane dont la dimension particulaire moyenne est d'au moins 0,18 micron environ, en quantité pouvant atteindre 20 % en poids environ, la durabilité de la fixation des particules sur les fibres textiles, en l'absence d'un liant constituant un agent essentiel de fixation, étant telle que 50. % au moins des particules restent liés à la surface des fibres textiles après cinq lavages normalisés, c'est-à-dire correspondant à la norme de the American Association of Textile Chemists and Coloriais (AATCC).
En outre, selon l'intention et comme l'indiquent les photographies des dessins, les particules sont placées sur la matière textile de manière qu'elles ne forment pas un nombre important d'agglomérats entre les fibres textiles.
L'invention concerne aussi un procédé des-
<EMI ID=3.1> tenant des fibre? polyesters, le procédé comprenant la formation d'une dispersion aqueuse d'un pigment
de bioxyde de titane dont la dimension particulaire est au moins d'environ 0,18 micron, la mise en contact de la matière textile avec la dispersion aqueuse, sous agitation et à un pH inférieur à 7,5 environ, de manière que le pigment migre de la dispersion sur la matière textile, puis le fixage à chaud de la matière textile.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels les figures 1 à 8 sont des photographies de fibres polyesters traitées selon l'invention ou non (figure 4).
La matière textile contenant des fibres polyesters selon l'invention peut être sous forme de fils ou de filaments, sous forme d'une étoffe tissée
<EMI ID=4.1>
matière textile peut contenir au moins 10 % en poids environ et de préférence au moins 40 % en poids environ de fibres polyesters.'Toutes les matières textiles polyesters, et notamment le polyester texture à 100 %, conviennent particulièrement bien comme substrats textiles des produits selon l'invention..
Les particules de bioxyde de titane selon l'invention peuvent être sous forme d'un pigment, peuvent avoir la structure cristalline du rutile ou
de l'anatase, et peuvent avoir des revêtements d'alumine ou de silice. L'invention concerne évidemment
la formation d'une matière textile polyester ayant
une excellente opacité. La dimension particulaire du pigment de bioxyde de titane, sous cette forme, doit être d'au moins 0,18 micron environ afin qu'un pouvoir couvrant amélioré de la matière textile soit obtenu avec cette caractéristique d'opacité. En conséquence, le bioxyde de titane convenant selon l'invention doit <EMI ID=5.1>
donne un effet de blanchiment de la matière textile. La quantité de particules de bioxyde de titane qui peut être placée sur la matière textile sans perte notable de poussière et avec une bonne durabilité lors d'opérations de lavage et de nettoyage à sec, même en l'absence d'une petite quantité d'un liant adhésif externe, peut atteindre 7 % du poids de la matière textile.
Des quantités de bioxyde de titane pouvant atteindre 20 % du poids de la matière textile peuvent être appliquées avec une faible perte seulement de poussière en l'absence totale d'un liant adhésif et, lorsque des quantités aussi importantes de pigment doivent être appliquées, une petite quantité de liant, par exemple d'environ 2 % en poids ou moins, peut être appliquée comme moyen secondaire de fixation de manière que les pertes de poussière soient réduites au minimum ou éliminées et que la' durabilité soit améliorée vis-
<EMI ID=6.1>
Le procédé de l'invention est de préférence mis en oeuvre par dispersion d'un pigment de bioxyde de titane dans un milieu aqueux ayant un pH basique, si bien que la dispersion reste stable en l'absence d'agitation. La matière textile contenant des fibres polyesters est mise au contact de la dispersion aqueuse, avec agitation relative entre la dispersion et là matière textile. Lorsque celle-ci se trouve dans le dispersion et dans des conditions d'agitation, le pH de
la dispersion est réduit progressivement jusque une valeur inférieure à 7,5 environ, le pigment commençant alors à nigrer de la dispersion sur la matière textile. La totalité du passage du pigment du bain se manifeste par une clarification de celui-ci.
Alors que, dans un mode de réalisation avantageux de procédé, le pH de la dispersion peut
être réduit progressivement, par tout moyen commode, par exemple par addition contrôlée d'un acide ou par formation in situ d'un acide, un composé capable de dégager un acide est de préférence ajouté à la dispersion qui nécessite l'utilisation d'un agent extrinsèque quelconque de dégagement de l'acide. L'utilisation de ces composés qui dégagent un acide permet une opération plus sure et un meilleur réglage de .la réduction du pH du bain. Dans un cas.très avantageux, une substance capable de dégager un acide, par exemple la butyrolactone, est incorporée à la dispersion qui, lorsqu'elle est chauffée, dégage de l'acide et abaisse progressivement le pH de la dispersion.
Dans un mode de réalisation très avantageux, un pigment de bioxyde de titane dont la dimension particulaire est d'environ 0,2 micron, est dispersé dans
<EMI ID=7.1>
sion contienne environ 5 % de bioxyde de titane par rapport au poids de la matière textile, le bain ayant un pH d'environ 9. La matière textile est alors mise au contact de la dispersion, sous agitation relative continue, et de la butyrolactone, un colorant et des agents auxiliaires de teinture sont ajoutés au bain. La température du bain est alors progressivement accrue
<EMI ID=8.1>
le pH de la dispersion diminuant progressivement jusqu'à 4,7 environ. Lorsque l'acide se forme et lorsque le pH s'abaisse au-dessous de 7,5 environ, le bioxyde de titane commence à migrer sur la matière textile. Lorsque le pH atteint 4,7 et pour une température du bain de 130[deg.]C, la dispersion devient limpide, indiquant une migration presque totale du bioxyde de titane. La matière textile qui porte le bioxyde de titane est
<EMI ID=9.1>
Le bioxyde de titane est alors lié de façon durable à la ratière textile, dans les conditions utilisées en pratique, même en l'absence d'un liant adhésif externe constituant un agent essentiel de fixation. La matière textile est ainsi rendue plus opaque, pour un prélève-ment approximatif de 5 % en poids de bioxyde de titane par exemple, avec une faible modification du toucher de l'étoffe. La matière textile peut alors subir un traitement supplémentaire afin qu'elle résiste à la salissure, qu'elle résiste au plissage ou qu'elle possède des propriétés analogues sans modification nuisi-
<EMI ID=10.1>
terne ne soit nécessaire à la formation d'une liaison durable, de petites quantités d'un liant adhésif externe, par exemple 2 % environ ou moins en poids, peuvent être appliquées à la matière afin que la durabilité de la liaison des particules au substrat textile soit accrue. Cependant, même lorsqu'un liant adhésif est appliqué, la quantité nécessaire en général est faible si bien que les propriétés de toucher de la matière peuvent ne pas être modifiées au point de rendre la matière impropre aux applications prévues.
La matière textile contenant des fibres polyesters obtenue par mise en oeuvre de ce procédé peut être caractérisée par une opacité qui est à peu près le double de celle des échantillons témoins non traités. Par exemple, on mesure les propriétés de réflexion (valeur L) sur fond blanc et sur fond noir, d'échantillons, à l'aide d'un appareil de mesure de différences de couleur "Hunter" et on exprime l'opacité sous forme de la différence des valeurs L obtenues
<EMI ID=11.1>
valeur AL égale à 100 alors qu'un échantillon totalement opaque donne une valeur AL égale à 0. En conséquence, les matières contenant des fibres polyesters traitées par mise en oeuvre du procédé de l'invention ont une valeur AL qui est à peu près égale à la moitié de celle du témoin non traité. Comme les particules de
<EMI ID=12.1>
en l'absence d'un liant constituant un agent essentiel de fixation, la meilleure opacité est obtenue sans effet nuisible sur les caractéristiques de toucher de la matière.
On détermine de façon générale que les particules de bioxyde de titane du produit selon l'invention sous forme d'une matière textile revêtent environ
<EMI ID=13.1>
face de la matière textile. Le revêtement peut être déterminé quantitativement par examen de micrographies électroniques d'une matière textile. Lorsqu'aucune particule n'est Liée à la surface et lorsque la surface est pratiquement dépourvue de particules de pigment, le revête-ment a une étendue égale à 0. Lorsque
la matière textile est totalement recouverte de particules et lorsqu'on ne voit pas le substrat des fibres, sur une micrographie électronique, l'étendue du revêtement est égale à 100 %, bien que, en pratique, un indice aussi élevé de revêtement ne soit pas nécessaire sans doute dans un produit textile. De manière analogue, lorsque la moitié environ du substrat des fibres est visible sur une micrographie, l'étendue du revêtement est de 50 %, etc.
Les produits selon l'invention présentent de façon générale un revêtement meilleur que celui des produits connus, pour une même quantité pondérale de bioxyde de titane, à la surface du produit. Cette amélioraticn qui est tout à fait surprenante est obtenue probablement parce que les particules de.pigment ont
de façon générale une répartition plus régulière à la surface de la matière textile obtenue selo.. l'invention que dans le cas des produits textiles connus.
Bien que cette répartition régulière soit difficile
à représenter quantitativement ou même à décrire verbalement, on s'en rend compte clairement visuellement par comparaison des micrographies jointes placées côte
<EMI ID=14.1>
duits selon l'invention avec des grandissements de 470,
950 et 1900, ces produits étant formés par mise en oeu-vre du procédé et des matières indiquées dans l'exemple 1, à la différence près que le pigment est du type "Titanox" 1070 fabriqué par NL Industries. La répartition régulière des particules à la surface de la matière textile apparaît clairement et apparaît encore mieux en comparaison de la figure 4 qui représente une fibre obtenue par un procédé connu d'application au tampon, mis en oeuvre avec le même pigment, 5 % environ de bioxyde de titane, par rapport au poids de l'étoffe, étant appliqués. Le pigment est appliqué au tampon, séché puis cuit. La figure 4 qui correspond à peu -près au même grandis sèment que la figure
1, montre que les particules présentent une agglomération notable et celle-ci apparaît surtout aux interfaces des fibres. Au contraire, comme l'indiquent les figures 1 à 3, l'agglomération des particules est minimale, la dimension moyenne des agglomérats étant inférieure à 25 particules primaires environ.
Bien que les figures 1 à 3 représentent des produits préparés en laboratoire dans des conditions idéales (de même que le produit de la figure 4), l'agglomération des particules à la surface des produits selon l'invention
(représentée sur les figures 5 et 6 avec des grandissements de 950 et 1900) est certainement minimisée même dans les conditions de production, les dimensions moyennes des agglomérats étant en général inférieures à 50 particules primaires environ par agglomérat, bien qu'on puisse observer des agglomérats moyens plus gros dans certaines applications. En outre, la dimension moyenne des agglomérats peut varier avec la définition de ce qu'on appelle "agglomérat".
Dans tous les cas, on considère que la caractéristique de la réduction au minimum de l'agglomération, obtenue selon l'invention, apparaît clairement par l'examen visuel des micrographies jointes. Cette réduction au minimum de l'agglomération reste en outre une caractéristique du produit même après les opérations de finition ou d'apprêt, comme indiqué sur les figures 7 et 8 qui correspondent à des grandissements de 450 et 1900.
On observe, en plus des excellentes caractéristiques de pouvoir couvrant, d'opacité et de toucher des produits selon l'invention, que, de façon peut-être plus importante, les particules
de bioxyde de titane sont liées de façon très durable à la surface même en l'absence d'un liant constituant l'agent essentiel de fixation, bien que des petites quantités d'un liant adhésif externe puissent être ajoutées au produit comme agent secondaire de fixation, le cas échéant. On n'a pas déterminé avec précision comment s'effectue cette liaison durable avantageuse, mais il suffit de noter que les particules adhèrent durablement à la surface de la matière textile. Ainsi, la liaison formée est durable en l'absence d'un liant constituant un agent essentiel de fixation, et cette caractéristique de durabilité peut être mesurée par traitement des produits textiles au cours des lavages normalisés AATCC. Un tel lavage normalisé est décrit dans la
<EMI ID=15.1>
Manual of the American Association of Textile chemists and Colorists, vol. 53, p. 253 (1978) , et est bien connu des spécialistes du textile. Bien qu'on puisse apprécier que la durabilité de la liaison dépende de
<EMI ID=16.1>
initialement, le procédé d'application, la composition du substrat et la présence sur la matière
de liant ou d'autres additifs, de façon générale, les produits selon l'invention se caractérisent en ce que 50 % environ et de préférence 70 % environ
en poids au moins des particules de bioxyde de titane restent liées a la surface des fibres textiles après cinq lavages normalisés AATCC. Dans certaines applications avantageuses, la durabilité de la liaison peut même être supérieure, par exemple corres-pondant à 80 % environ et même plus après cinq lavages AATCC.
Les matières textiles formées selon l'invention peuvent en outre être caractérisées par certaines propriétés avantageuses supplémentaires, dans un produit textile.Par exemple, les produits présentent de façon générale de meilleures caractéristiques de "séchage à plat", par rapport aux produits connus dans lesquels un liant est utilisé comme agent essentiel de liaison des particules à la matière textile. Les produits selon l'invention présentent aussi d'excellentes propriétés d'absorption d'humidité, par rapport aux produits connus. Les caractéristiques de non rétention de salissure des produits selon l'invention sont aussi nettement améliorées par application de l'un quelconque des agents connus de non rétention de salissure, par rapport aux produits
<EMI ID=17.1>
lisé puisque les propriétés de la plupart ou la totalité des produits connus en général sont des inconvénients du point de vue de la non rétention des saletés.
On considère maintenant plus en détail
des modes de réalisation avantageux du procédé de l'invention. Dans le contexte de l'invention, les matières textiles contenant des fibres polyesters qui. peuvent être traitées pour la formation d'un produit ayant une excellente opacité, peuvent être des fils formés par filage, des filaments extrudés, des étoffes tissées, des étoffes tricotées, des nappes non tissées et analogues. Evidemment, dans le cas de l'utilisation de mèches telles que des fils ou des filaments extrudés, l'opacité apparaît par elle-même et se reflète dans un substrat formé avec ces fils, par exemple
par tissage, tricotage, technique de formation de non-tissés et analogues. Les filaments extrudés euxmêmes ou sous forme d'étoffes ou de nappes peuvent avoir une section arrondie ou de préférence une section non arrondie, par exemple multilobée et ils sont de préférence texturisés. Les termes "texture" et
<EMI ID=18.1>
façon interchangeable pour désigner un fil filamentaire continu et lisse par ailleurs qui a subi un crêpage, un bouclage, un plissage ou un gaufrage
par l'une quelconque des techniques bien connues, au nombre d'au moins une douzaine, qui sont destinées à donner de meilleures propriétés, par exemple d'élasticité, de gonflant, d'absorption et/ou de toucher.
Les fils texturés les plus avantageux selon l'invention sont ceux qui sont formés par fausse torsion du fil, sur l'un des métiers bien connus et très utilisés de formation de fil élastique par fausse torsion, par exemple les métiers fabriqués par ARCT, Barmag, Berliner, Davide, Giudici et autres. Parmi les nombreux avantages des étoffes formées avec des fils texturés
<EMI ID=19.1>
simulent certaines des caractéristiques des étoffes formées avec des fils obtenus par filage et qu'elles donnent certaines caractéristiques avantageuses supplémentaires telles qu'une meilleure résistance au pliage et à l'égrugeage, une meilleure conservation de leur configuration, une meilleure durabilité et un aspect plus uniforme.
Dans le cadre de l'invention, l'expression "fibres polyesters se rapporte à tout ester polymère
<EMI ID=20.1>
ter est de façon classique le produit de la réaction d'un acide dicarboxylique ou d'un dérivé formateur d'ester d'un tel acide, et d'un glycol, par exemple le téréphtalate de diméthyle et l'éthylèneglycol,
se condensant en formant un polymère du glycolester de l'acide carboxylique. Un tel polyester peut aussi contenir d'autres ingrédients destinés à donner aux filaments qui sont extrudés ultérieurement de bonnes propriétés de retenue de teinture, de bonnes propriétés antistatiques, des propriétés retardatrices d'inflammation et analogue.
Lors de l'application du bioxyde de titane qui, comme indiqué précédemment, doit avoir une dimension particulaire moyenne d'au moins 0,18 micron environ, une bonne dispersion peut être réalisée dans des conditions basiques et reste stable pendant de longues périodes. Lorsque le pH de la dispersion est modifié vers le côté acide, le bioxyde de titane commence à migrer. La réduction progressive du pH de la dispersion assure une application très uniforme du bioxyde de titane sur la matière textile. En fait, il est tout à fait surprenant que des quantités relativement importantes de bioxyde de titane puissent migrer sur la matière textile par mise en oeuvre des techniques selon l'invention alors crie la matière conserve un bon toucher convenant aux vêtements.
De manière analogue, on note de façon surprenante que le pigment est durable lorsque la matière est soumise à des opérations de lavage et de nettoyage à sec répétées, sans que des liants adhésifs soient utilisés pour assurer essentiellement la liaison des particules à la surface de la matière textile.
Lorsqu'une dispersion initiale a un pH acide, une agitation est nécessaire afin que la dispersion conserve la stabilité convenable. De manière analogue, l'uniformité du dépôt du pigment de bioxyde de titane parait réduite lorsque la dispersion initiale a un pH basique.
Bien que l'invention ne soit pas limitée par une théorie particulière, on suppose que le pigment de bioxyde de titane commence à migrer à partir de la dispersion à son point isoélectrique auquel la charge électrique portée par les particules de bioxyde de titane passe d'une valeur négative à une valeur positive. De toute manière, lorsque le pH de la disper-sion devient de l'ordre de 7,5 ou moins, la migration commence. Une réduction progressive du pH.de la dispersion permet au pigment d'adhérer à la matière tex-
<EMI ID=21.1>
une précipitation faible ou nulle du pigment dans le bain. Une réduction trop rapide de pH perturbe l'application uniforme du pigment sur le substrat et
tend à supprimer la stabilité de la dispersion.
Une dispersion convenable de pigment de bioxyde de titane dans de l'eau peut être obtenue par tout procédé convenable. Par exemple dans un mode de réalisation avantageux, le pigment peut être dispersé préalablement dans une solution basique diluée, ou il peut être ajouté directement au milieu aqueux basique. Des matières basiques qui conviennent sont par exemple, à titre non limitatif, l'ammoniaque, la soude et analogue. Ensuite, une agitation assure la dispersion du pigment dans le milieu comme l'indique une apparence laiteuse, et la dispersion reste stable. Selon l'invention, la quantité de pigment de bioxyde
de titane dans la dispersion peut être comprise entre environ 1,0 et 20 % du poids de la matière textile à traiter, ce pourcentage étant de préférence compris entre environ 3 et 7 % . On ajoute jusqu'à 7 % de bioxyde de titane par rapport au poids de la matière textile sur une telle matière sans perte de poussière et avec une bonne durabilité lors d'opérations de lavage et de nettoyage à sec. De la même manière, on ajoute jusqu'à 20 % environ, par rapport au poids de la matière textile, avec formation de faibles pertes seulement de poussière.
Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est très souhaitable que la dispersion et la matière textile soient en déplacement relatif constant. L'opération peut être réalisée par agitation continue de la dispersion ou par déplacement de la matière textile ou selon ces deux procédés. Comme indiqué précédemment, comme le procédé de l'invention est compatible avec les opérations de teinture, il peut être mis en oeuvre dans un appareil industriel de teinture, par exemple un appareil de teinture de câbles à jets d'eau dans lequel la matière textile est manipulée sous forme de câbles agités par un jet d'eau ou analogue.
Lorsque le substrat est au contact de la dispersion, le pH peut alors être réduit afin que la migration soit favorisée. Bien qu'on puisse utiliser une technique quelconque pour la réduction du pH de la dispersion comme indiqué précédemment, la réduction doit être progressive. Un acide tel que l'acide acétique peut être ajouté lentement à la dispersion afin que le pH diminue. Pour un pH supérieur à 4, il est préférable que la dispersion soit chauffée afin que la migration soit totale bien que, pour un pH de 4
ou moins, la migration totale du bioxyde de titane ait lieu à température ambiante.
Cependant, une technique avantageuse de réglage du pH de la dispersion est l'addition d'un
<EMI ID=22.1>
est soumis à une condition prédéterminée, telle qu'un chauffage, libère un acide qui réduit à son tour le pH de la dispersion. La butyrolactone, un composé vendu sous la marque de fabrique "Sandacid V" par Sandoz Chemical Company est un composé générateur d'acide particulièrement avantageux. Une augmentation de la température est réglée afin que le dégagement de l'acide soit limité et en conséquence que la réduction du pH soit progressive.
Bien qu'aucun ingrédient ne soit primordial à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, autre que ceux qui assurent la dispersion du bioxyde de titane en milieu aqueux et qui permettent le réglage de la dispersion, d'autres ingrédients peuvent être incorporés à la dispersion dans la mesure où ils ne nuisent pas à la migration du bioxyde de titane,
au toucher de la matière textile, dans l'application prévue, à la durabilité du traitement ou analogue.
A titre purement illustratif, de tels ingrédients
qui peuvent être présentsou non en quantité non négligeable sont des teintures ou matières colorantes, des véhicules pour les teintures, des agents égalisants, de lubrifiants, des agents chélatants, des agents de brillantage optique, des liants en petite quantité et analogue. De même, après amélioration de l'opacité ou du pouvoir couvrant d'une matière textile par mise en oeuvre du procédé de l'invention, la matière peut subir des traitement destinés à lui donner une résistance au pliage, une résistance à la salissure, des propriétés de retardement d'inflammation et analogue. En fait, le procédé selon l'invention peut être réalisé simultanément à un traitement de résistance à
la salissure ou de non-rétention de salissure, bien qu'une telle simultanéité ne soit pas préférable.
En général, la migration du bioxyde de titane s'effectue a un pH inférieur à 7,5 environ, que
la dispersion initiale soit basique ou acide. Comme indiqué précédemment, un procédé avantageux met en oeuvre une dispersion initialement basique dont le
pH est réduit progressivement à une valeur acide. L'opération provoque un dépôt très uniforme du bioxyde de titane sur le substrat. De préférence, que la dispersion soit initialement basique ou acide, son pH pendant la migration tombe à une valeur comprise dans la plage d'environ 6 à 3, une plage très avantageuse étant comprise entre environ 5 et 4.
Bien que le bioxyde de titane appliqué à
la matière textile polyester ait une bonne durabilité sans utilisation d'autres ingrédients, l'application ultérieure de produits chimiques donnant une résistance au plissage, de produits donnant une résistance
à la salissure ou, comme indiqué précédemment, d'une petite quantité d'un liant adhésif externe ou analogue, augmente encore la durabilité. De même, la matière textile polyester peut subir un fixage à chaud après l'addition du bioxyde de titane afin que la durabilité soit accrue. Le fixage à chaud, par exemple, provoque la retenue d'une quantité bien plus importante de bioxyde de titane sur le substrat après des lavages
et nettoyages à sec répétés. Normalement, le fixage
<EMI ID=23.1>
une température comprise entre environ 150 et 205[deg.]C, pendant un temps de séjour compris entre environ 5 s
<EMI ID=24.1>
adhésif externe ou étranger ne soit pas habituellement nécessaire pour que le produit ait une bonne durabilité, une faible quantité, par exemple d'environ 2 % ou moins en poids, d'un liant adhésif peut être appliquée sur
la matière le cas échéant.
On considère maintenant des exemples de miseen oeuvre du procédé selon l'invention.
EXEMPLE 1
On place un coupon d'une étoffe polyester texturisée à 100 % dans un appareil de teinture de laboratoire "Mathis" de type JF. On introduit alors
de l'eau dans l'appareil de teinture, à une tempéra-
<EMI ID=25.1>
960" fabriqué par DuPont) est dispersé préalablement dans une solution diluée d'ammoniaque dans un mélangeur "Waring" pendant 5 min. Ensuite, la dispersion de bioxyde de titane dans l'ammoniaque est ajoutée au bain aqueux, dans l'appareil de teinture, afin que la quantité de pigment représente 5 % du poids de l'étoffe, et le pH du bain est égal à 9,0. Après agitation pendant 5 min supplémentaires, on ajoute
de la butyrolactone ("Sandacid V" fabriqué par
Sandoz Chemical Company) à la dispersion à raison de 3 % par rapport au poids de l'étoffe. On porte alors la température de la dispersion, à raison de l,7[deg.]C/min, jusqu' à 130[deg.]C. On maintient cette température de 130[deg.]C
<EMI ID=26.1>
Le pH du bain est alors mesuré et est égal à 4,7, le bain étant clair et indiquant ainsi l'épuisement du pigement. L'étoffe est alors retirée du bain puis rincée une fois, séchée et fixée thermiquement à une température de 177[deg.]C pendant 1 min. L'étoffe traitée
a une opactité fortement accrue, en comparaison de celle d'une étoffe témoin qui a été traitée de la même manière, mais sans la présence du pigment de bioxyde de titane. L'analyse pondérale indique que 95 % du
<EMI ID=27.1>
l'étoffé. L'opacité accrue se maintient après des lavages et nettoyages à sec répétés, montrant ainsi une bonne durabilité. Il reste environ 70 % des par-
<EMI ID=28.1>
malisés AATCC.
EXEMPLE 2
<EMI ID=29.1>
turisé à 100 % dans un bêcher d'eau froide, le rapport de l'eau à l�toffe étant de 30/1, puis on agite. On ajoute alors de l'ammoniaque dans le bain en quantité suffisant pour que le pH du bain soit égal à 10,0. On ajoute alors du pigment de bioxyde de titane dans le bain en quantité équivalant à 7 % du poids de l'étoffe
(dimension particulaire du pigment : 0,22 micron) . On poursuit l'agitation pendant 5 min et on règle alors le pH du bain à 4,0, par agitation progressive prolongée d'acide acétique. On porte alors progressivement la température du bain à 100[deg.]C. A une température d'environ 70[deg.]C, on note une migration importantedu pigment de bioxyde de titane. Après 15 min à 100[deg.]C, le bain est limpide indiquant une migration presque complète
du bioxyde de titane. On retire alors l'étoffé du bain, on la sèche et on la fait cuire à une température de 182[deg.]C pendant 30 s puis on la pèse et on détermine que 95 % du pigment de bioxyde de titane sont passes sur l'étoffe. Celle-ci a une opacité accrue, se maintenant durablement après des lavages et nettoyages à
<EMI ID=30.1>
et le toucher de l'étoffe parait bon. 70 % environ des particules de bioxyde de titane restent après cinq lavages normalisés AATCC.
EXEMPLE 3
On répète les opérations de l'exemple 2, mais la température du bain est maintenue dans les conditions ambiantes. Là encore, la totalité en pratique du bioxyde de titane migre sur l'étoffe textile et l'opacité est améliorée et est durable, bien qu'il faille un temps plus long pour la migration complète. 60 % environ des particules de bioxyde de titane restent après cinq lavages normalisés AATCC.
EXEMPLE 4
<EMI ID=31.1>
décrit dans l'exemple 1. L'échantillon traité est alors évalué en comparaison avec un témoin non traité afin que l'opacité initiale et la dur�bilité de. l'opacité
<EMI ID=32.1>
minée. L'opacité est mesurée à l'aide de l'appareil demesure de différences de couleur "Hunter" comme décrit précédemment. La valeur de AL indique le degré d'opacité compris entre 0 pour une opacité totale et 100 pour une transparence complète. Les résultats figurent dans le tableau I.
<EMI ID=33.1>
Opacité d'étoffes polyesters texturées
<EMI ID=34.1>
EXEMPLE 5
On fait subir à des échantillons d'étoffe traitée comme décrit dans l'exemple 1, certains sans fixage par chauffage, jusqu' à cinq opérations de lavage domestique pendant lesquelles on vérifie par intermittence la quantité de bioxyde de titane afin-'.de déterminer la durabilité du bioxyde de titane porté par le substrat. Les résultats figurent dans le ta-
<EMI ID=35.1>
TABLEAU II
Quantité de TiO.-
<EMI ID=36.1>
La quantité de bioxyde de titane correspond à la quantité portée par le substrat et est une mesure
<EMI ID=37.1>
primée en nombres par second et déterminée par fluorescence radiographique. On note ainsi que la durabilité est accrue par fixage thermique et que, pour un tel fixage, des quantités importantes de bioxyde de titane restent après des lavages répétés.
EXEMPLE 6
On traite un polyester texture à 100 % comme décrit dans l'exemple 1, mais l' étoffe n'est que séchée et ne subit pas de fixage thermique. Ensuite, l'étoffe portant le bioxyde de titane reçoit une application au tampon d'une émulsion contenant un copolymère d'acrylate de méthyle et d'acide acrylique (70/30) afin que la quantité de matières solides du copolymère soit de 0,3 % par rapport au poids de l'étoffe. Celle-ci est alors séchée et fixée thermiquement pendant 1 min à 177[deg.]C. On observe un bon revêtement de l'étoffe qui est durable ainsi que de bonnes propriétés de non-rétention de saletés.
70 % environ des particules de bioxyde de titane restent après cinq lavages normalisés AATCC.
EXEMPLE 7
On répète l'exemple 1, mais on incorpore aussi un colorant dispersé rose dans le bain en quantité correspondant à 0,1 % de colorant par rapport au poids de l'étoffe. Celle-ci présente une opacité accrue comme décrit dans l'exemple 1, et elle est teinte en rose . On lui fait subir alors des opérations répétées de lavage et de nettoyage à sec et on constate qu'elle est durable à la fois quant au pouvoir couvrant et quant à l'intensité de la couleur.
EXEMPLE 8
Comme indiqué précédemment, on sait qu'on peut utiliser des sels de titane dans des dispersions qui sont appliquées sur des matières textiles telles que l'acétate de cellulose, la rayonne et analogue, afin d'en supprimer le brillant. Dans de telles techniques de migration qui représentent les techniques connues les plus proches de l'invention, la dimension particulaire du bioxyde de titane est en général de 0,1 micron et moins.
En outre, les produits selon l'invention présentent des caractéristiques physiques nettementsupérieures à celles des produits formés par mise en oeuvre de ces procédés connus de migration, et le tableau III qui suit indique les caractéristiques nouvelles des produits selon l'invention (seconde co-lonne) comparées à celles d'un échantillon témoin du même substrat d'étoffe auquel les particules de bioxyde de titane ont été appliquées (colonne 1). Le procédé de préparation d'échantillon correspondant à
<EMI ID=38.1>
mais le pigment utilisé est le produit "Titanox 1070" qui est à base d'anatase et est fabriqué par NI. Industries. Un échantillon de la même étoffe, traité par
une technique connue de migration, plus précisément celle de l'exemple 1 du brevet des Etats-Unis
d'Amérique n[deg.] 2 309 294, les particules de bioxyde
de titane étant du type utilisé pour la préparation
de l'échantillon de la colonne 2, subit une migration dans un bain contenant du formiate d'aluminium, comme indiqué dans la colonne 3. La colonne 4 indique les caractéristiques physiques du même substrat traité par application au tampon par mise en oeuvre du procédé
de l'exemple 2 de ce même brevet. La colonne 5
indique les propriétés physiques du même substrat traité comme décrit dans l'exemple 1, mais avec utilisation
de sulfate d'aluminium à la place de formiate d'aluminium. Dans le tableau, la référence M indique des propriétés mauvaises, la référence M-B indique des propriétés moyennes à bonnes, la référence B indique
de bonnes propriétés, la référence TB indique de très bonnes propriétés et la référence E indique d'excellentes propriétés.
TABLEAU III
Sans apprêt de non-rétention de salissure Caractêristi- Témoin Invention Brevet EUA 2 309 294
<EMI ID=39.1>
EXEMPLE 9
Dans cet exemple, des échantillons identiques à ceux de l'exemple 8 et du tableau III sont tous traités au tampon, suivant le procédé indiqué dans l'exemple 6, de manière qu'ils reçoivent une application d'une émulsion de non-rétention de salissure, contenant un copolymère d'acrylate de méthyle et d'acide acrylique
(70/30), un polyester éthoxylé et,un lubrifiant (acide éthylique éthoxylë) de manière que l'émulsion forme 0,3 % de matières solides copolymères, 0,15 % de polyester éthoxylé et 1,0 % de lubrifiant, par rapport au poids de l'étoffe. Les propriétés des matières textiles obtenues figurent dans le tableau IV.
TABLEAU IV
Avec apprêt de non-rétention de salissure Caractéristi- Témoin Invention Brevet EUA 2 309 294
<EMI ID=40.1>
EXEMPLE 10
On répète l'exemple 1 sur un coupon de tissu polyester formé par 100 % de filés, a la place de polyester texturisé. Le tissu traité a une opacité fortement accrue (AL est égal à 9,1) par rapport à un tissu témoin qui a été traité de façon analogue mais sans la présence du pigment de bioxyde de titane
<EMI ID=41.1>
répétés (AL = 13,0 après cinq lavages alors que
(AL = 18, 2; pour le tissu témoin) .
EXEMPLE 11
On répète l'exemple 1 sur un coupon de tissu à 100 % de polyester filamentaire non texturisé à la place du polyester texturisé de l'exemple 1. Le tissu traité présente une opacité nettement accrue
<EMI ID=42.1>
EXEMPLE 12
On répète l'exemple 1 une fois de plus sur un coupon d'un taffetas de "Nylon", à la place de l'étoffe polyester texturisé à 100 % de l'exemple 1. Bien que l'étoffe traitée présente initialement une opacité améliorée (AL = 11,9) par rapport à .L'étoffé
<EMI ID=43.1>
sans la présence du pigment de bioxyde dé titane
(AL = 24,5; /après cinq lavages normalisés seulement,
il ne reste que 8,7 % environ des particules présentes initialement sur l'étoffé.
EXEMPLE 13
On répète l'exemple 1 sur un coupon de tissu acrylique à 100 %, à la place du polyester texturisé de l'exemple 1. Bien que l'étoffe traitée présente initialement une opacité accrue (AL = 3,2) par rapport à l'étoffe témoin traitée de manière analogue mais sans la présence du pigment de bioxyde de titane
<EMI ID=44.1>
il ne reste que 25 % environ des particules présentes initialement sur l'étoffe.
EXEMPLE 14
On répète l'exemple 1 sur un coupon d'un tissu de mélange 65/35 de polyester et de coton, à la place du tissu de polyester texturisé à 100 % de l'exemple 1. Bien que le tissu traité présente initia-
<EMI ID=45.1>
un échantillon témoin traité de manière analogue mais sans la présence du pigment de bioxyde de titane
<EMI ID=46.1>
il ne reste sur l'étoffe que 24 % environ des particules de pigment.La valeur AL obtenue pour l'échantillon traité, après cinq lavages est de 10,2 cependant, c'est-à-dire qu'elle est nettement meilleure que l'opacité initiale de l'échantillon témoin.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux matières et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à ti-
<EMI ID=47.1>
1 ' invention .
: Material clouding process
Polyester textiles and Opacified textile material obtained The present invention relates to a textile material containing polyester fibers and having excellent opacity, as well as a process for opacifying textile dobby containing polyester fibers.
It has long been known that textile materials, that is to say yarns obtained by spinning,
extruded filaments, woven fabrics, knitted fabrics, non-woven materials and the like can be opacified by the addition of various metal oxides, for example titanium dioxide. When the opacity of a fine textile material is increased, the covering power of the material is greatly improved, without increase in weight and cost due 3
a heavier and tighter substrate. Similarly, during this increase in the opacity of a textile material, it is very desirable if not essential that the touch characteristics are not changed to the point that the material becomes unusable for the manufacture of clothing for example, and the better opacity should be retained after - repeated washing or dry cleaning.
Titanium dioxide is a material suitable for increasing the opacity of a textile material. The addition of titanium dioxide to a synthetic polymeric filament has often been carried out by adding the material to the molten polymer before the extrusion of the filaments. These techniques cause a dispersion of titanium dioxide throughout the section of the filament. The fabrics, yarns obtained by spinning, nonwoven webs, extruded filaments and the like were treated after their formation, the titanium dioxide having been applied to the surface of the textile materials.
from coating baths, by spraying, by soaking or the like, giving different effects and in particular an opacification. In particular, when titanium dioxide has been used to improve the whiteness or opacity of a textile material,
an adhesive binder has been incorporated as the main
fixing agent on the textile material, intended to give good durability, both against
loss of dust, i.e. removal of the pigment by deformation of the surface, and as a result of repeated washing and dry cleaning operations. However, when a sufficient amount of titanium dioxide is generally added so that the opacity
substrate is increased significantly, the amount of binder required so far has caused the formation of a very rigid substrate. In pad application operations, titanium dioxide also migrates during drying so that the pigment is not evenly distributed on the surface of the substrate.
Adhesive binders and titanium dioxide either in the form of a titanium salt or in the form of a pigment have hitherto been used in dispersions, solutions or emulsions with other ingredients and have been brought into contact with the textile material for their normal application. The material then undergoes a treatment which promotes the adhesion of the various ingredients.
The use of titanium salts in dispersions applied to textile materials such as cellulose acetate, rayon and the like is already known for decatating them. The application of metal oxides intended to decatate a cellulosic substrate has conventionally used a metal salt in the dispersion, the salt then being treated with an acid so that metal ions are released and are fixed on the substrate in acidic conditions. In fact, these operations have historically been carried out entirely under acidic conditions. Other techniques have been used analogously for the application of titanium dioxide to textile materials. Migration techniques have been implemented, with titanium dioxide particles whose size has been less than or equal to 0.1 microns.
In these processes, the titanium dioxide has a particle size such that it is colorless, and it is applied so that it prevents soiling of the textile materials without any bleaching effect. In other words, the opacity is not improved.
Although all the aforementioned techniques have in fact been used for the application of titanium dioxide or other metal oxides to textile substrates, none of them or any combination has concerned the problem solved according to the invention, c that is to say the formation of an excellent textile material containing polyester fibers, having been made more opaque to the passage of light, the material added for the opacification being bonded to the substrate without adhesive binder constituting the essential agent
<EMI ID = 1.1>
textile, this being however very durable when it is subjected to repeated operations of the-
<EMI ID = 2.1>
other textile finishing operations. According to one characteristic: very important, relatively large amounts of pigment can be added to the textile substrate without the feel obtained being rough.
Thus, the invention relates to a textile material containing polyester fibers, having excellent opacity, as well as to a process for preparing such a material.
It also relates to textile materials containing polyester fibers whose opacity vis-à-vis the transmission of light is increased and having good properties to the touch, as well as their method of preparation.
It also relates to a process for fixing titanium dioxide on a polyester textile material, from a bath and in the absence of a binder constituting the main adhesion agent, as well as the products obtained by implementation of this process.
It also relates to a process for the migration of titanium dioxide by application to a polyester textile material, the opacity of which is increased without detrimental effect on the touch characteristics of the material, as well as the products obtained by implementing this process.
It also relates to a textile material, containing polyester fibers which not only has
better opacity characteristics, taking into account the amount of titanium dioxide added, compared to known products, but still has cleaning facilities and "hides" the presence of dirt on the fabric.
The invention relates generally to a textile material containing polyester fibers having excellent opacity and feel characteristics, this material comprising a substrate which contains. polyester fibers; the textile fibers have been coated with titanium dioxide particles, the average particle size of which is at least approximately 0.18 micron, in an amount which can reach approximately 20% by weight, the durability of the fixation of the particles on the textile fibers, in the absence of a binder constituting an essential fixing agent, being such that at least 50% of the particles remain bonded to the surface of the textile fibers after five standardized washes, that is to say corresponding to the standard of the American Association of Textile Chemists and Coloriais (AATCC).
Furthermore, according to the intention and as indicated by the photographs of the drawings, the particles are placed on the textile material so that they do not form a large number of agglomerates between the textile fibers.
The invention also relates to a method of
<EMI ID = 3.1> holding fibers? polyesters, the process comprising forming an aqueous dispersion of a pigment
of titanium dioxide whose particle size is at least about 0.18 micron, the contacting of the textile material with the aqueous dispersion, with stirring and at a pH below about 7.5, so that the pigment migrates from the dispersion on the textile material, then the hot fixing of the textile material.
Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the description which follows of exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings in which FIGS. 1 to 8 are photographs of polyester fibers treated according to the invention. invention or not (Figure 4).
The textile material containing polyester fibers according to the invention can be in the form of threads or filaments, in the form of a woven fabric
<EMI ID = 4.1>
textile material may contain at least 10% by weight approximately and preferably at least 40% by weight approximately polyester fibers. All polyester textile materials, and in particular 100% polyester texture, are particularly suitable as textile substrates for products according to the invention ..
The titanium dioxide particles according to the invention can be in the form of a pigment, can have the crystal structure of rutile or
anatase, and may have alumina or silica coatings. The invention obviously relates
the formation of a polyester textile material having
excellent opacity. The particle size of the titanium dioxide pigment, in this form, must be at least about 0.18 microns so that an improved covering power of the textile material is obtained with this characteristic of opacity. Consequently, the suitable titanium dioxide according to the invention must <EMI ID = 5.1>
gives a bleaching effect on the textile material. The amount of titanium dioxide particles which can be placed on the textile material without significant loss of dust and with good durability during washing and dry cleaning operations, even in the absence of a small amount of an external adhesive binder, can reach 7% of the weight of the textile material.
Amounts of titanium dioxide up to 20% of the weight of the textile material can be applied with only a small loss of dust in the total absence of an adhesive binder and, when such large amounts of pigment have to be applied, small amount of binder, for example about 2% by weight or less, can be applied as a secondary fixing means so that dust loss is minimized or eliminated and durability is improved
<EMI ID = 6.1>
The process of the invention is preferably carried out by dispersing a titanium dioxide pigment in an aqueous medium having a basic pH, so that the dispersion remains stable in the absence of agitation. The textile material containing polyester fibers is brought into contact with the aqueous dispersion, with relative agitation between the dispersion and the textile material. When the latter is in the dispersion and under stirring conditions, the pH of
the dispersion is gradually reduced to a value less than about 7.5, the pigment then starting to migrate from the dispersion on the textile material. The entire passage of the pigment from the bath is manifested by a clarification thereof.
Whereas, in an advantageous embodiment of the process, the pH of the dispersion can
be gradually reduced, by any convenient means, for example by controlled addition of an acid or by in situ formation of an acid, a compound capable of giving off an acid is preferably added to the dispersion which requires the use of a any extrinsic acid release agent. The use of these compounds which release an acid allows a safer operation and a better adjustment of the reduction of the pH of the bath. In a very advantageous case, a substance capable of releasing an acid, for example butyrolactone, is incorporated into the dispersion which, when heated, releases acid and gradually lowers the pH of the dispersion.
In a very advantageous embodiment, a titanium dioxide pigment, the particle size of which is approximately 0.2 microns, is dispersed in
<EMI ID = 7.1>
sion contains approximately 5% of titanium dioxide relative to the weight of the textile material, the bath having a pH of approximately 9. The textile material is then brought into contact with the dispersion, with continuous relative stirring, and butyrolactone, a dye and auxiliary dyeing agents are added to the bath. The bath temperature is then gradually increased
<EMI ID = 8.1>
the pH of the dispersion gradually decreasing to around 4.7. When the acid forms and when the pH drops below about 7.5, the titanium dioxide begins to migrate onto the textile material. When the pH reaches 4.7 and for a bath temperature of 130 [deg.] C, the dispersion becomes clear, indicating an almost complete migration of titanium dioxide. The textile material that carries titanium dioxide is
<EMI ID = 9.1>
The titanium dioxide is then permanently bonded to the textile dobby, under the conditions used in practice, even in the absence of an external adhesive binder constituting an essential fixing agent. The textile material is thus made more opaque, for an approximate removal of 5% by weight of titanium dioxide for example, with a slight change in the feel of the fabric. The textile material can then undergo an additional treatment so that it resists soiling, that it resists wrinkling or that it has similar properties without harmful modification.
<EMI ID = 10.1>
dull is not necessary for the formation of a durable bond, small amounts of an external adhesive binder, for example about 2% or less by weight, can be applied to the material so that the durability of the bond of the particles to the substrate textile is increased. However, even when an adhesive binder is applied, the amount required in general is small so that the feel properties of the material may not be altered to the point of rendering the material unsuitable for the intended applications.
The textile material containing polyester fibers obtained by implementing this process can be characterized by an opacity which is approximately twice that of the untreated control samples. For example, we measure the reflection properties (L value) on a white background and on a black background, of samples, using a color difference measuring device "Hunter" and we express the opacity in the form of the difference in L values obtained
<EMI ID = 11.1>
AL value equal to 100 whereas a completely opaque sample gives an AL value equal to 0. Consequently, the materials containing polyester fibers treated by implementing the process of the invention have an AL value which is approximately equal to half that of the untreated witness. Like the particles of
<EMI ID = 12.1>
in the absence of a binder constituting an essential fixing agent, the best opacity is obtained without detrimental effect on the touch characteristics of the material.
It is generally determined that the titanium dioxide particles of the product according to the invention in the form of a textile material have approximately
<EMI ID = 13.1>
face of the textile material. The coating can be quantitatively determined by examining electron micrographs of a textile material. When no particle is bound to the surface and when the surface is practically free of pigment particles, the coating has an extent equal to 0. When
the textile material is completely covered with particles and when the fiber substrate is not visible, on an electron micrograph, the extent of the coating is equal to 100%, although in practice such a high coating index is not probably not necessary in a textile product. Similarly, when about half of the fiber substrate is visible on a micrograph, the extent of the coating is 50%, etc.
The products according to the invention generally have a better coating than that of known products, for the same weight amount of titanium dioxide, on the surface of the product. This improvement, which is quite surprising, is probably obtained because the pigment particles have
generally a more regular distribution on the surface of the textile material obtained according to the invention than in the case of known textile products.
Although this regular distribution is difficult
to represent quantitatively or even to describe verbally, we can clearly see this visually by comparison of the attached micrographs placed side by side
<EMI ID = 14.1>
duits according to the invention with magnifications of 470,
950 and 1900, these products being formed by implementing the process and the materials indicated in Example 1, with the difference that the pigment is of the "Titanox" 1070 type manufactured by NL Industries. The regular distribution of the particles on the surface of the textile material appears clearly and appears even better in comparison with FIG. 4 which represents a fiber obtained by a known method of application to the pad, implemented with the same pigment, approximately 5% of titanium dioxide, based on the weight of the fabric, being applied. The pigment is applied with a tampon, dried and then cooked. Figure 4 which roughly corresponds to the same magnification as the figure
1, shows that the particles have a significant agglomeration and this appears especially at the interfaces of the fibers. On the contrary, as shown in Figures 1 to 3, the agglomeration of the particles is minimal, the average size of the agglomerates being less than about 25 primary particles.
Although FIGS. 1 to 3 represent products prepared in the laboratory under ideal conditions (as well as the product of FIG. 4), the agglomeration of the particles on the surface of the products according to the invention
(represented in FIGS. 5 and 6 with magnifications of 950 and 1900) is certainly minimized even under production conditions, the average dimensions of the agglomerates being generally less than about 50 primary particles per agglomerate, although we can observe larger medium agglomerates in some applications. In addition, the average size of the agglomerates can vary with the definition of what is called "agglomerate".
In all cases, it is considered that the characteristic of minimizing the agglomeration, obtained according to the invention, appears clearly by visual examination of the attached micrographs. This minimization of the agglomeration also remains a characteristic of the product even after the finishing or finishing operations, as indicated in Figures 7 and 8 which correspond to magnifications of 450 and 1900.
It is observed, in addition to the excellent characteristics of covering power, of opacity and of touching products according to the invention, that, perhaps more importantly, the particles
of titanium dioxide are very durably bonded to the surface even in the absence of a binder constituting the essential fixing agent, although small amounts of an external adhesive binder can be added to the product as a secondary fixing, if applicable. It has not been precisely determined how this advantageous durable bond takes place, but it suffices to note that the particles adhere durably to the surface of the textile material. Thus, the bond formed is durable in the absence of a binder constituting an essential fixing agent, and this durability characteristic can be measured by treatment of the textile products during the AATCC standardized washes. Such standardized washing is described in the
<EMI ID = 15.1>
Manual of the American Association of Textile chemists and Colorists, vol. 53, p. 253 (1978), and is well known to textile specialists. Although it can be appreciated that the durability of the link depends on
<EMI ID = 16.1>
initially, the application process, the composition of the substrate and the presence on the material
of binder or other additives, in general, the products according to the invention are characterized in that approximately 50% and preferably approximately 70%
at least by weight of the titanium dioxide particles remain bound to the surface of the textile fibers after five AATCC standardized washes. In certain advantageous applications, the durability of the bond may even be greater, for example corresponding to approximately 80% and even more after five AATCC washes.
The textile materials formed according to the invention can also be characterized by certain additional advantageous properties, in a textile product. For example, the products generally have better "flat drying" characteristics compared to known products in which a binder is used as an essential agent for binding the particles to the textile material. The products according to the invention also have excellent moisture absorption properties, compared with known products. The characteristics of non-retention of soiling of the products according to the invention are also markedly improved by application of any of the known agents of non-retention of soil, with respect to the products.
<EMI ID = 17.1>
read since the properties of most or all of the products known in general are disadvantages from the point of view of non-retention of dirt.
We now consider in more detail
advantageous embodiments of the method of the invention. In the context of the invention, textile materials containing polyester fibers which. can be processed to form a product having excellent opacity, can be yarns formed by spinning, extruded filaments, woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven webs and the like. Obviously, in the case of the use of wicks such as threads or extruded filaments, the opacity appears by itself and is reflected in a substrate formed with these threads, for example
by weaving, knitting, technique for forming nonwovens and the like. The extruded filaments themselves or in the form of fabrics or sheets may have a rounded section or preferably an non-rounded section, for example multilobed and they are preferably textured. The terms "texture" and
<EMI ID = 18.1>
interchangeably to designate an otherwise continuous and smooth filament yarn which has undergone crimping, looping, pleating or embossing
by any of the well-known techniques, at least a dozen in number, which are intended to give better properties, for example elasticity, swelling, absorption and / or feel.
The most advantageous textured yarns according to the invention are those which are formed by false twist of the yarn, on one of the well-known and widely used loom for forming elastic yarn by false twist, for example the looms manufactured by ARCT, Barmag , Berliner, Davide, Giudici and others. Among the many advantages of fabrics formed with textured yarns
<EMI ID = 19.1>
simulate some of the characteristics of fabrics formed with yarns obtained by spinning and that they give certain additional advantageous characteristics such as better resistance to bending and blemishing, better preservation of their configuration, better durability and a more uniform.
In the context of the invention, the expression “polyester fibers refers to any polymeric ester
<EMI ID = 20.1>
ter is conventionally the product of the reaction of a dicarboxylic acid or of an ester-forming derivative of such an acid, and of a glycol, for example dimethyl terephthalate and ethylene glycol,
condensing to form a polymer of the glycolester of the carboxylic acid. Such polyester may also contain other ingredients for giving the filaments which are subsequently extruded good dye retention properties, good antistatic properties, flame retardant properties and the like.
When applying titanium dioxide which, as indicated above, must have an average particle size of at least about 0.18 micron, good dispersion can be achieved under basic conditions and remains stable for long periods. When the pH of the dispersion is changed to the acid side, the titanium dioxide begins to migrate. The gradual reduction of the pH of the dispersion ensures a very uniform application of titanium dioxide on the textile material. In fact, it is quite surprising that relatively large amounts of titanium dioxide can migrate onto the textile material by implementing the techniques according to the invention, so that the material retains a good feel suitable for clothing.
Similarly, it is surprisingly noted that the pigment is durable when the material is subjected to repeated washing and dry cleaning operations, without adhesive binders being used to essentially bond the particles to the surface of the textile material.
When an initial dispersion has an acidic pH, stirring is necessary so that the dispersion retains proper stability. Similarly, the uniformity of deposition of the titanium dioxide pigment appears to be reduced when the initial dispersion has a basic pH.
Although the invention is not limited by any particular theory, it is assumed that the titanium dioxide pigment begins to migrate from the dispersion at its isoelectric point at which the electrical charge carried by the particles of titanium dioxide passes from a negative value to a positive value. Anyway, when the pH of the dispersion becomes around 7.5 or less, the migration begins. A gradual reduction in the pH of the dispersion allows the pigment to adhere to the tex-
<EMI ID = 21.1>
little or no precipitation of the pigment in the bath. Too rapid a reduction in pH disrupts the uniform application of the pigment on the substrate and
tends to suppress dispersion stability.
A suitable dispersion of titanium dioxide pigment in water can be obtained by any suitable method. For example, in an advantageous embodiment, the pigment can be dispersed beforehand in a dilute basic solution, or it can be added directly to the basic aqueous medium. Suitable basic materials are, for example, without limitation, ammonia, soda and the like. Then, stirring ensures the dispersion of the pigment in the medium as indicated by a milky appearance, and the dispersion remains stable. According to the invention, the amount of dioxide pigment
of titanium in the dispersion may be between approximately 1.0 and 20% of the weight of the textile material to be treated, this percentage preferably being between approximately 3 and 7%. Up to 7% of titanium dioxide is added relative to the weight of the textile material on such a material without loss of dust and with good durability during washing and dry cleaning operations. Likewise, up to about 20%, based on the weight of the textile material, is added, with formation of only small losses of dust.
During the implementation of the method according to the invention, it is very desirable that the dispersion and the textile material be in constant relative displacement. The operation can be carried out by continuous agitation of the dispersion or by displacement of the textile material or by these two methods. As indicated previously, as the process of the invention is compatible with the dyeing operations, it can be implemented in an industrial dyeing apparatus, for example an apparatus for dyeing cables with water jets in which the textile material is handled in the form of cables agitated by a water jet or the like.
When the substrate is in contact with the dispersion, the pH can then be reduced so that migration is favored. Although any technique can be used to reduce the pH of the dispersion as indicated above, the reduction should be gradual. An acid such as acetic acid can be added slowly to the dispersion so that the pH decreases. For a pH higher than 4, it is preferable that the dispersion is heated so that the migration is complete although, for a pH of 4
or less, the total migration of titanium dioxide takes place at room temperature.
However, an advantageous technique for adjusting the pH of the dispersion is the addition of a
<EMI ID = 22.1>
is subject to a predetermined condition, such as heating, releases an acid which in turn reduces the pH of the dispersion. Butyrolactone, a compound sold under the trademark "Sandacid V" by Sandoz Chemical Company, is a particularly advantageous acid-generating compound. An increase in temperature is controlled so that the release of acid is limited and therefore the reduction in pH is gradual.
Although no ingredient is essential to the implementation of the process of the invention, other than those which ensure the dispersion of titanium dioxide in an aqueous medium and which allow the regulation of the dispersion, other ingredients can be incorporated dispersion as long as they do not harm the migration of titanium dioxide,
the touch of the textile material, in the intended application, the durability of the treatment or the like.
For purely illustrative purposes, such ingredients
which may or may not be present in significant quantities are dyes or coloring matters, vehicles for dyes, leveling agents, lubricants, chelating agents, optical brighteners, binders in small quantities and the like. Likewise, after improving the opacity or the covering power of a textile material by implementing the process of the invention, the material can undergo treatments intended to give it resistance to folding, resistance to soiling, inflammation retarding properties and the like. In fact, the method according to the invention can be carried out simultaneously with a resistance treatment to
soiling or non-retention of soiling, although such simultaneity is not preferable.
In general, the migration of titanium dioxide takes place at a pH below about 7.5, that
the initial dispersion is either basic or acidic. As indicated above, an advantageous method uses an initially basic dispersion, the
pH is gradually reduced to an acid value. The operation causes a very uniform deposition of titanium dioxide on the substrate. Preferably, whether the dispersion is initially basic or acidic, its pH during migration drops to a value within the range of about 6 to 3, a very advantageous range being between about 5 and 4.
Although titanium dioxide applied to
the polyester textile material has good durability without the use of other ingredients, the subsequent application of chemicals giving resistance to wrinkling, of products giving resistance
to soiling or, as previously indicated, a small amount of an external adhesive binder or the like, further increases durability. Likewise, the polyester textile material can undergo hot setting after the addition of titanium dioxide so that durability is increased. Hot fixing, for example, causes a much larger amount of titanium dioxide to be retained on the substrate after washes
and repeated dry cleaning. Normally fixing
<EMI ID = 23.1>
a temperature between about 150 and 205 [deg.] C, during a residence time between about 5 s
<EMI ID = 24.1>
external or foreign adhesive is not usually necessary for the product to have good durability, a small amount, for example of about 2% or less by weight, of an adhesive binder can be applied to
the material if applicable.
We now consider examples of implementation of the method according to the invention.
EXAMPLE 1
A coupon of a 100% textured polyester fabric is placed in a "Mathis" laboratory dyeing machine of the JF type. We then introduce
water in the dyeing machine at a temperature
<EMI ID = 25.1>
960 "manufactured by DuPont) is dispersed beforehand in a dilute solution of ammonia in a" Waring "mixer for 5 min. Then, the dispersion of titanium dioxide in ammonia is added to the aqueous bath, in the dyeing apparatus , so that the amount of pigment represents 5% of the weight of the fabric, and the pH of the bath is equal to 9.0 After stirring for an additional 5 min,
butyrolactone ("Sandacid V" manufactured by
Sandoz Chemical Company) at 3% dispersion based on the weight of the fabric. The temperature of the dispersion is then brought, at the rate of 1.7 [deg.] C / min, to 130 [deg.] C. This temperature is maintained at 130 [deg.] C
<EMI ID = 26.1>
The pH of the bath is then measured and is equal to 4.7, the bath being clear and thus indicating the exhaustion of the pigmentation. The fabric is then removed from the bath and then rinsed once, dried and thermally fixed at a temperature of 177 [deg.] C for 1 min. The treated fabric
has a greatly increased opacity, compared to that of a control fabric which has been treated in the same way, but without the presence of the titanium dioxide pigment. The weight analysis indicates that 95% of the
<EMI ID = 27.1>
the stuff. The increased opacity is maintained after repeated washing and dry cleaning, thus showing good durability. About 70% of the
<EMI ID = 28.1>
AATCC marked.
EXAMPLE 2
<EMI ID = 29.1>
100% turise in a beaker of cold water, the ratio of water to cloth being 30/1, then stirred. Ammonia is then added to the bath in an amount sufficient for the pH of the bath to be 10.0. Titanium dioxide pigment is then added to the bath in an amount equivalent to 7% of the weight of the fabric.
(particle size of the pigment: 0.22 micron). Stirring is continued for 5 min and the pH of the bath is then adjusted to 4.0, by prolonged progressive stirring of acetic acid. The temperature of the bath is then gradually brought to 100 [deg.] C. At a temperature of about 70 [deg.] C, there is a significant migration of the titanium dioxide pigment. After 15 min at 100 [deg.] C, the bath is clear indicating an almost complete migration
titanium dioxide. The fabric is then removed from the bath, dried and baked at a temperature of 182 [deg.] C for 30 s then weighed and it is determined that 95% of the titanium dioxide pigment is passed over the 'fabric. This has increased opacity, lastingly maintained after washing and cleaning at
<EMI ID = 30.1>
and the feel of the fabric looks good. About 70% of the titanium dioxide particles remain after five AATCC-standardized washes.
EXAMPLE 3
The operations of Example 2 are repeated, but the temperature of the bath is maintained under ambient conditions. Again, all of the titanium dioxide in practice migrates to the textile fabric and the opacity is improved and is durable, although it takes a longer time for complete migration. About 60% of the titanium dioxide particles remain after five AATCC-standardized washes.
EXAMPLE 4
<EMI ID = 31.1>
described in Example 1. The treated sample is then evaluated in comparison with an untreated control so that the initial opacity and the hardness of. opacity
<EMI ID = 32.1>
undermined. The opacity is measured using the "Hunter" color difference measuring device as described above. The value of AL indicates the degree of opacity between 0 for total opacity and 100 for complete transparency. The results are shown in Table I.
<EMI ID = 33.1>
Opacity of textured polyester fabrics
<EMI ID = 34.1>
EXAMPLE 5
Fabric samples treated as described in Example 1, some without heat fixing, are subjected to up to five household washing operations during which the amount of titanium dioxide is intermittently checked to determine. the durability of the titanium dioxide carried by the substrate. The results appear in the ta-
<EMI ID = 35.1>
TABLE II
Quantity of TiO.-
<EMI ID = 36.1>
The amount of titanium dioxide corresponds to the amount carried by the substrate and is a measure
<EMI ID = 37.1>
awarded in numbers per second and determined by radiographic fluorescence. It is thus noted that the durability is increased by thermal fixing and that, for such fixing, large amounts of titanium dioxide remain after repeated washing.
EXAMPLE 6
A 100% textured polyester is treated as described in Example 1, but the fabric is only dried and does not undergo thermal fixing. Then, the fabric carrying the titanium dioxide receives a tampon application of an emulsion containing a copolymer of methyl acrylate and acrylic acid (70/30) so that the amount of solid matter of the copolymer is 0, 3% based on the weight of the fabric. This is then dried and thermally fixed for 1 min at 177 [deg.] C. We observe a good coating of the fabric which is durable as well as good properties of non-retention of dirt.
About 70% of the titanium dioxide particles remain after five AATCC-standardized washes.
EXAMPLE 7
Example 1 is repeated, but a pink dye dispersed in the bath is also incorporated in an amount corresponding to 0.1% of dye relative to the weight of the fabric. This has increased opacity as described in Example 1, and it is dyed pink. It is then subjected to repeated operations of washing and dry cleaning and it is found that it is durable both as regards the covering power and as for the intensity of the color.
EXAMPLE 8
As indicated above, it is known that titanium salts can be used in dispersions which are applied to textile materials such as cellulose acetate, rayon and the like, in order to suppress gloss. In such migration techniques which represent the known techniques closest to the invention, the particle size of the titanium dioxide is generally 0.1 microns and less.
In addition, the products according to the invention have clearly superior physical characteristics to those of the products formed by implementing these known migration methods, and Table III which follows indicates the new characteristics of the products according to the invention (second co- lonne) compared to that of a control sample of the same fabric substrate to which the titanium dioxide particles were applied (column 1). The sample preparation process corresponding to
<EMI ID = 38.1>
but the pigment used is the product "Titanox 1070" which is based on anatase and is manufactured by NI. Industries. A sample of the same fabric, processed by
a known migration technique, more precisely that of Example 1 of the United States patent
of America n [deg.] 2,309,294, the dioxide particles
of titanium being of the type used for the preparation
of the sample in column 2, undergoes migration in a bath containing aluminum formate, as indicated in column 3. Column 4 indicates the physical characteristics of the same substrate treated by application with a buffer by carrying out the process
of example 2 of this same patent. Column 5
indicates the physical properties of the same substrate treated as described in example 1, but with use
aluminum sulfate instead of aluminum formate. In the table, the reference M indicates bad properties, the reference M-B indicates average to good properties, the reference B indicates
good properties, the reference TB indicates very good properties and the reference E indicates excellent properties.
TABLE III
Without dirt retention primer Characteristic - Witness Invention EUA Patent 2,309,294
<EMI ID = 39.1>
EXAMPLE 9
In this example, samples identical to those of Example 8 and of Table III are all treated with a buffer, according to the method indicated in Example 6, so that they receive an application of a non-retention emulsion. soil, containing a copolymer of methyl acrylate and acrylic acid
(70/30), an ethoxylated polyester and, a lubricant (ethoxylated ethyl acid) so that the emulsion forms 0.3% of copolymer solids, 0.15% of ethoxylated polyester and 1.0% of lubricant, by relative to the weight of the fabric. The properties of the textile materials obtained are shown in Table IV.
TABLE IV
With dirt repellency primer Characteristic - Witness Invention EUA patent 2,309,294
<EMI ID = 40.1>
EXAMPLE 10
Example 1 is repeated on a polyester fabric coupon formed by 100% yarn, in place of textured polyester. The treated tissue has a greatly increased opacity (AL is equal to 9.1) compared to a control tissue which has been treated in an analogous manner but without the presence of the titanium dioxide pigment
<EMI ID = 41.1>
repeated (AL = 13.0 after five washes while
(AL = 18.2; for the control tissue).
EXAMPLE 11
Example 1 is repeated on a fabric coupon of 100% non-textured filamentary polyester in place of the textured polyester of Example 1. The treated fabric has a markedly increased opacity.
<EMI ID = 42.1>
EXAMPLE 12
Example 1 is repeated once more on a coupon of a "Nylon" taffeta, in place of the 100% textured polyester fabric of Example 1. Although the treated fabric initially has opacity improved (AL = 11.9) compared to.
<EMI ID = 43.1>
without the presence of titanium dioxide pigment
(AL = 24.5; / after only five standardized washes,
only about 8.7% of the particles initially present on the fabric remain.
EXAMPLE 13
Example 1 is repeated on a 100% acrylic fabric coupon, in place of the textured polyester of Example 1. Although the fabric treated initially exhibits increased opacity (AL = 3.2) compared to l control fabric treated analogously but without the presence of the titanium dioxide pigment
<EMI ID = 44.1>
only about 25% of the particles initially present on the fabric remain.
EXAMPLE 14
Example 1 is repeated on a coupon of a 65/35 blend fabric of polyester and cotton, in place of the 100% textured polyester fabric of Example 1. Although the treated fabric initially initiates
<EMI ID = 45.1>
a control sample treated in an analogous manner but without the presence of the titanium dioxide pigment
<EMI ID = 46.1>
only about 24% of the pigment particles remain on the fabric. The AL value obtained for the treated sample after five washes is 10.2 however, i.e. it is significantly better than the initial opacity of the control sample.
Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the materials and processes which have just been described only in detail.
<EMI ID = 47.1>
1 invention.