FR2572416A1 - IMPROVEMENT TO THE OXIDATION PROCESS OF SULFUR COLORANTS - Google Patents
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Abstract
PROCEDE D'OXYDATION DES COLORANTS AU SOUFRE OU COLORANTS DE CUVE. LE BAIN D'OXYDATION CONTIENT DU PEROXYDE D'HYDROGENE, UN SEL METALLIQUE DE PREFERENCE UN SEL DE CUIVRE ET UN VANADATE ALCALIN.PROCESS FOR OXIDIZING SULFUR COLORANTS OR TANK COLORANTS. THE OXIDATION BATH CONTAINS HYDROGEN PEROXIDE, A METAL SALT PREFERABLY A COPPER SALT AND AN ALKALINE VANADATE.
Description
La présente invention concerne une améliora-The present invention relates to an improvement
tion apportée à l'oxydation et à la fixation des colorants oxidation and fixation of dyes
au soufre, ou colorants de cuve.sulfur, or vat dyes.
On sait que l'oxydation, après teinture, des It is known that the oxidation, after dyeing, of
colorants au soufre ou colorants de cuve peut être réali- sulfur dyes or vat dyes can be achieved
sée à l'aide de différents agents d'oxydation. On peut, par exemple, citer parmi les composés les plus utilisés: - Les chromates ou dichromates des métaux alcalins, - Les composés halogénés des métaux alcalins tels que les bromates, chlorites ou iodates, using different oxidation agents. It is possible, for example, to mention among the most widely used compounds: chromates or dichromates of alkali metals; halogenated compounds of alkali metals such as bromates, chlorites or iodates;
- Le peroxyde d'hydrogène.- Hydrogen peroxide.
Cependant, l'emploi de chromates ou bichromates présente l'inconvénient de provoquer une pollution importante des eaux de rejet. On sait, en outre, que ces composés peuvent modifier de façon importante la tonalité de certains However, the use of chromates or dichromates has the disadvantage of causing significant pollution of the wastewater. It is also known that these compounds can significantly alter the tone of certain
coloris ou provoquer également une diminution de l'hydro- colors or also cause a decrease in the hydro-
philité des fibres.phility of the fibers.
L'emploi des dérivés halogénés est fréquemment préconisé, notamment en présence de vanadate alcalin; on The use of halogenated derivatives is frequently recommended, especially in the presence of alkaline vanadate; we
sait, toutefois, que ces différents composés sont diffi- knows, however, that these different compounds are difficult to
cilement utilisables avec certains appareils, tels que can be used with certain devices, such as
le Jigger.the Jigger.
L'emploi de peroxyde d'hydrogène est efficace en milieu alcalin mais présente cependant l'inconvénient The use of hydrogen peroxide is effective in alkaline medium but has the disadvantage
d'occasionner la suroxydation de nombreux colorants. to cause the overoxidation of many dyes.
Quant à l'emploi de peroxyde d'hydrogène en milieu acide, il ne permet pas d'oxyder l'ensemble des colorants. On sait que certains métaux sont susceptibles d'activer la décomposition d'une dilution aqueuse de peroxyde d'hydrogène et d'accroltre la vitesse de son pouvoir oxydant dans un domaine de pH acide. L'emploi de sels de fer, de nickel ou de cuivre par exemple, tels que le sulfate de cuivre, permet d'activer fortement la décomposition du peroxyde d'hydrogène. Toutefois, une telle oxydation, réalisée par exemple en présence de sels de cuivre, entraîne une modification importante des As for the use of hydrogen peroxide in acidic medium, it does not allow to oxidize all the dyes. It is known that certain metals are capable of activating the decomposition of an aqueous dilution of hydrogen peroxide and increasing the rate of its oxidizing power in a pH-acid range. The use of iron salts, nickel or copper, for example, such as copper sulphate, can strongly activate the decomposition of hydrogen peroxide. However, such an oxidation, carried out for example in the presence of copper salts, causes a significant modification of the
divers coloris.various colors.
D'autre part, l'emploi d'un vanadate dans un bain de peroxyde d'hydrogène ne permet pas d'accrottre On the other hand, the use of a vanadate in a bath of hydrogen peroxide does not allow to increase
suffisamment la vitesse d'oxydation de la solution oxy- the rate of oxidation of the oxy-
dante.dante.
La demanderesse a par contre trouvé expérimen- On the other hand, the plaintiff found
talement que la présence dans un bain de peroxyde d'hydro- that the presence in a bath of hydrogen peroxide
gène, de faibles quantités d'un sel métallique, tel que du sulfate de cuivre, quantités insuffisantes pour accroltre la vitesse d'oxydation et permettre le développement des divers coloris, et simultanément la présence dans le bain gene, small amounts of a metal salt, such as copper sulfate, insufficient quantities to increase the rate of oxidation and allow the development of various colors, and simultaneously the presence in the bath
de faibles quantités d'un vanadate, permet d'oxyder rapi- small amounts of a vanadate, allows rapid oxidation
dement tous les coloris sans présenter l'inconvénient de all colors without the disadvantage of
modifier leur tonalité.change their tone.
Comparativement, l'application séparée de quan- Comparatively, the separate application of
tités identiques de sulfate de cuivre ou de vanadate ne per- identical parts of copper sulphate or vanadate
met pas d'oxyder aussi rapidement l'ensemble des divers does not oxidize so quickly all of the various
colorants. Par contre, l'application simultanée d'un vana- dyes. On the other hand, the simultaneous application of a
date et d'un sel métallique en présence de peroxyde d'hy- date and a metal salt in the presence of hydrogen peroxide
drogène permet d'oxyder rapidement l'ensemble des colorants drogen allows to quickly oxidize all dyes
au soufre, quel que soit le procédé de teinture ou l'appa- sulfur, irrespective of the dyeing process or the
reillage considéré.reillage considered.
La présente invention a donc pour objet un pro- The subject of the present invention is therefore a
cédé d'oxydation des colorants au soufre ou colorants de oxidation of sulfur dyes or dyes
cuve qui permet d'éviter les divers inconvénients mention- tank which makes it possible to avoid the various disadvantages mentioned
nés et se caractérise par la mise en oeuvre de solutions de peroxyde d'hydrogène, additionnées de faibles quantités d'un vanadate alcalin et d'un sel métallique, simultanément présents. On réalise l'oxydation en milieu relativement acide, dans un domaine de pH compris entre 3 et 6, à des born and is characterized by the implementation of hydrogen peroxide solutions, added with small amounts of an alkali vanadate and a metal salt, simultaneously present. The oxidation is carried out in a relatively acidic medium, in a pH range of between 3 and 6, at
températures comprises entre 20 et 95 C et, de préfé- temperatures between 20 and 95 C and preferably
rence, entre 40 et 6000 C.between 40 and 6000 C.
Comme sels métalliques,.on peut employer les différents composés du cuivre, du fer, du nickel, du cobalt ou du manganèse. La préférence est cependant donnée, selon l'invention, à l'emploi des sels de cuivre, tels As metal salts, the various compounds of copper, iron, nickel, cobalt or manganese may be employed. However, according to the invention, preference is given to the use of copper salts, such as
que le sulfate de cuivre.than copper sulphate.
Le vanadate pourra 9tre choisi dans la famille comprenant les vanadates des métaux alcalins et le vanadate Vanadate may be selected from the family comprising alkali metal vanadates and vanadate
d 'ammonium.of ammonium.
Les quantités-nécessaires de peroxyde d'hydro- The required quantities of hydrogen peroxide
gène sont comprises, selon l'invention, entre 0,1 g et according to the invention, between 0.1 g and
g/l, de préférence entre I g et 5 g de peroxyde d'hy- g / l, preferably between 1 g and 5 g of hydrogen peroxide
drogène par litre de bain d'oxydation. per liter of oxidation bath.
La quantité de vanadate sera comprise entre 0,05 et 0,5 g de vanadate par litre,-de préférence entre The amount of vanadate will be between 0.05 and 0.5 g of vanadate per liter, preferably between
0,1 et 0,2 g/1.0.1 and 0.2 g / l.
Les quantités du sel métallique choisi pourront varier entre 0,01 g et I g/1 avec de préférence 0,05 à The amounts of the metal salt chosen may vary between 0.01 g and 1 g / l with preferably 0.05 to
0,1 g par exemple de sulfate de cuivre par litre de bain. 0.1 g, for example copper sulphate per liter of bath.
Grâce à l'invention, l'ensemble des colorants au soufre ou colorants de cuve, pourra être oxydé quel que soit le procédé de teinture, l'appareillage retenu ou Thanks to the invention, all the sulfur dyes or vat dyes, can be oxidized regardless of the dyeing process, the equipment retained or
la nature des fibres teintes.the nature of the dyed fibers.
Les exemples suivants permettront d'illustrer, de façon non limitative, les possibilités offertes par la présente invention.-Dans les exemples-ciaprès, on utilise le Rouge au soufrent correspondant dans le Color Index au Numéro 55228. Ce colorant correspond à l'un des éléments difficilement oxydables et donnant le plus The following examples will illustrate, in a non-limiting manner, the possibilities offered by the present invention. In the following examples, the corresponding sulfur red is used in the Color Index at number 55228. This dye corresponds to one elements that are difficult to oxidize and give the most
de difficultés au cours de l'oxydation. difficulties during oxidation.
EXEMPLE I:EXAMPLE I
On teint un tissu de coton, préalablement You dyed a cotton cloth, previously
blanchi, avec 10 % de rouge au soufren9o0(pourcentage expri- bleached with 10% of red with sulfur (90%)
mé par rapport au poids de la fibre). On adopte les pro- compared to the weight of the fiber). We adopt the
portions suivantes pour le bain de teinture: 10 %/ de colorant % de sulfure de sodium following portions for the dyebath: 10% /% sodium sulphide dye
% de chlorure de sodium.% sodium chloride.
On adopte un rapport de bain de I à 10 entre le poids de la fibre et le volume du bain de teinture. On réalise A bath ratio of 1 to 10 is adopted between the weight of the fiber and the volume of the dye bath. We realize
la teinture pendant I heure à la température de 950C. dyeing for 1 hour at the temperature of 950C.
Après teinture, on rince à l'eau chaude puis froide, on divise l'échantillon en trois parties puis on procède à After dyeing, rinse with warm water then cold, divide the sample into three parts and proceed to
l'oxydation du colorant sur chacune de ces parties sépa- the oxidation of the dye on each of these separate parts
rément en opérant comme suit:by operating as follows:
A - On traite l'une des parties dans une solu- A - One of the parties is treated in a solution
tion contenant 2 g/l de peroxyde d'hydrogène à 30 % et containing 2 g / l of 30% hydrogen peroxide and
cm3 d'acide acétique.cm3 of acetic acid.
On réalise l'oxydation pendant 15 secondes à The oxidation is carried out for 15 seconds at
la température de 50 C.the temperature of 50 C.
B - Pour la deuxième partie, on opère dans les mêmes conditions en introduisant en plus dans le bain B - For the second part, one operates under the same conditions by introducing more in the bath
oxydant 0,2 g/1 de vanadate de sodium. oxidant 0.2 g / l sodium vanadate.
C - Pour la troisième partie, on adopte des conditions identiques mais en introduisant dans le bain, conformément à l'invention, 2 g/l de chlorite de sodium C - For the third part, one adopts identical conditions but by introducing in the bath, in accordance with the invention, 2 g / l of sodium chlorite
à 30 % et 0,2 g/1 de vanadate de sodium. at 30% and 0.2 g / l sodium vanadate.
On observe les résultats suivants: Echantillons A et B: Oxydation très lente, nettement i5 insuffisante, ne permettant pas d'oxyder le coloris, The following results are observed: Samples A and B: very slow oxidation, clearly insufficient, not making it possible to oxidize the color,
Echantillon C: Oxydation totale et rapide. Sample C: Total and rapid oxidation.
EXEMPLE 2:EXAMPLE 2
On procède à la teinture comme dans l'exemple 1. Après teinture et rinçage, on divise l'échantillon en The dyeing is carried out as in Example 1. After dyeing and rinsing, the sample is divided into
quatre parties A, B, C, D, et on procède à l'oxydation - four parts A, B, C, D, and proceed to the oxidation -
du colorant de ces parties au moyen des bains respectifs suivants: Bain pour la partie A - 2 g/1 H2o2 3ao% cc/1 acide acétique Bain pour la partie B - 2 g/l -H202 a 30 % of the colorant of these parts by means of the following respective baths: Bath for Part A - 2 g / 1 H2o2 3ao% cc / 1 acetic acid Bath for Part B - 2 g / l -H202 at 30%
cc/1 acide acétique -cc / 1 acetic acid -
0,05 g/1 sulfate de cuivre Bain pour la partie a -2 g/l H2O2 a 30 % cc/1 acide acétique 0,1 g/l vanadate de sodium Bain pour la partie D- 2g/l H202 à 30% cc/1 Acide acétique 0,05 g/1 sulfate de cuivre O,1 g/l vanadate de sodium Pour tous ces bains, on adopte les conditions suivantes Température 50 C - Rapport de bain I à 20 (rapport entre 0.05 g / 1 copper sulphate Bath for part a -2 g / l H2O2 at 30% cc / 1 acetic acid 0.1 g / l sodium vanadate Bath for part D-2g / l H202 at 30% cc / 1 Acetic acid 0.05 g / 1 copper sulphate 0.1 g / l sodium vanadate For all these baths, the following conditions are adopted: Temperature 50 C - Bath ratio I to 20 (ratio between
le poids de la fibre et le volume du bain). the weight of the fiber and the volume of the bath).
On observe une vitesse d'oxydation insuffisant avec les bains A, B et C, l'oxydation totale du coloris n'est, par exemple, pas réalisée après 30 secondes de traitement. Comparativement, l'oxydation réalisée en D est nettement plus rapide; on observe, en effet, dans ce cas, une oxydation totale après 10 secondes de traitement; An insufficient rate of oxidation is observed with the baths A, B and C, the total oxidation of the color is, for example, not carried out after 30 seconds of treatment. In comparison, the oxidation carried out at D is significantly faster; in this case, a total oxidation is observed after 10 seconds of treatment;
on constate également que le coloris n'a subi aucune modi- we also note that the color has not undergone any change
fication de tonalité.tone.
EXEMPLE:EXAMPLE:
On reprend les conditions précédentes. On réalise l'oxydation sur trois parties séparées des fibres teintes et rincées, en utilisant respectivement les bains suivants: A) 2 g/l H202 à 30 % 10 cc/l acide acétique B) 2 g/l H202 & 30 % cc/l acide acétique 0,05 g/l sulfate de cuivre C) 2 g/l H 202 30 % 10 cc/l acide acétique 0,2 g/l sulfate de cuivre Après traitement, l'oxydation réalisée avec les bains A We take the previous conditions. The oxidation is carried out on three separate parts of the dyed and rinsed fibers, using respectively the following baths: A) 2 g / l H 2 O 2 at 30% 10 cc / l acetic acid B) 2 g / l H 2 O 2 & 30% cc / acetic acid 0.05 g / l copper sulphate C) 2 g / l H 202 30% 10 cc / l acetic acid 0.2 g / l copper sulphate After treatment, the oxidation carried out with the baths A
et C est nettement insuffisante. Comparativement, l'oxyda- and C is clearly insufficient. Comparatively, the oxidation
tion réalisée en C est nettement plus rapide. On constate, cependant, dans ce dernier cas, que le coloris subit un C is much faster. However, in the latter case, the color undergoes a
bleuissement important et n'est plus conforme aux spécifi- significant blueness and is no longer in accordance with
cations du colorant considéré. On remarque que dans cet exemple il n'y a pas de vanadate dans la composition du bain. cations of the dye considered. Note that in this example there is no vanadate in the composition of the bath.
EXEMPLE 4:EXAMPLE 4
On réalise une teinture sur Jigger avec 10 % We make a dye on Jigger with 10%
de colorant.dye.
Après teinture, on réalise l'oxydation en opérant dans les conditions comparatives suivantes: After dyeing, the oxidation is carried out by operating under the following comparative conditions:
A. Rinçage par Jigger à l'aide de deux passa- A. Rinse by Jigger using two pass-
ges dans de l'eau froide.in cold water.
B. Oxydation sur Jigger avec: 3 g/l H202 à 30 / cc/1 acide acétique 0,1 g/1 sulfate de cuivre B. Oxidation on Jigger with: 3 g / l H202 at 30 / cc / 1 acetic acid 0.1 g / 1 copper sulfate
O,1 g/1 vanadate de sodium.0.1 g / l sodium vanadate.
On réalise deux passages à la température de Two passages are made at the temperature of
C. On observe une oxydation rapide et totale de l'en- C. There is rapid and complete oxidation of the
semble de la matière teinte.seems of the dyed matter.
C. On adopte les mêmes conditions mais réalise l'oxydation avec un bain dépourvu de peroxyde d'hydrogène et contenant: 3 g/1 de chlorite de sodium à 30 % 0,2 g/1 de vanadate de sodium C. The same conditions are used but the oxidation is carried out with a bath free of hydrogen peroxide and containing: 3 g / l of sodium chlorite at 30% 0.2 g / l of sodium vanadate
cc/1 d'acide acétique.cc / 1 acetic acid.
On observe, dans ce cas, une oxydation très nettement incomplète de la matière teinte quel que soit In this case, there is a very markedly incomplete oxidation of the dyed material whatever
le nombre de passages effectués dans le bain oxydant. the number of passages made in the oxidizing bath.
Les exemples qui précèdent montrent l'effica- The preceding examples show the effectiveness of
cité de l'action combinée du peroxyde d'hydrogène, d'un cited the combined action of hydrogen peroxide, a
sel métallique et d'un vanadate alcalin, présents simulta- metal salt and an alkaline vanadate, present simultaneously
nément dans le bain d'oxydation.element in the oxidation bath.
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