Procédé de traitement de matières textiles cellulosiques en vue de simplifier l'entretien
des articles textiles finals, et matières traitées par ce procédé
Il est maintenant bien connu que t'on peut traiter les matières cellulosiques par une résine textile pour communiquer certaines caractéristiques d'entretien minimal aux étoffes formées de ces matières textiles. Grâce à ce traitement à la résine textile, on fabrique actuellement en grandes quantités, à l'échelle commerciale, des étoffes qui présentent une résilience satisfaisante à sec, c'est-à-dire une bonne résistance au froissement à sec ou une bonne récupération après froissement.
Toutefois, 1'une des caractéristiques de ces étoffes est que l'on doit normalement les sécher par égouttage, c'est-à-dire les suspendre complètement mouillées après le lavage, si l'on veut que J'étoffe présente l'apparence du repassage une fois sèche.
La raison en est que, bien que t'en ait communiqué à l'étoffe une résilience appréciable à sec, le traitement à la résine communique à l'étoffe un moindre degré de résilience à l'état humide, c'est-à-dire de résistance au froissement ou de récupération après froissement. 11 est impraticable de tenter de surmonter ce défaut en appliquant davantage de résine, car la matière devient très fragile ou est affaiblie, et présente en outre d'autres caractéristiques indésirables, par exemple un toucher rêche et râpeux et un confort médiocre si la matière doit servir de vêtement.
11 est possible de remédier dans une large mesure à ce défaut inhérent des traitements à la résine si, comme préconisé par le brevet français Ne 1245982, 1'on traite en outre l'étoffe à l'état humide par un agent de réticulation qui réticule la cellulose en milieu basique pendant que les fibres sont à l'état humide et gonflé. Grâce à cette combinaison de traitements, les étoffes ont une résilience satisfaisante à l'état sec et humide. Malheureusement. chacun de ces traitements affaiblit l'étoffe et I'affaiblissement global est suffisant pour exclure 1'em- ploi de cette combinaison de traitements sur certaines étoffes cellulosiques relativement fragiles.
La présente invention a donc pour objet un procédé de traitement de matières textiles cellulosiques en vue de simplifier 1'entretien des articles textiles formés ou comprenant de telles matières. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on chauffe la matière textile, dans des conditions propres au durcissement d'une résine textile, la matière textile étant sèche, essentiellement non gonflée, ses unités anhydroglucose n'étant pratiquement pas modifiées chimiquement et la matière textile étant uniformément imprégnée, soit (a) d'une résine textile soluble dans 1'eau, et réagissant avec la cellulose en milieu acide.
d'un composé organique polyfonctionnel soluble dans 1'eau dont au moins un groupe fonctionnel est réactif avec la résine textile et pratiquement inerte envers la cellulose en milieu acide et au moins un groupe fonctionnel est pratiquement inerte envers la résine textile et la cellulose en milieu acide mais est réactif avec la cellulose en présence d'une base aqueuse forte, et d'un catalyseur acide pour la résine textile, soit (b) du produit de réaction de la résine textile et dudit composé polyfonctionnel, et d'un catalyseur acide pour la résine textile, de manière à lier chimiquement la matière textile. la résine textile et le composé polyfonctionnel.
Contrairement au procédé décrit dans le brevet précité, un seul traitement d'imprégnation permet d'atteindre le résultat visé, ce qui représente un avantage manifeste. En outre, on peut obtenir des étoffes qui ont une solidité résiduelle aussi grande que celle des étoffes traitées seulement avec une résine textile, et qui présen- tent cependant une résilience à sec et une résilience à l'état humide comparables à ce que le procédé du brevet français précité permet d'obtenir.
Les matières textiles cellulosiques qui peuvent être traitées suivant le procédé de l'invention sont celles dont les unités anhydroglucose ne sont pratiquement pas mo difiées chimiquement. Ainsi, I'expression matière tex tile cellulosique > , utilisée ici. désigne toute matière textile comprenant des fibres de la définition ci-dessus, par exemple des fibres de coton, de lin, de jute, de cellulose régénérée y compris la rayonne de viscose, sous la forme de mèche, de fils et d'étoffes. L'invention s'occupe principalement et préférentiellement d'étoffes textiles cellulosiques tricotées et de préférence tissées.
Toutefois, on peut réaliser les avantages de l'invention en traitant les fibres cellulosiques, les filaments ou fils qui servent à fabriquer ces étoffes. Lorsque la matière ainsi traitée est tissée ou tricotée en une étoffe, elle donne une étoffe qui présente une meilleure résilience à l'état humide et sec qu'une étoffe identique tissée avec un filament ou fil identique non traité. De plus les propriétés de la mèche et du fil sont modifiées de façon désirable. Par exemple, la mèche a moins de tendance à se comprimer en masses dures pendant le traitement par voie humide ou sèche. On peut obtenir des résultats satisfaisants en utilisant des matières cellulosiques qui contiennent à la fois des fibres cellulosiques et non cellu losiques, spécialement si les fibres présentent par ellesmêmes des caractéristiques d'entretien minimal.
Par exemple, on peut améliorer la résilience à l'état humide et sec des étoffes formées d'un mélange qui comprend d'une part des filaments ou fibres de téréphtalate de polyxyéthylène, de polymère acrylique ou de superpolyamide, d'autre part des filaments ou fibres de coton ou de rayonne. Evidemment, si les fibres non cellulosiques présentent des caractéristiques d'entretien minimal peu prononcées, les caractéristiques améliorées des matières traitées suivant l'invention apparaîtront plus facilement lorsque la teneur de l'étoffe en fibres cellulosiques est notable, par exemple d'environ 400/o en poids ou davantage.
Comme on l'a dit plus haut, l'in- vention s'occupe principalement des étoffes formées essentiellement de matières cellulosiques, spécialement de coton. Comme étoffe initiale, on utilise habituellement une étoffe blanchie et habituellement aussi mercerisée commercialement ou imprimée, par exemple une toile imprimée, un drap fin ou un oxford. Généralement, il est préférable d'utiliser des étoffes initiales présentant une résistance à la traction d'au moins 16 kg et une résistance au déchirement d'au moins 400 g dans la direction de la trame comme dans celle de la chaîne.
Les produits de réaction utilisables pour l'imprégnation de la matière textile initiale contiennent à la fois un groupe leur permettant de réagir sur la cellulose en milieu acide et un groupe leur permettant de réagir sur la cellulose en milieu basique. Comme on l'a dit plus haut, ce caractère polyfonctionnel a pour but de per- mettre la formation d'une certaine partie des liaisons chimiques entre la matière textile et le produit de réaction polyfonctionnel pendant que la matière textile est à l'état sec non gonflé. Dans le produit ainsi forme, il reste une fonction réactive qui permet la formation d'une autre partie des liaisons chimiques pendant que la matière est à l'état humide gonflé.
Ce caractère polyfonctionnel permet d'obtenir la résilience à l'état sec donnée par un traitement comparable par la résine, mais. chose surprenante. la perte de solidité de la matière textile est souvent notablement moindre. Le résultat net est que l'on obtient des étoffes dont les caractéristiques sont égales ou supérieures à celles de la technique antérieure, et qui présentent par exemple une solidité résiduelle accrue de 10-40 /o.
Comme on l'a dit plus haut, les avantages de l'in- vention apparaissent immédiatement après la réaction du produit de réaction polyfonctionnel sur la matière textile cellulosique, dans des conditions propres au durcissement des résines textiles. Par exemple, on conserve à l'étoffe une solidité résiduelle plus grande ou bien on observe une augmentation de la résilience à l'état sec ou à l'état humide, ou dans les deux états à la fois. en comparaison avec le traitement suivant le brevet français Ne 1245982. Autrement dit, si l'on obtient pra tiquement la même solidité, on observe un accroissement marqué des propriétés de séchage à plat.
Si l'on obtient une plus grande solidité résiduelle, on trouve que la résilience à l'état sec ou humide est aussi bonne, ou notablement améliorée.
Il est évident pour l'homme de I'art, d'après l'exposé qui précède, que la structure complète des produits de réaction polyfonctionnels utilisés ici n'est pas déterminante, du moment qu'elle contient au moins un groupe réactif en milieu acide et au moins un groupe réactif en milieu basique, tels qu'ils sont définis ici. Ainsi, on peut utiliser des composés de structure relativement simple comme la N-méthylol-N'-(sodium-sulfatoéthyl-sulfonyl- éthyl)-urée. qui est le produit réactionnel de la monoéthylolurée, de la divinylsulfone et du bisulfite de sodium.
Il est à noter que ce produit de réaction se distingue de celui résultant de la réaction d'une mole d'urée et d'une mole de divinylsulfone et utilisable, selon le brevet USA N} 2623807, pour réduire] la rétention d'eau d'une matière textile cellulosique, par le fait que ce dernier produit ne porte aucun groupe réactif avec la cellulose en milieu acide. Les groupes réactifs en milieu acide sont généralement ceux que l'on trouve dans les résines textiles actuellement utilisées dans le traitement des étoffes cellulosiques par la résine, par exemple les groupes méthylol, époxyde. acétal. méthylol alkylé. aldéhyde, etc.
Ces groupes sont caractérisés par leur propriété de se combiner aux groupes hydroxyle de la molécule de cellulose dans les conditions de durcissement de la résine textile. Les groupes réactifs en milieu basique sont ceux qui ont la propriété de réagir sur les groupes hydroxyle de la molécule de cellulose en présence d'une base forte, et ils comprennent les groupes époxyde et halogénhydrine et les groupements activés par des groupes carbonyle, des groupes acétylénique. des groupes sulfone et oxysulfure, par exemple les groupements de formule-CH, CH-R-R'dans laquelle R est un groupe carbonyle.
sulfone, oxysulfure ou un groupe acétylénique et R'un groupe sulfatoéthyle, métal alcalin-sulfatoéthyle, phosphatoéthyle, métal alcalin phosphatoéthyle, thiosulfatoéthyle, métal alcalin-thiosul fatoéthyle. halogénure d'éthyle ammonium quaternaire. par exemple chlorure d'éthylpyridinium, vinyle ou vinyle substitué, par exemple par un groupe alkyle inférieur.
Les groupes réactifs en milieu acide et en milieu basique peuvent être tous deux des groupes époxyde si l'un des groupes époxyde possède un ordre d'activité inférieur à l'autre dans les conditions de durcissement des résines textiles de sorte qu'à ce stade il ne réagit pas sur la cellulose. On facilite cette réaction préférentielle en utilisant un catalyseur doux. par exemple le chlorure de zinc. le chlorure de magnésium ou un chlorhydrate d'amine.
La quantité de composé à groupes réactifs en milieu acide et en milieu basique n'est pas déterminante, et la quantité exacte à utiliser dépend en partie des propriétés que l'on désire donner au produit final et de l'efficacité du composé choisi. Par exemple. on peut appliquer à la matière textile des quantités variant de 1 à 40 /0 environ. de préférence de 5 à 25 /o environ, sur le poids de la matière textile sèche. Etant donné que la retenue de solution du composé choisi, s'il est fourni sous forme de solution, variera d'environ 50 à 200 ouzo du poids de la matière textile, il faut choisir une concentration de solution qui donne le dépôt désiré de composé sur la matière textile choisie, dans les conditions d'application.
Au lieu d'imprégner la matière textile d'un produit de réaction dont la molécule contient à la fois des groupes réactifs en milieu acide et en milieu basique, il est souvent plus avantageux d'appliquer à la matière textile un mélange de composés qui, dans les conditions de durcissement de la résine textile ou dans des conditions appliquées avant cette opération, se convertit en un produit de réaction présentant les groupes réactifs en milieu acide et basique. Par exemple, on peut mélanger une résine textile polyméthylolée à un composé qui contient à la fois un groupe hydroxyle aliphatique et un groupe réactif en milieu basique.
Le groupe hydroxyle de ce dernier composé réagit alors sur un groupe réactif de la résine textile, ordinairement un groupe méthylol, de façon analogue à la réaction connue des alcanols infé- rieurs sur les résines textiles aminoplastes méthylolées.
Cette réaction peut aussi se produire dans une solution aqueuse d'un mélange de ces composés, spécialement si l'on chauffe le mélange ; en pareil cas. le produit obtenu rentre dans la définition d'un composé dont la molécule contient à la fois des groupes réactifs en milieu acide et en milieu basique. Par ailleurs, la réaction entre les deux composés peut se faire pendant que l'on chauffe la matière textile imprégnée du mélange de composés, par exemple quand on sèche la matière. si l'on applique le mélange de composés sous forme de solution aqueuse, ou pendant que l'on chauffe la matière textile dans des conditions propres au durcissement de la résine textile.
Les résines textiles polyméthylolées connues constituent une large classe de composés qui peuvent servir à fournir les groupes réactifs en milieu acide aux produits de réaction polyfonctionnels utilisés dans le procédé de l'invention. L'expression résine textile) employée ici désigne un réactif portant au moins un groupe fonctionnel capable de se lier chimiquement avec la cellulose sèche et chauffée. en présence d'un catalyseur acide, à une température habituellement comprise entre 140 et 200 C environ.
A cette température, le réactif, meme isolément, se résinifie ordinairement en présence d'un catalyseur approprié. ce qui contribue probablement à l'emploi de l'expression traitement à la résine . Toutefois. il est entendu que l'expression est impropre en ce sens qu'elle est contraire à la signification généralement admise pour le mot résine ; ces résines textiles > sont à poids moléculaire relativement faible, elles sont solubles dans 1'eau et sont souvent liquides.
Cette classe de résines textiles comprend les résines urée/formal- déhyde et mélamine/formaldéhyde, par exemple la dimé thylolurée. la tétraméthylolmélamine, la pentaméthylolmélamine, les résines acroléine/urée/formaldéhyde, les résines éthylène-urée cyclique/formaldéhyde, par exemple la diméthylol-éthylène-urée cyclique et la diméthylol- dihydroxyéthylène-urée cyclique, la triméthylol-acéty- lène-urée et la tétraméthylol-acétylène-diurée. les triazones telles que la diméthylol-N-éthyltriazone,
la dimé thylol-N-hydroxyéthyltriazone et la N, N'-éthylène-bis diméthyloltriazone. et les urones telles que la dimétylolurone. 11 faut préférer la diméthylol-dihydroxyéthylène- urée cyclique et la diméthylol-N-hydroxyéthyltriazone.
Ces résines textiles du type aminoplaste sont des exemples de la grande variété de structures qui peuvent servir à fournir un groupe réactif en milieu acide aux produits de réaction polyfonctionnels utilisés dans le procédé de l'invention. On peut aussi utiliser d'autres résines textiles non azotées, par exemple ! es résines textiles du type époxyde et acétal. Il est évident pour l'homme de I'art que le choix d'un composé servant à fournir le groupe réactif en milieu basique est influencé par les groupes fonctionnels présents dans le composé qui fournit le groupe réactif en milieu acide.
Les composés que l'on peut utiliser pour fournir le groupe réactif en milieu basique aux composés polyfonctionnels utilisés dans le procédé de l'invention comprennent les composés polyhydroxylés dont au moins un groupe hydroxyle est activé et estérifié. Des esters de groupes hydroxyle activés peuvent traverser l'étape de chauffage dans les conditions de durcissement de la résine textile et sont alors disponibles pour réagir sur la molécule de cellulose en présence d'une base aqueuse forte. Le groupe hydroxyle non estérifié est disponible pour réagir sur le composé qui fournit le groupe réactif en milieu acide, par exemple une résine textile du type aminopiaste en donnant un composé polyfonctionnel qui contient à la fois des groupes réactifs en milieu acide et basique.
Une classe nouvelle de composés rentrant dans la définition ci-dessus est celle des monoesters de bis- (bêta-hydroxyéthyl)-sulfone et d'oxysulfure de bis (bêta-hydroxyéthyle). Le monoester peut être le sulfate. le phosphate ou le thiosulfate. de préférence sous la forme de leurs sels alcalins, ou un ester organique, par exemple un alcanoate inférieur ou un autre ester d'al- kyle, d'aryle, d'alcaryle ou d'aralkyle, dont le radical hydrocarbure contient de préférence 1-12 atomes de carbone. Etant donné le caractère activé des groupes hydroxyle des composés initiaux, on peut facilement préparer leurs monoesters en utilisant une mole de réac- tif estérifiant par mole du composé dihydroxylé initial.
II suffit d'appliquer des conditions d'estérification très modérées. Par exemple, on peut préparer le monoester sulfate à la température ambiante avec environ 2 équivalents molaires d'acide sulfurique concentré. On peut convertir le produit réactionnel en sel alcalin en le versant dans de 1'eau glacée puis en le neutrsllisant soigneusement jusqu'à un pH d'environ 4, par exemple à 1'aide de carbonate de sodium. Un procédé de préparation directe d'un sel alcalin consiste à mélanger le composé dihydroxylé initial avec environ un équivalent moléculaire de bisulfate de sodium ou de potassium, puis à chauffer tout en chassant Peau de réaction, habituellement avec un solvant azéotropique.
On peut alors faire réagir ces monoesters sur une résine textile du type aminoplaste méthylolé. soit avant d'appliquer les composés à la matière textile choisie, soit après cette application.
Comme exemples de produits de réaction contenant des groupes réactifs vis-à-vis des acides et des bases et qui peuvent servir dans le procédé de l'invention, on citera les produits réactionnels donnés par le sel de sodium du monoester sulfate de la bis- (beta-hydroxy- éthyl)-sulfone avec la diméthylolurée. a diméthylol-N- éthyltriazone, la diméthylol-N-hydroxyéthyltriazone, la diméthylol-éthylene-urée cyclique ou la diméthylol-dihy- droxyéthylène-urée cyclique, et les produits réactionnels donnés par le monoester acétate correspondant avec chacune des résines textiles ci-dessus.
II est établi que la réaction entre les monoesters ci-dessus et les résines textiles se produit bien in sitit sur une matière textile choisie, quand on applique un mélange aqueux de ces composés à la matière textile et quand, ensuite, on sèche a matière, puis on la durcit en présence d'un catalyseur acide dans des conditions usuelles de durcissement. Ce fait a été établi par la persistance de l'atome de soufre du groupe sulfone ou oxysulfure dans la matière textile lorsqu'on la lave ensuite à fond.
Quand on remplace le monoester par le diester correspondant, c'est-à-dire la bis- (bêta-sodium sulfatoéthyl)-sulfone, il ne reste que des quantités insi gnifiantes de soufre dans la matière textile une fois qu'on I'a lavée soigneusement juste avant l'étape de durcissement.
On obtient des résultats remarquables quand on utilise le produit réactionnel de l'un des monoesters de bis- (beta-hydroxyéthyl)-sulfone décrits ci-dessus et une résine textile du type aminoplaste polyméthylolé pour fournir le composé polyfonctionnel contenant les groupes réactifs en milieu acide et en milieu basique. Ces produits réactionnels constituent donc une classe préférentielle de composés destinés à servir dans le procédé de l'invention. Il faut préférer une température de réaction de 80-190 environ.
Le rapport molaire entre la résine textile aminoplaste polyméthylolé et le composé à groupe réactif en milieu basique que l'on utilise pour obtenir les composés polyfonctionnels à groupes réactifs en milieu acide et basique utilisés dans le procédé de l'invention n'est pas déterminant car on peut obtenir des résultats satisfaisants en faisant varier le rapport molaire de 1 : 2 à 2 1. Cela est peut être dû au fait que la réaction entre les deux composés ne se déroule pas jusqu'à l'achèvement théo- rique ou que le composé formé se réarrange dans une certaine mesure pour permettre la fixation d'une partie du mélange sur la cellulose pendant l'étape de chauf fage, dans des conditions propres au durcissement des résines textiles.
En tout cas, la fixation se produit au moins partiellement pendant l'étape de chauffage.
La quantité de composé choisi à groupe réactif en milieu acide et la quantité de composé choisi à groupe réactif en milieu basique qu'il faut utiliser dans le procédé de l'invention dépendent bien entendu du rapport qui donne un résultat optimal. Généralement, on utilise environ 2-25"/0 de chaque composé sur le poids de la matière textile sèche. Si l'on utilise une résine textile pour fournir le groupe réactif en milieu acide, on peut utiliser des concentrations de solution comprises entre 3 et 400/o environ de chaque composé pour les appliquer à la matière textile choisie.
Les catalyseurs pour résine textile utilisés pendant l'étape de chauffage dans les conditions propres au durcissement des résines textiles sont une classe bien connue de composés qui comprend les composés à réaction acide, c'est-à-dire ceux qui sont de nature acide dans les conditions de durcissement.
Les plus courants sont les sels métalliques, par exemple le chlorure de magnésium. le nitrate de zinc et le fluoborate de zinc, et les sels d'amine, par exemple le chlorhydrate de monoéthanol- amine et le nitrate de 2-amino-2-méthylpropanol. Les quantités de catalyseur à utiliser sont les mêmes que lorsqu'on utilise les résines textiles usuelles, par exemple jusqu'à environ 200/o du poids du composé polyfonc tionnel, la gamme préférentielle étant de 0, 5-10 /0 environ.
D'autres additifs qui servent communément lors de l'utilisation des résines textiles usuelles peuvent servir dans le procédé de l'invention. Par exemple, on peut ajouter une petite quantité d'un surfactif pour assurer un mouillage uniforme et satisfaisant de l'étoffe si l'on utilise une solution aqueuse. On peut ajouter des adoucissants comme les polyéthylènes dispersibles pour amé- liorer la résistance au déchirement si la matière textile traitée est une étoffe.
Dans la conduite de l'étape de chauffage du procédé de l'invention, la matière cellulosique étant imprégnée uniformément d'un composé organique polyfonctionnel qui contient au moins un groupe réactif en milieu acide et au moins un groupe réactif en milieu basique, on la chauffe dans des conditions propres au durcissement des résines textiles, en présence d'un catalyseur acide.
Comme on l'a dit plus haut, ce composé réactif en milieu acide et basique peut être celui que l'on applique initialement à la matière textile ou bien il peut être le produit d'une réaction in situ entre un composé à groupe réactif en milieu acide et un composé à groupe réactif en milieu basique. Dans les conditions ordinaires, cette étape utilise des conditions identiques à celles d'un traitement usuel à la résine. Par exemple, on peut appliquer les réactifs choisis à la matière textile par foulardage, par pulvérisation ou au moyen d'un rouleau applicateur, puis faire passer la matière entre des rouleaux essoreurs le cas échéant, pour obtenir la retenue désirée des réac- tifs.
Etant donné que ces réactifs sont habituellement appliqués en solutions aqueuses, on sèche la matière textile puis on la chauffe à la température appropriée. par exemple à 100-200O C environ, de préférence à 140 190 ) C environ, pour fixer le composé à la matière textile. Quand on utilise une étoffe, on conduit ces étapes de séchage et de durcissement pendant que l'étoffe est exempte de rides étrangères, habituellement à l'état lisse et étalé. Un appareillage usuel de durcissement convient à cette opération.
Par exemple, quand on utilise une étoffe, on peut appliquer les réactifs avec le matériel usuel, puis faire passer l'étoffé entre des rouleaux essoreurs et la sécher, par exemple à la température ambiante ou pendant que l'étoffe passe à travers un four à air chaud ou sur des tambours chauffés. Dans la fabrication, il est préférable de conduire les opérations de chauffage dans un élargisseur pour maintenir les dimensions désirées.
Habituellement. on applique ensuite un lavage complet à la matière textile ainsi traitée, pour éliminer le catalyseur et les réactifs inaltérés.
Les propriétés physiques des étoffes traitées suivant le procédé de l'invention sont déterminées suivant des normes admises. On détermine la résistance au déchirement d'après la norme A. S. T. M. D-1424-59. On détermine la résistance à la traction d'après la norme A. S. T. M.
D-39-59 (Ne 10). On détermine l'angle de récupération après pliage d'après la norme A. S. T. M. D-1295-53 T.
Voir e A. S. T. M. Standards for Committee D-13 on Tex tiles) > (1959). L'appréciation après séchage à plat est basée sur l'A. A. T. C. C. norme d'essai T-88-1958.
On illustre ci-après, sans portée limitative, les procédés et les produits de l'invention.
Preparation de compnse reactifs :
Exemple J
On mélange 1, 0 mole (154g) de bis-(bêta-hydroxy- éthyl)-sulfone avec 1, 0 mole (120 g) de bisulfate de sodium dissous au moins partiellement dans environ 50 cm 3 d'eau. On chauffe le mélange avec environ 220 cm3 de toluène dans un ballon à trois tubulures muni d'un agitateur et d'un condenseur qui présente un piège Stark-Dean. On chasse azéotropiquement l'eau ajoutée et l'eau de réaction avec le toluène en reflux.
Quand on a éliminé 1'eau ajoutée et la quantité théorique d'eau de réaction, on verse la masse dans de 1'eau froide.
On sépare le toluène et on ajuste le pH de la solution aqueuse à 4 avec environ 6. 5 g de carbonate de sodium. ce qui indique un rendement de 87 % de (bêta-hydroxy- Úthyl)-(bÛta'-sodiumsulfatoÚthyl)-sulfone. On peut isoler ce composé si on le désire, en chassant 1'eau sous vide.
On obtient le composé sous la forme d'une huile très visqueuse qu'on n'arrive pas à cristalliser. Quand on hydrolyse avec un excès de soude et qu'on titre ensuite avec un acide pour doser la base consommée, on obtient confirmation de la structure, de même que par analyse à l'infrarouge et analyse élémentaire.
On obtient des résultats similaires en utilisant le benzène ou le xylène comme liquide azéotropique.
Exemple 2
On fait fondre dans un ballon 1, 0 mole (154g) de bis- (bcta-hydroxyéthyl)-sulfone. A la masse fondue. on ajoute lentement 1. 0 mole (102g) d'anhydride acétique.
On élimine sous vide l'acide acétique formé. On obtient ainsi la (beta-hydroxyéthyl)-(bêta'-acétoxyéthyl)-sulfone sous forme d'huile visqueuse. L'étude par hydrolyse indique que la pureté est d'au moins 85 0/o.
En suivant le procédé ci-dessus, on prépare d'autres esters de bis-(bÛta-hydroxyÚthyl)-sulfone par réaction sur l'anhydride choisi, pour obtenir le propionate, le butyrate, le succinate. I'octanoate, le chloracÚtate. le phényl- acétate, le phénylpropionate, le benzoate. le chloroben- zoate ou d'autres esters d'alkyle, d'aryle, d'alcaryle ou d'aralkyle. particulièrement ceux qui contiennent jusqu'à douze atomes de carbone. On prépare facilement le monoester formiate à partir d'acide formique concentré.
On peut aussi préparer le monoacétate à partir de l'acide acétique glacial, de préférence en présence d'un catalyseur d'estérification comme l'acide p-toluènesulfo- nique, et de préférence aussi en chassant l'eau de rÚaction par distillation azéotropique. exemple 3
En suivant le procédé de 1'exemple 1, on fait réagir du bisulfate de sodium sur un équivalent molaire d'oxysulfure de bis-(bÛta-hydroxyÚthyl), en chassant l'eau de réaction avec du benzène pour obtenir l'oxysulfure de (bêta-hyd roxyéthyl)-(beta'-sodium-sulfatoéthyle).
On peut isoler ce composé en le dissolvant dans de l'eau pour former une solution concentrée puis en refroidissant celle-ci.
Exemples sel n l'inventinn :
Exemp ! e 4
Dans un ballon à fond rond à trois tubulures, on fait fondre 770g (5, 0 moles) de bis-(bÛta-hydroxyÚthyl)-sul fone (à 45 < C).
On ajoute alors lentement 550cm3 (1 (7, 0 moles) de
H, SO4 Ó 96, 6 /"en refroidissant de façon que la tempé- rature ne s'élève pas au-dessus de 50 (l C.
On maintient alors la masse réactionnelle une nuit à la température ambiante.
Pour analyser le mélange de sulfatation, on neutralise soigneusement l'acide libre d'une portion jusqu'au pH 4 à l'aide de carbonate de sodium, on hydrolyse le groupe sulfate avec un excès mesuré de soude puis on titre la base restante pour déterminer la quantité consommée ; on trouve que 50, 60/o des groupes hydroxyle sont sulfatés. On verse lentement la masse dans 3540 g d'eau glacée en maintenant la température en dessous de 20t) C.
On ajoute alors 770 g de Na., CO.,, solide en refroidissant pour ajuster le pH à 4. 0 et en maintenant la température en dessous de 20"C. On filtre le mélange aqueux, on le place dans une boîte à glace (à 50 C) pendant une nuit et on filtre à nouveau pour éliminer le sulfate de sodium.
A l'analyse on trouve que le filtrat comprend 25 bien poids de (bÛta-hydroxyÚthyl)-(bÛta'-sodium-sulfatoÚthyl)sulfone.
Avec la solution, on prépare une solution contenant
) 5"/o (7. 5 /o de solides) de résine polyméthylolmélamine.
I"/t, de nitrate de zinc, 0, 5 % d'un surfactif, zoo d'un adoucissant à base de polyéthylène et ! 7"/e de (bêta- hydroxyéthyl)- (bêta'-sodium-sulfatoethyl)-sulfone. On
foularde la solution sur une toile imprimée 32 x 32 de
8. 0 m/kg (à t'état grège), blanchie et mercerisée, présen- tant une résistance à ta traction de 19 kg dans la trame. avec une retenue de 80 /,,. On sèche l'étoffe sur des tambours chauffés puis on la durcit à 177¯ C pendant
1, 5 minute.
Exemple S
On mélange 1, 0 mole (256 g) de résine textile du type diméthylol-N-hydroxyéthyltriazone sous forme de solution aqueuse à 50 ouzo avec 1, 0 mole (256 g) de (bêta- hydroxyéthyl)- (bêta'-sodium-sulfatoethyl)-sulfone sous forme de solution aqueuse à 40 /o. On chauffe le mé- lange au reflux pendant environ 2 heures. On obtient ainsi une solution aqueuse contenant le produit réac tionnel de la résine et de la sulfone. On peut aussi porter ce produit réactionnel à 80-190 (1C.
De même, on prépare des mélanges de résines dans lesquels le rapport entre résine textile et sulfone est de 2 : 1 et de 1 : 2.
Avec les produits réactionnels aqueux de diméthylol-
N-hydroxyéthyltriazone et de sulfone obtenus suivant le procédé de 1'exemple 5, on fait une solution aqueuse de la composition suivante : environ 22 ouzo de produit rÚac tionnel de résine textile et de sulfone (solides), 1 /"de nitrate de zinc, 6 zozo d'adoucissant au polyéthylène et 0. 5 %de surfactif.
On applique le mélange de résine à une toile imprimée de coton, 32 X 32, de 8 0 m/kg (à I'état grège), blanchie et mercerisée, en foulardant puis en faisant passer l'étoffe entre des rouleaux sous une pression de 4. 2 kg/cm2, pour obtenir une retenue d'environ 65 % sur le poids de t'étoffe sèche. On sèche l'étoffe sur des tambours chauffés puis on la durcit en la faisant passer pendant 1, 5 minute à travers un four de durcissement à environ 175 C.
En suivant le procédé ci-dessus, on peut associer diverses résines textiles à la (bêta-hydroxyéthyl)-(bêta'- sodium-sulfatoéthyl)-sulfone, par exemple la diméthylol-
N-Úthyltriazone, la diméthylol-N-hydroxyéthyltriazone et l'éther dimÚthylique correspondant, la diméthylol-éthy- lène-urée cyclique, la diméthylol-4, 5-dihydroxy-éthylène- urée cyclique, la pentaméthylol-mélamine et les résines textiles urÚe/formaldÚhyde, pour obtenir de nouveaux agents de réticulation d'étoffes cellulosiques.
Exemple 6
On suit le procédé de l'exemple 4 en utilisant un mélange comprenant 4, 5 /" (solides) d'une résine textile polyméthylolmélamine, 2, 5 /0 d'une résine textile diméthyloltriazone, 10 /"de (bêta-hydroxyéthyl)-(bêta'-acé- toxyéthyl)-sulfone, 1 /0 de nitrate de zinc comme cas lyseur, 6 0/0 d'adoucissant au polyéthylène et 0. 5 ouzo de surfactif. La retenue de solution est pratiquement la même que dans 1'exemple 4. On sèche et on durcit l'étoffe pendant 1. 5 minute dans un four de durcissement à 177¯ C. On vÚrifie alors les propriÚtÚs physiques d'échantillons appelés ¸ A ¯.
Les Útoffes ainsi traitées présentent les propriétés suivantes :
Tableau I
Résistance Résistance
à la an Note de séchage à plat :
traction déchirement
Ó sec, Ó sec, à la au
Echantillon trame (kg) trame (g) rotation culbutage
témoin 20. 7 460 1,0 1,0
A 12, 0 424 3, 3 4, 4
Exemple 7
On prend des échantillons de toile imprimée blanchie et mercerisée 32 X 32 de 8 m/kg (à l'état grège), on les foularde avec une solution aqueuse contenant 4, 5 O/o (en solides) d'une résine de mélamine modifiée ou 4 d'une résine diméthyloléthylène-urée cyclique, ou 11 % de résine dimÚthylol triazone,
00/o ou IOID/o de (bêta hydroxyéthyl)-(bêta'-sod ium-sulfatoéthyl)-sulfone, 2 /o d'un catalyseur de résine du type nitrate de zinc, 6"/e d'un adoucissant au polyéthylène et 0, 33 O/o d'un surfactif. On fait passer l'étoffe à travers des rouleaux réglés à 4, 2 kg/cmS pour obtenir une retenue de solution d'environ 65 /o du poids de t'étoffe sèche. on la sèche sur des tambours secs puis on la durcit Ó l'Útat lisse pendant 1, 5 minute dans un four de durcissement à 176 C. On vérifie les propriétés physiques d'une portion de chacun de ces échantillons.
Les résultats de ces essais sont indiqués au tableau 1I ci-après.
Tableau II
Toile imprimÚe 32 X 32
Tableau 11 (stlite)
Toile imprimÚe 32 X 32
EMI6.1
<tb> HO-CH2-CH2-5 2
<tb> NaO <SEP> ; <SEP> iS-O-CHCH, <SEP> 0"/n <SEP> 10"'n
<tb> <SEP> traction <SEP> 13, <SEP> 1 <SEP> 15, <SEP> 5
<tb> 11 <SEP> ! <SEP> (solides) <SEP> déchirement <SEP> 384 <SEP> 452
<tb> de <SEP> resine
<tb> de <SEP> triazone <SEP> rotation <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 3. <SEP> 9
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP> 4, <SEP> 1
<tb>
L'échantillon contenant 10 ouzo de (bêta-hydroxy- Úthyl)-(bÛta'-sodium-sulfatoÚthyl)-sulfone mais pas de résine textile ne présente pas de propriétés de séchage à plat.
Les échantillons contenant seulement la résine textile ordinaire ont de faibles propriétés tandis que les échantillons contenant la même quantité de résine textile plus 10"/0 du composé sulfone présentent des caractéristiques notablement améliorées, tout en gardant à peu près une solidité résiduelle égale ou supérieure.
Ces résultats montrent que le composé sulfone, par luimême, ne contribue pas aux caractéristiques de séchage à plat mais que lorsqu'on le fait réagir sur une résine textile il agit synergiquement avec celle-ci en donnant de meilleurs résultats que la même résine seule.
Exemple 8
On prend des échantillons de la même étoffe initiale que dans 1'exemple 7 et on les foularde, de la façon décrite dans celui-ci, avec l'une des solutions aqueuses suivantes : mélange de résine polyméthylol- mélamine (solides) 7, 5 % (bêta-hydroxyéthyl)- (bêta'-sodium su)fatoéthy))-su)fone0"/oou)5"A) catalyseur de résine du type chlorure de magnésium 3"/n ou 4. 5 /" adoucissant polyéthylène 6"/" surfactif 0. 33 < '/o
On vérifie les propriété physiques de portions de chacun de ces échantillons. Les propriétés physiques des échantillons ainsi traités sont indiquées au tableau III ci-après.
Tableau t I I
Toile imprimÚe 32 X 32
EMI6.2
<tb> HO-CH-2-CH2-1S 2
<tb> NaOlS-O-CH <SEP> ;, <SEP> CH2 <SEP> 04'/o <SEP> 10 /"
<tb> <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 20, <SEP> 4
<tb> ,,,,. <SEP> déchirement756
<tb> <SEP> rotation <SEP> 1. <SEP> 0
<tb> <SEP> rotattoni. <SEP> O
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 1. <SEP> 0
<tb> 4, <SEP> 5"/o <SEP> (solides) <SEP> traction <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP> 13, <SEP> 7
<tb> de <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 434 <SEP> 448
<tb> de <SEP> mélamine <SEP> rotation <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 0
<tb> modifiée <SEP> culbutage <SEP> 3.
<SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 7
<tb> 4 /o <SEP> (solides) <SEP> traction <SEP> 11, <SEP> 9 <SEP> 13, <SEP> 2
<tb> de <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 392 <SEP> 416
<tb> d'éthylène-urée <SEP> rotation <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> 3, <SEP> 7
<tb> cyclique <SEP> culbutage <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 3, <SEP> 6
<tb>
EMI6.3
<tb> HO-CH2-CH2-SO2
<tb> NaO3S <SEP> - <SEP> O <SEP> - <SEP> CH2CH2 <SEP> 0 <SEP> % <SEP> 15 <SEP> %
<tb> <SEP> traction <SEP> 7.7 <SEP> 8. <SEP> 9
<tb> 7. <SEP> 5 <SEP> /0 <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 316 <SEP> 312 <SEP>
<tb> 3 <SEP> /o <SEP> catalyseur <SEP> rotation <SEP> 3.
<SEP> 3 <SEP> 4. <SEP> 2
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP>
<tb> <SEP> traction <SEP> 8, <SEP> 4 <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 7. <SEP> 5 <SEP> /n <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 324 <SEP> 300 <SEP>
<tb> 4, <SEP> 5 <SEP> /0 <SEP> catalyseur <SEP> rotation <SEP> 3.9 <SEP> 4, <SEP> 7
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 4, <SEP> 3
<tb>
Dans les échantillons contenant la (bêta-hydroxy- Úthyl)-(bÛta'-sodium-sulfatoÚthyl)-sulfone, les caractÚris
tiques après séchage à plat, particulièrement en rotation,
sont considérablement améliorées et la solidité résiduelle
est plus grande dans la plupart des cas.
Exemple 9
On prend des échantillons de toile imprimée blanchie
et mercerisée 32 X 32 de 8, 0 m/kg (à l'état grège) et de
drap fin 54 X 25 de 6, 5 m/kg ; on les imprègne unifor
mément, avec une retenue d'environ 70 - 75 %, avec une solution aqueuse présentant l'une des compositions suivantes :
résine de dimÚthylolÚthylÚne-urÚe cyclique (solides) 6"/o ou 7.5 % (bêta-hydroxyéthyl)-beta'-sodium-
sulfatoéthyl)-sulfone 0 /o, 8 /o, 10 /o,
12 % ou 15 %
catalyseur nitrate de zinc 1b8 /0
adoucissant polyéthylène 6 01/0
surfactif 0, 25 /o
On sèche les échantillons puis on les durcit à 157 C ou à ! 65"C pendant environ I minute, dans un four de séchage commercial à élargisseur. On lave soigneusement tous les échantillons avec de 1'eau et du détergent.
Les propriétés physiques de l'étoffe ainsi traitée sont indiquées aux tableaux IV et V.
Tableau IV
Toile imprimÚe 32 X 32
EMI7.1
<tb> <SEP> HO-CH2-CH2-5 2
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> NaQ3S-0-CH2-CH., <SEP> 0"/o <SEP> 8"/o <SEP> 100/4) <SEP> 12 <SEP> O/o <SEP> 15"/o
<tb> <SEP> traction <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 11. <SEP> 3 <SEP> 12, <SEP> 2
<tb> <SEP> 6 <SEP> zozo <SEP> résine <SEP> ! <SEP> déchirement324388 <SEP> 404
<tb> <SEP> durcissementà <SEP> 157 <SEP> <SEP> C <SEP> rotttion <SEP> 3. <SEP> 3 <SEP> 3. <SEP> 3 <SEP> 3. <SEP> 7
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 4. <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 0
<tb> <SEP> traction <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP> 9, <SEP> 3 <SEP> 11, <SEP> 0
<tb> <SEP> 6 <SEP> /o <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 296 <SEP> 308 <SEP> 380
<tb> <SEP> durcissement <SEP> à <SEP> t65"C <SEP> C <SEP> rotation <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 3, <SEP> 8
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 4.
<SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 0
<tb> <SEP> traction <SEP> 9. <SEP> 5 <SEP> 10. <SEP> 2 <SEP> 11, <SEP> 0
<tb> <SEP> 7. <SEP> 5 <SEP> < '/o <SEP> résine <SEP> j <SEP> déchirement300340 <SEP> 368
<tb> <SEP> durcissement <SEP> à <SEP> 1577 <SEP> C <SEP> rotation <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 0
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 4. <SEP> 7 <SEP> 4, <SEP> 3
<tb> <SEP> traction <SEP> 8, <SEP> 7 <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 10, <SEP> 0
<tb> 7. <SEP> 5 /0 <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 276 <SEP> 308 <SEP> 332
<tb> durcissement <SEP> A <SEP> 1651, <SEP> c <SEP> rotation <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 4, <SEP> 3
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8
<tb>
Tableau V
Drap fin 54 X 25
EMI7.2
<tb> <SEP> HO-CH2-CH2-SO.
<SEP> 2
<tb> <SEP> NaOsS-O-CH2-CH2 <SEP> 8 <SEP> O/D <SEP> 10 <SEP> /e <SEP> 12 /o
<tb> <SEP> traction <SEP> 18, <SEP> 0 <SEP> 17, <SEP> 7 <SEP> 18, <SEP> 7
<tb> <SEP> 6 /ô <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 704 <SEP> 756 <SEP> 768
<tb> <SEP> durcissement <SEP> à <SEP> 1570 <SEP> C <SEP> rotation <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 9
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 2
<tb> <SEP> traction <SEP> 15, <SEP> 9 <SEP> 16. <SEP> 2 <SEP> 17, <SEP> 4
<tb> <SEP> 6"/o <SEP> résine <SEP> j <SEP> déchirement652728688
<tb> <SEP> durcissement <SEP> à <SEP> 165 <SEP> C <SEP> rotation <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 3.
<SEP> 7 <SEP> 3, <SEP> 6
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> b <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 4, <SEP> 7
<tb> <SEP> traction <SEP> 15, <SEP> 9 <SEP> 17, <SEP> 7
<tb> 7, <SEP> 5 /o <SEP> résine <SEP> déchirement <SEP> 596 <SEP> 716
<tb> durcissement <SEP> à <SEP> 157 C <SEP> rotation <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 4
<tb> <SEP> culbutage <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 419
<tb>