Procédé de traitement dans des bains aqueux d'articles textiles en polymères
à base d'acrylonitrile
La présente invention concerne un procédé permettant de traiter des articles textiles en polymères à base d'acrylonitrile, dans des bains aqueux à haute température, sans provoquer leur jaunissement.
Dans la description, on entendra par polymères à base d'acrylonitrile les homopolymères d'acrylonitrile et les copolymères, polymères greffés ou mélanges de polymères, contenant au moins 80 oxo en poids de motifs d'acrylonitrile et jusqu'à 20 o/o d'un ou plusieurs motifs éthyléniques polymérisables.
Depuis plusieurs années, on assiste, dans l'industrie textile, au développement des procédés de teinture, en fil ou en pièce notamment, dans des bains aqueux à des températures supérieures à 1000 C. Cela s'explique par les nombreux avantages que ce type de procédé présente par rapport à la teinture au bouillon , en particulier, pour les articles en fibres synthétiques: diminution de la durée de teinture et du pourcentage de retardateur, meilleur unisson, possibilité d'obtenir des nuances foncées, en particulier sur fibres acryliques, stabilisation dimensionnelle des tissus et tricots en même temps que leur teinture, enfin meilleure défroissabilité.
Cependant, lorsqu'on traite, dans des bains aqueux à plus de 100o C, des fibres synthétiques en polymères à base d'acrylonitrile, on observe un jaunissement de la matière qui s'intensifie quand la température augmente.
Si ce jaunissement n'est pas très gênant pour la teinture de ces fibres en nuances foncées, il rend pratiquement impossible l'obtention de nuances pastel satisfaisantes.
Pour éviter le jaunissement d'articles en polyamides dans les bains aqueux à haute température, on a proposé d'ajouter de la thiourée dans ces bains aqueux, mais un tel procédé est insuffisant pour protéger efficacement les fibres à base d'acrylonitrile et permettre leur teinture satisfaisante en nuances pastel.
Il est également connu, d'après la demande de brevet japonaise No 2347/64, de stabiliser les fibres acryliques contre le jaunissement en les traitant avec une solution aqueuse contenant des sels de métaux polyvalents et de l'acide éthylène diamine-tétracétique. Un tel traitement atténue le jaunissement mais ne permet pas la réalisation de nuances pastel acceptables. La titulaire a en effet constaté que le traitement d'un article textile en fibres acryliques à 1200 C dans un bain aqueux constitué d'eau permutée provoque, même en présence d'acide éthylène diamine-tétracétique, un jaunissement important des fibres. Une teinture ultérieure de ces fibres en nuances pastel donne des tons dénaturés et sans fraîcheur.
Ceci montre bien que l'utilisation d'un agent séquestrant est insuffisante pour supprimer le jaunissement, donc pour obtenir des nuances pastel dans des bains aqueux de teinture à haute température.
L'invention a pour objet un procédé de traitement d'articles textiles en polymères à base d'acrylonitrile dans un bain aqueux à haute température au moins égale à 1000 C caractérisé en ce que le traitement est effectué en présence d'un mélange d'un agent séquestrant et de thiourée ou l'un de ses dérivés N-alcoylés.
Certes, il est connu de stabiliser des polymères d'acrylonitrile, en solution dans un solvant organique de filage, contre le jaunissement à des températures au plus egales à 1000 C par incorporation d'un mélange d'acide éthylène diamino-tétracétique (EDTA) avec de nombreux réducteurs. Cependant, quand on applique de tels mélanges à des articles textiles en polymères à base d'acrylonitrile, dans des bains aqueux à des températures supérieures à 100oC, on constate que l'affaiblissement du jaunissement est du même ordre que celui obtenu avec l'acide EDTA seul.
Or, cet effet est insuffisant pour permettre la teinture en nuances pastel, à des températures supérieures à 100o C d'articles textiles tels que décrits ci-dessus. On ne pouvait donc pas penser résoudre ce délicat problème de teinture en utilisant un réducteur particulier, à savoir la thiourée, en combinaison avec un agent séquestrant.
Il est aussi connu (brevet suisse No 384534) de traiter des articles textiles constitués d'un mélange de fibres à sites basiques et de fibres à sites acides (acryliques par exemple) à une température supérieure à 1000 dans un bain colorant contenant à la fois un colorant acide, un colorant basique, un agent égalisant anionique, un agent complexant cationique faible et de la thiourée ou l'un de ses dérivés N-alcoylés. Les articles textiles sont alors colorés sans défaut de rayures.
Mais, dans ce procédé, I'agent complexant cationique faible évite la précipitation entre le colorant anionique, le colorant cationique et l'agent égalisant anionique en provoquant la formation d'un complexe soluble et permet ainsi la coloration en une seule étape d'articles textiles constitués de mélanges de fibres à sites acides et basiques; cet agent complexant cationique faible joue un rôle très différent de celui du séquestrant anionique, utilisé selon la présente invention qui, en combinaison avec la thiourée.
évite le jaunissement des articles textiles en fibres acryliques traités en milieu aqueux à haute température.
Le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit de traiter des articles en polymères à base d'acrylonitrile contenant des groupes anioniques, fixés sur les polymères par copolymérisation ou par tout autre moyen.
Par agent séquestrant , on entend un composé qui donne des complexes solubles dans l'eau en présence d'ions métalliques et d'agents précipitants (of Encyclopedia of Chemical Technology-Kirk-Othmer, 1954, vol.
12, p. 164). Comme agents séquestrants utilisables pour la réalisation de la présente invention, on peut citer des composés minéraux tels que les polyphosphates et polymétaphosphates solubles dans l'eau et, de préférence.
des composés organiques, principalement tous les composés azotés ayant un ou plusieurs groupes acides liés à un atome d'azote et qui peuvent être substitués. De tels composés sont, par exemple, l'acide ss-hydroxyéthyl éthylènediamine - tétracétique, l'acide cyclohexylènedi
amine- tétracétique, et de préférence l'acide nitrilo-triacé
tique, l'acide éthylènediamine-tétracétique et l'acide diéthylènetriamine-pentacétique, ainsi que les sels solubles dans l'eau, en particulier les sels de métaux alcalins, de ces acides.
Le second produit utilisé dans le procédé selon l'invention est la thiourée ou l'un de ses dérivés N-alcoylés tels que, par exemple, la N-monométhyl-thiourée.
De préférence, le traitement selon l'invention est effectué dans un bain aqueux contenant en poids, par rapport à la matière à traiter, au moins 0,1 à 15 O/o de l'agent séquestrant et 0,2 à 10 /o de thiourée ou l'un de ses dérivés N-alcoylés.
Le bain de traitement peut éventuellement contenir en outre un ou plusieurs colorants ayant de l'affinité pour le polymère constituant l'article à teindre. Ces colorants peuvent être basiques ou cationiques pour les polymères à base d'acrylonitrile ayant des sites acides, acides pour les fibres acryliques modifiées ayant des sites basiques, ou encore plastosolubles. Le bain de traitement peut également contenir, en plus des adjuvants utilisés selon l'invention et des colorants, des adjuvants usuels tels que des dispersants, agents d'unisson à caractère ionique
ou non ionique.
Lorsque tous les ingrédients sont présents dans le
bain, le traitement, et éventuellement la teinture, est
effectué soit à 1000 C pendant un temps pouvant être
de plusieurs heures, soit à des températures pouvant aller en pratique jusqu'à 1400 C pendant des temps beaucoup plus courts, la durée de traitement étant fonction de plusieurs facteurs, en particulier de la nature de la matière à traiter et, dans le cas de la teinture. de celle du ou des colorants utilisés.
Après ce traitement, on peut éventuellement traiter thermiquement les articles textiles, soit par la chaleur sèche, soit par la chaleur humide, sans que la teinte, même claire, soit altérée.
La matière textile à traiter peut se présenter sous des formes variées, par exemple bobines de fils, bourre, câble, écheveaux, articles tissés ou tricotés.
Le procédé selon l'invention permet donc de traiter les articles en polymères à base d'acrylonitrile, dans les bains aqueux à température au moins égale à i 00' > C sans provoquer le jaunissement des articles traités.
Le procédé selon l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la teinture en nuances pastel d'articles textiles en fibres en polymères à base d'acrylonitrile. Dans ce cas, on obtient des coloris clairs très frais, convenant parfaitement pour certains articles de bonneterie.
Les exemples suivants sont donnés pour illustrer l'invention. Sauf indication contraire, toutes les quantités et proportions données ci-après sont exprimées en poids.
Enfin C.I. signifie Colour Index 2e édition 1956 (et suppléments) publié par la Society of Dyers and
Colourists et 1' American Association of Textile
Chemists and Colourists .
Exemple 1:
Un échantillon de tissu en filés de fibres en copoly
mère d'acrylonitrile (94 0/o) et de méthacrylate de mé
thyle (6 0/o) est désensimé pendant 20minutes à 600 C
dans un bain aqueux contenant 3 ml/l d'un alcool gras
oxyéthylé et 0,3 g/l de phosphate trisodique, puis on le
traite pendant 3 heures dans un bain d'eau permutée à
1200 C -' le rapport bain/matière est de 50/1. On cons
tate un jaunissement important de la matière.
Un échantillon, analogue au premier et désensimé
de la même manière, est traité dans les mêmes condi
tions, le bain à 1200 C contenant en plus 1,3 g/litre d'un
sel sodique de l'acide diéthylènetriamine-pentacétique.
L'échantillon est un peu moins jaune que l'échantillon
précédent. On obtient un résultat analogue si, au lieu
de l'acide diéthylènetriamine-pentacétique, on utilise
1 partie de thiourée.
Si, par contre, on refait l'expérience avec simultané
ment 1,3 partie d'acide diéthylènetriamine-pentacétique
et 1 partie de thiourée, on obtient un tissu aussi blanc
qu'après désensimage seul.
Exemple 2:
On teint, pendant 3 heures à 1200 C, deux échantil
lons préalablement désensimés d'un tissu fabriqué à par
tir du fil constitué d'un polymère contenant 93 0/o
d'acrylonitrile, 6 o/o de méthacrylate de méthyle et I o/o
de vinyloxybenzène sulfonate de potassium.
Le premier échantillon est teint, avec un rapport
bain/matière égal à 50/1, dans un bain contenant:
- 1 ml/l d'acide acétique,
- 1 ml/i d'un agent non ionique produit de conden
sation d'oxyde d'éthylène sur un alcool gras,
- 4 /o par rapport à la matière à teindre, de chlorure
de trialcoylstéarylammonium,
0,020/o, par rapport à la matière à teindre, de bleu
Astrazon B (C.I. 42140).
On obtient une nuance grise au lieu du bleu clair désiré.
Le second échantillon est teint dans les mêmes conditions, le bain contenant en plus: - 1 g/l de thiourée, - 1,3 gel d'un sel de sodium de l'acide diéthylènetri
amine-pentacétique.
On obtient une nuance bleu clair très fraîche.
On obtient des résultats aussi satisfaisants si on remplace le sel de sodium de l'acide diéthylènetriaminepentacétique par les sels correspondants de l'acide éthylènediamine-tétracétique, de l'acide nitrilotriacétique ou par un polyphosphate alcalin.
Exemple 3:
Afin de mettre en évidence les avantages du procédé selon l'invention par rapport à l'enseignement du brevet suisse No 384534, on a effectué les essais suivants:
On a traité plusieurs paires d'échantillons, chacune comprenant un échantillon en tissu en filé de fibres en copolymères contenant 94 o/o d'acrylonitrile et 6 oxo de méthacrylate de méthyle et, à titre comparatif, un échantillon de mêmes dimensions en fil continu en polyamide 66. Tous les échantillons en fibres acryliques et ceux en fils polyamide appartiennent respectivement au même tissu. Chaque paire d'échantillons a été utilisée pour un traitement différent, les échantillons d'une paire étant traités simultanément.
Les conditions générales de tous les essais ont été les suivantes: durée: lh30mn, - température du bain: 120 C,
poids de matière ¯¯ 1 rapport = ¯.
volume du bain - 30
Composition des bains de traitement:
Essai A (sans adjuvant):
Le bain contient:
1 cm3/1 d'un alcool gras oxyéthylé,
1 cm3/l d'acide acétique glacial,
0,15gel d'acétate de sodium pour stabiliser le pH.
Essai B (selon le brevet suisse No 384534):
Le bain contient:
0,5 g/l du mélange comprenant en poids:
49,5 0/o d'a,a'-dinaphtylméthane, ,p'-disulfonate de
sodium (dispersant anionique),
49,5 0/o de polyvinylpyrrolidone (complexant catio
nique faible),
1 /o de thiourée.
Essai C (selon la présente invention):
Le bain a la même composition que celui de l'essai B sauf que la polyvinylpyrrolidone est remplacée par une quantité égale en poids de sel de sodium de l'acide diéthylènetriamine-pentaacétique (agent séquestrant).
Les essais A, B et C ont été répétés, mais avec, en plus, addition au bain de 0,02 oxo en poids d'un colorant basique bleu (CI 42140) et 0,04 oxo en poids d'un colorant acide bleu (CI 61585).
L'examen des échantillons traités a montré ce qui suit:
a) Les échantillons comparatifs en polyamide des essais A, B et C sans colorant sont sensiblement du même blanc qu'un échantillon témoin non traité, ce qui montre la bonne résistance au jaunissement des polyamides récents.
b) Les échantillons en fibres acryliques des essais
A et B sans colorant présentent un net jaunissement par rapport à un témoin non traité, ce jaunissement étant sensiblement le même pour les deux essais.
c) L'échantillon en fibres acryliques de l'essai C sans colorant n'est pratiquement pas jauni en comparaison avec un témoin non traité.
d) L'échantillon en fibres acryliques de l'essai C avec colorant est d'une nuance nettement plus pure que les échantillons en fibres acryliques des essais A et B avec colorant, qui sont tous deux comparativement ternes et jaunâtres.