Procédé continu de traitement antifeutrant et antirétrécissant des fibres textiles kératiniques
Le traitement des fibres kératiniques telles que la laine, visant à leur conférer les qualités d'infeutrabilité et d'irrétrécissabilité, consiste à en modifier l'état de surface, soit en changeant l'orientation des couches moléculaires superficielles des écailles, soit en diminuant jusqu'à l'annuler dans certains cas, l'effet directionnel de frottement. ( Directional Frictional Effect , dont la définition est rappelée par M.C. Bellynck, revue textile
Tiba, Janvier-Février 1963, page 10).
On connaît plusieurs procédés de traitement antifeutrant et antirétrecissanty généralement appliqués à la laine, mettant en jeu des dérivés chlorés de l'acide isocyanurique, tels que l'acide trichlorocyanurique, l'acide dichlorocyanurique et/ou ses sels hydrosolubles.
Par exemple, selon le brevet suisse No 396828, on utilise une solution d'acide trichloroisocyanurique et/ou dichloroisoeyanurique ou d'un dichloroisocyanurate alcalin, cette solution ayant un pH d'au plus 4 et étant associée 9 un composé ayant au moins un atome d'hydrogène échangeable, lié à un atome d'azote. Selon le brevet français No 1281414, on utilise des solutions aqueuses de sels alcalins d'acide isocyanurique N-dichloré. Les procédés décrits dans ces publications ont pour inconvénient de nécessiter une longue durée de contact entre le textile et le bain contenant le réactif, de l'ordre de 20 mn ou plus, ce qui s'oppose à une mise en oeuvre en continu.
Le brevet No 82350 d'addition au brevet français précité décrit un perfectionnement consistant, soit à soumettre la matière textile en continu à un contact de courte durée avec une solution aqueuse de pH 6 à 6,5, dont la concentration en chlore utilisable est comprise entre 12 et 60 g/i, avant de développer l'effet du traitement par passage dans un bain dont le pH acide est maintenu constant, soit à l'imprégner et l'exprimer en continu entre les rouleaux d'un foulard à l'aide de solutions aqueuses concentrées de dérivés chlorés de l'acide cyanurique dont le titre en chlore utilisable peut atteindre 30 à 50 g/l.
Dans les deux processus opératoires, il n'est pas possible d'éviter la pénétration du réactif chloré au sein de la fibre, malgré la faible durée du contact, ce qui se traduit par des dégradations et des consommations plus élevées que si l'action était limitée à la surface.
On a tenté de pallier ce grave inconvénient en soumettant le produit textile - rubans de peigné, nappes de fils ou tissu - à un traitement préliminaire à l'aide de polymères susceptibles de former des chloramines, de façon à maintenir le chlore actif à la surface de la fibre,
I'action de ce dernier étant alors limitée à l'interface polymère/fibre.
Bien que ces perfectionnements fournissent de bons résultats, ils présentent le désavantage d'opérations supplémentaires coûteuses. Par ailleurs, ils affectent dans une certaine mesure le toucher du produit traité.
La présente invention concerne un procédé continu de traitement antifeutrant et antirétrécissant des fibres textiles kératiniques permettant de supprimer tous les inconvénients précités.
Elle consiste à mettre en contact la matière textile kératinique renfermant le cas échéant des fibres synthétiques, telles que polyester et/ou polyamides, sous forme de rubans, de peigné ou de cardé, nappes de fils ou tissus, avec une solution aqueuse concentrée de consistance pâteuse, renfermant un ou plusieurs dérivés chlorés de l'acide isocyanurique, ainsi qu'un produit épaississant naturel ou synthétique, gonflant à l'eau, chimiquement inerte vis-à-vis du réactif chloré et facilement éliminable par rinçage, la teneur en chlore utilisable de ladite solution étant comprise entre 10 et 50 g/kg de matière textile, pour un pH de 3 à 6,5.
La mise en oeuvre du procédé de l'invention limite l'action du réactif chloré à la surface res fibres atiai ques et supprime tout risque de dégradation en profondeur. Contrairement à la plupart des procédés connus, il ne reste, en cas d'arrêt accidentel de machine, que très peu de matière textile en contact avec le réactif chloré qui, du fait de sa consistance pâteuse, reste en contact superficiel avec les fibres, la matière ne subissant, de ce fait, aucune dégradation prohibitive.
La solution aqueuse utilisée dans le procédé selon l'invention peut être obtenue par adjonction à une solution concentrée d'acide trichloroisocyanurique, dichioro- isocyanurique et/ou de sels hydrosolubles de ce dernier, de produits gonflants, naturels ou synthétiques, chimiquement inertes vis-à-vis des composés chlorocyanuriques aux températures d'utilisation, fournissant des solutions ipaissies, stables en viscosité et en titre de chlore utilisable dans les conditions de concentration et de température mises en jeu et facilement éliminés par rinçage à l'eau.
La viscosité, de même que les autres caractéristiques rhéologiques des solutions chlorocyanuriques utilisées sont de préférence telles que l'alimentation du dispositif de traitement en continu puisse être assurée par pompage ou par gravité à partir d'une zone de stockage et que l'enrobage des fibres soit homogène.
Parmi les produits épaississants répondant à toutes ces conditions, il convient de citer, de manière non limitative toutefois, les gommes naturelles modifiées ou syn th:tiques, certains amidons éthérifiés ou estérifiés, des carboxyméthylcelluloses, des alginates, ou encore des polymères de synthèse tels que l'alcool polyvinylique ou les polyacrylates alcalins.
La mise en oeuvre du procédé de l'invention est par exemple effectuée d'une manière générale, par les opérations successives suivantes 1 La matière textile à base de fibres kératiniques est mise en contact en continu avec la solution chlorocyanurique de viscosité élevée.
9") La réaction superficielle des dérivés chlorés de l'acide isocyanurique se déroule au cours de la période subséquente de maturation dont la durée, choisie dans l'intervalle de 15 à 300 secondes, est fonction de la tem pwrature qui est comprise entre 10 et 35O C.
3o) Le produit textile est rincé à l'eau afin d'éliminer la majeure partie des dérivés chlorés et de l'épaississant, soumis au déchlorage, dans le but d'éliminer les dernières traces de chlore, rincé à l'eau, exprimé et séché.
D'une manière pratique, le procédé peut être réalisé industriellement en continu en faisant passer le matériau textile dans le foulard d'une machine de teinture place en ligne avec les bacs d'une lisseuse pour le rinçage et le déchlorage. La réaction entre la fibre et le dérivé chlorocyanurique s'effectue après foulardage, par maturation, dans le bac de dépôt de la machine de teinture, à 10 35" C, de préférence à la température ambiante, durant 15 à 300 secondes. La vitesse linéaire du matériau textile que l'on soumet au traitement de l'invention, liée à la forme de ce dernier ainsi qu'au volume d'accumulation dont on dispose pour l'opération de maturation, est en principe de l'ordre de 1 à 20 m/mn.
La matière textile passe après maturation dans deux bacs de lisseuse où elle est rincée par de l'eau courante, puis après essorage, dans un troisième bac de lisseuse garni d'une solution à pH voisin de 4, de métabisulfite de sodium, d'hydrosulfite de sodium ou d'un autre agent déchlorant utilisable dans l'industrie textile. L'opération est terminée par un dernier rinçage à l'eau, un fort exprimage et un séchage sous débit d'air chaud.
On peut encore améliorer le procédé en remplaçant le stade de maturation d'une durée de 15 à 300 secondes par un simple passage du produit textile préalablement enduit de la pâte chlorocyanurique dans la solution aqueuse d'un acide minéral ou organique présentant un pH compris entre 2 et 5 durant 3 à 30 secondes. Le matériau textile est exprimé puis soumis à l'opération classique de déchlorage et de rinçage à l'eau.
Cette dernière mise en oeuvre permet d'atteindre un niveau d'efficacité exceptionnel en quelques secondes seulement, avec un effet maximum largement supérieur à celui que l'on obtient par les traitements classiques en présence de la même quantité de chlore utilisable par kg de matériau textile. Il semble que la qualit de ces résultats soit due principalement à la présence du produit épaississant qui s'oppose à la dilution du chlore actif dans le bain de développement acide, évitant ainsi les variations brusques du pH au niveau de la fibre ainsi que la libération incontrôlée du chlore qui en résulte.
Les trois exemples de réalisation qui vont suivre concernent l'application du procédé à une laine d'Australie sous forme de rubans de peigné, pesant en moyenne 20 g/m et dont les fibres présentent un diamètre moyen de 22 microns. L'appareillage utilisé consistait en une machine à teindre à la continue, en ligne avec une lisseuse.
La solution chlorocyanurique a été épaissie, dans chaque cas, par adjonction d'une gomme de guar éthérifiée (80 O/o d'éthérification et 20 /0 d'oxydation) se présentant sous la forme d'une poudre blanche passant au tamis de 250 et dont la dispersion à 4 o/o dans l'eau distillée à 200 C et pH 6,8, fournit après 10 heures de repos, une viscosité de 2750 centipoises (mesurée au viscosimètre de
Brookfield LVT, Broche No 3, 30 t/mn).
Les rubans traités ont été, de même que des rubanstémoins non traités, soumis aux méthodes d'évaluation des mesures des propriétés d'infeutrabilité et d'irrétrécis sabilité décrites ci-dessous:
Les rubans ont été transformés en un fil homogène dont le titre T, exprimé en Tex est de 2 X 36, à partir duquel on a tricoté des échantillons en Jersey présentant un facteur de couverture FC de 1,29, ce facteur étant
T évalué par la formule FC = où 1 est la longueur du fil (en mm) dans une maille.
On a déterminé sur ce tricot le retrait par relaxation et par feutrage à l'aide d'un appareil appelé Cubex , constitué par un cube d'une capacité de 50 dm3, maintenu en rotation autour d'une diagonale à la vitesse de lt/s, la marche étant inversée toutes les 5 minutes après arrêt de 15 secondes.
1) La mesure du retrait par relaxation a été effectuée en introduisant les échantillons tricotés à examiner dans le Cubex renfermant 25 dom2 d'eau à 400 C, tamponnée à pH 7 par addition de 1,25 o/o d'un mélange de phosphate mono et disodique, 0,050/o d'un détergent non ionique, le complément à 1000 g du poids des échantillons étant assuré par adjonction d'une charge d'un poids minimum de 500 g, constituée par des carrés de tricot interlock de coton titrant 12 Tex, la longueur de maille étant de 2,9 mm.
Le trempage statique durant 15 minutes est suivi d'une seule rotation d'une durée de 5 minutes, les échantillons étant ensuite rincés abondamment avec de l'eau a 400 C, essorés et séchés à 200 C durant 24 heures en atmosphère titrant 65 O/o *humidité relative. La mesure du retrait de surface est alors faite à partir des repères initialement relevés sur le tricot.
2) La mesure du retrait par lavage - feutrage sur tricot relaxé - a été effectuée dans le même appareil Cubex renfermant la même solution que ci-dessus en l'absence de produit mouillant.
La rotation alternée est maintenue durant 30 minutes, chaque essai de retrait ayant été répété trois fois. On apprécie l'altération par la mesure des pertes à la soude (norme IWTO adoptée à Venise en mai 1960 par la
Commission Technique de la Fédération Lainière Internationale) ainsi que par celle de la variation de l'affinité tinctoriale.
Cette dernière est effectuée en présence d'un colorant acide pour laine à raison de 3 0/o de colorant par rapport au poids de matière, dans un bain de rapport 1/20, renfermant 2 o/o d'acide acétique à 80 0/o, 10 < ?/o de sulfate de sodium anhydre ainsi qu'un régulateur de teinture.
L'épuisement du bain de teinture est suivi à l'aide d'une cellule photoélectrique recevant un faisceau lumineux ayant traversé une épaisseur donnée de bain.
Exemple I
Le ruban de peigné expérimenté est mis en contact, à la vitesse de 4m/mn, sur le foulard d'une machine de teinture à la continue, avec une solution épaissie de pH 5,4 renfermant, en g/kg de matière textile traitée: - acide trichloroisocyanurique 18 g/kg - bicarbonate de sodium anhydre 10 g/kg - acide isocyanurique (stabilisant) 5 g/kg - gomme de guar 30 g/kg - chlore utilisable 16,5 g/kg
Les valeurs de la viscosité de cette solution, mesurée à 200 C à l'aide d'un viscosimètre à cuve et mobile, données en fonction du gradient de vitesse en secondes-1, sont les suivantes:
:
- 100 secondesl 520 cPo
- 200 secondes 410 cPo
- 300 secondes 350 cPo
La réaction superficielle entre la laine et le dérivé chloré est très rapide comme on peut le constater par la détermination par iodométrie des pourcentages pondéraux de chlore consommé en fonction du temps de contact: après 0,5-1-2 et 4 minutes, les pourcentages de chlore consommé sont respectivement de 20-43-70 et 98 /o.
La durée totale du passage à température ambiante du ruban de peigné dans le foulard et la chambre de maturation est de 4 minutes. Il est ensuite admis, à la vitesse de 4 m/mn, dans une lisseuse, dans les deux premiers bacs de laquelle il est lavé à l'eau courante. Le déchlorage est effectué par passage dans le troisième bac garni d'une solution de métabisulfite de sodium à 5 gll dont le pH est ramené à 4 par addition d'acide formique, avant rinçage à l'eau dans un quatrième bac et séchage final à l'air chaud.
Le ruban ainsi traité garde un bel aspect laineux et présente un toucher très doux.
L'évaluation du retrait par relaxation et par feutrage ainsi que la mesure des pertes à la soude effectuées sur des échantillons du tricot Jersey confectionnés ainsi qu'il a été décrit ci-dessus à partir de rubans-témoins et de rubans traités, ont fourni les chiffres moyens suivants, obtenus pour trois essais:
:
Retrait de surface
Retrait de surface par feutrage
par relaxation (0/o) sur tricot relaxé (0/o) Perte à la soude (0/o)
Témoin (non traité) 14,6 41,4 11,0
Traité 2,9 3,2 16,2
En ce qui concerne les modifications des propriétés tinctoriales évaluées conformément à la mothode décrite plus haut, I'épuisement du bain de colorant à 96 0/o renfermant 1,5 zozo de produit égalisateur de teinture se produit en 45 minutes, à 500 C pour les échantillons traités, et à 650 C pour le témoin. L'affinité tinctoriale est donc très peu modifiée par le traitement de l'invention.
Si l'échantillon est traité par un bain chlorocyanurique en l'absence d'épaississant le pH étant maintenu à 5,4 toutes autres conditions étant maintenues égales, les caractéristiques de la laine ainsi traitée sont les suivantes:
- retrait par relaxation 2,9 O/o
- retrait par feutrage 4,8 O/o
- perte à la soude 19,0 oxo
L'épuisement du bain de colorant à 96 oxo décrit plus haut se produit en 45 mn à 300 C et il est nécessaire de faire intervenir 3 /o du produit d'égalisation de teinture pour ralentir la montée du colorant. Cette importante modification des propriétés tinctoriales, de même que les pertes à la soude plus importantes, permettent de mettre en lumière l'intérêt du procédé de l'invention, par rapport aux techniques antérieures.
Exemple 2
On traite à la vitesse de 7 m/mn, le ruban peigné de l'exemple 1, sur machine à teinture à la continue dont le bain présente la composition suivante, en g/kg de matière textile traitée.
- sel sodique de l'acide dichloroisocyanu
rique 35 g/kg - acide acétique (à 80'O/o) 15 g/kg - gomme de guar 30 g/kg - chlore utilisable 22,6 g/kg
Le pH de la pâte est de 4 et sa température de 200 C.
Le taux d'enlevage entre les rouleaux du foulard est de 100 O/o.
Le pH acide entraîne une vitesse de réaction plus grande entre le dérivé chlorocyanurique et la surface des fibres de laine: après 30 secondes de contact, le chlore disponible consommé est de 450/o, alors qu'il est de 70 à 99 /o respectivement après 1 à 3 minutes.
La réaction à 200 C par dépôt et cheminement en continu dans la chambre de maturation de la machine sI teinture est d'une durée de 3 minutes, après lesquelles on procède au rinçage et au déchlorage dans les mêmes conditions que celles qui ont été décrites à l'exemple précédent.
L'examen des échantillons ainsi traités, mené en parallèle avec celui d'échantillons témoins (non traités) et d'échantillon traité de manière connue dans un bain de composition identique en l'absence de produit épaississant, a fourni les résultats suivants:
Retrait de surface
Retrait de surface par feutrage
par relaxation (e/o) sur tricot relaxé (0/o) Perte à la soude (4/o)
Témoin (non traité). 14,6 41,4 11,0
Traité avec épaississant 2,2 1,3 15,0
Traité sans épaississant 2,4 2,3 18,0
Exemple 3
On enduit le ruban de peigné utilisé à l'exemple 1, par passage à la vitesse de 4m/mn dans une solution épaissie de pH 5,4 renfermant, en g/kg de matière textile traitée:
: acide trichloroisocyanurique 18 g/kg - bicarbonate de sodium anhydre 10 g/kg - acide isocyanurique (stabilisant) S g/kg - alcool polyvinylique
( Rhodoviol 25/100 M ) 80 g/kg - chlore utilisable 16,5 g/kg
Le taux d'enlevage est de 1300/o. Le ruban sortant du foulard passe à la même vitesse dans un bain de développement à température ordinaire renfermant 5 cm3/l d'acide chlorhydrique décinormal, la durée séparant les deux opérations d'enduction et de développement étant de 15 secondes.
Le ruban, exprimé au taux de 708/o entre deux rouleaux, est ensuite soumis au déchlorage dans une solution aqueuse de métabisulfite de sodium à 2 g/l où il séjourne 20 secondes puis rincé à l'eau à 400 C durant 40 secondes avant d'être exprimé et séché.
On a effectué un essai comparatif, dans les mêmes conditions, en l'absence d'épaississant.
Les résultats comparatifs obtenus pour l'examen du retrait par relaxation et par feutrage après trois lavages, ainsi que pour les mesures de perte par la soude effectuées sur des échantillons de tricot Jersey obtenus à partir d'un ruban témoin et de rubans traités avec ou sans épaississant ont été groupés au tableau ci-dessous.
Retrait de surface
Tricot Jersey Retrait de surface
laine Australie 0 22 y Feutrage sur
2 X 36 Tex, FC = 1,29 Relaxation ( /o) tricot relaxé (0/o) Perte à la soude ( /o)
Témoin 14,6 41,4 11,0
Sans épaississant. 4,3 34,0 17,2
Avec épaississant 3,1 2,6 18,0 REVENDICATION I
Procédé continu de traitement antifeutrant et antirétrécissant des fibres textiles kératiniques seules ou en mélange à des fibres synthétiques, sous forme de rubans.
de peigné ou de cardé, de nappes de fils ou de tissu, par la mise en oeuvre de dérivés chlorés de l'acide isocyanu risque, caractérisé en ce que l'on met le matériau textile en contact avec une solution aqueuse concentrée, de consistance pâteuse, renfermant un ou plusieurs dérivés chlorés de l'acide isocyanurique, ainsi qu'un produit épaississant naturel ou synthétique, gonflant à l'eau, chimiquement inerte vis-à-vis du réactif chloré et facilement éliminable par rinçage, la teneur en chlore utilisable de ladite solution étant comprise entre 10 et 50 g/kg de matière textile, pour un pH de 3 à 6,5.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que lesdits dérivés chlorés de l'acide isocyanurique sont choisis parmi les acides trichloroisocyanurique, dichloroisocyanurique et/ou des sels hydrosolubles de ce dernier.
2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le produit épaississant est choisi parmi les gommes naturelles modifiées ou synthétiques, des amidons éthérifiés ou estérifiés, des carboxyméthylcelluloses, des alginates ou des polymères de synthèse comme l'alcool polyvinylique ou les polyacrylates alcalins.
3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la viscosité ainsi que les autres conditions rhéologiques de la solution aqueuse et concentrée, de consistance pâteuse. sont telles que l'enrobage des fibres soit homogène.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.