FR2919880A1 - Dyeing textiles with natural dyes, involves dyeing with alkaline dye solution containing mordant, keeping the textile on a roller, making up the dye solution with alkali and mordant, and redyeing the textile - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé de teinture d'une matièreThe present invention relates to a process for dyeing a material
textile à l'aide d'un colorant naturel, et plus particulièrement d'une matière textile réalisée à partir de fibres végétales. Une matière textile se présentant notamment sous la forme d'un tissu est teinte suivant une technique de teinture par épuisement réalisée à l'intérieur d'une machine de teinture par exemple de type Jigger. Dans tous les cas et quel que soit le type de machine, le tissu à traiter fait des allers-retours dans un bain de produits dilués et chauffés tel que mordant, colorant... , afin que ceux-ci pénètrent progressivement les fibres. textile using a natural dye, and more particularly a textile material made from plant fibers. A textile material, in particular in the form of a fabric, is dyed according to an exhaust dyeing technique carried out inside a dyeing machine, for example of the Jigger type. In any case and regardless of the type of machine, the tissue to be treated goes back and forth in a bath of diluted and heated products such as mordant, dye ..., so that they penetrate the fibers progressively.
Un produit qui possède une bonne affinité pour une fibre migre et se fixe rapidement sur celle-ci. Pour permettre à des colorants naturels qui n'ont pas beaucoup d'affinités avec certaines fibres, de se fixer sur celles-ci il faut plusieurs étapes de traitement. II faut notamment utiliser, avant traitement par le colorant, un mordant qui permet au colorant de s'accrocher sur les fibres. A product that has good affinity for a fiber migrates and attaches quickly to it. To allow natural dyes that do not have many affinities with certain fibers, to attach to them requires several processing steps. It is especially necessary to use, before treatment with the dye, a mordant that allows the dye to cling to the fibers.
Or le mordant n'a pas beaucoup d'affinités sur une fibre végétale. II faut alors faire un premier traitement avec un tanin ou prémordant, afin qu'une partie de mordant se fixe sur le tissu qui accrochera à son tour une partie de colorant. Compte tenu de l'affinité faible ou moyenne du colorant pour une fibre végérale, il faut utiliser d'importantes concentrations de produits et de grandes quantités de ceux-ci afin d'en fixer une partie. Il en résulte qu'en fin de teinture les bains ne sont pas épuisés au maximum, de telle sorte que les rejets sont fortement chargés de produits résiduels. Il est donné ci-après un exemple de mise en oeuvre d'un procédé de teinture naturelle en épuisement, pour un type de matière textile et un type 25 de colorant déterminés. Pour 1 000 kg de matière textile à teindre, il faut utiliser les quantités suivantes de produits : - 50 kg de pré-mordant (tanin) - 100 kg de mordant 40 kg de colorant - 10 kg de mouillant 5 kg de savon 40 kg de fixateur 10 kg d'adoucissant. La consommation en eau est de l'ordre de 33 000 litres. 30 35 Après montage de la matière à l'intérieur de la machine textile il convient de procéder aux opérations suivantes : alimentation du bac de la machine avec du pré-mordant dilué dans de l'eau : chauffage à 95 C et traitement, vidage de la machine et rinçage à l'eau froide, - alimentation à l'aide de mordant dilué : chauffage et traitement, vidage de la machine et alimentation en eau froide pour rinçage - alimentation de la machine en eau additionnée de mouillant et de la moitié du colorant : traitement de la matière textile, - ajout de la seconde moitié du colorant et traitement en plusieurs phases avec augmentation de la température vidage du bain et alimentation en eau froide pour rinçage, vidage du bain et alimentation en eau additionnée de savon pour traitement, vidage et alimentation de la machine en eau additionnée de fixateur et d'adoucissant, - vidage et retrait du tissu hors de la machine. Il doit être noté que des quantités très importantes de produits ont été rejetées dont certains nécessitent des traitements préalables à leur rejet 20 dans le milieu naturel : 35 kg de pré-mordant (tanin) 70 kg de mordant kg de colorant 8 kg de mouillant -4 kg de savon 2 kg de fixateur 2 kg d'adoucissant. En outre, les différentes opérations successives nécessitent un temps de traitement important qui peut être estimé à plus de 900 minutes. But the mordant does not have many affinities on a plant fiber. It is then necessary to make a first treatment with a tannin or premordant, so that a part of mordant is fixed on the fabric which will in turn hang a part of dye. Given the low or medium affinity of the dye for a plant fiber, it is necessary to use large concentrations of products and large amounts of them in order to fix a part of them. As a result, at the end of the dyeing, the baths are not exhausted as much as possible, so that the rejects are heavily laden with residual products. An exemplary embodiment of a natural dyeing process in exhaustion for a given type of textile material and type of dye is given below. For 1000 kg of textile material to be dyed, the following quantities of products must be used: - 50 kg of pre-mordant (tannin) - 100 kg of mordant 40 kg of dye - 10 kg of wetting agent 5 kg of soap 40 kg of fixative 10 kg of softener. The water consumption is of the order of 33,000 liters. After mounting the material inside the textile machine the following operations should be carried out: feeding of the tank of the machine with pre-mordant diluted in water: heating at 95 ° C. and treatment, emptying of the machine the machine and rinsing with cold water, - feeding with diluted mordant: heating and treatment, emptying of the machine and supply of cold water for rinsing - feeding of the machine with water and wetting and half dye: treatment of the textile material, - addition of the second half of the dye and treatment in several phases with increase of bath emptying temperature and supply of cold water for rinsing, emptying of the bath and supply of water with soap for treatment, emptying and feeding the machine with water containing fixative and softener, - emptying and removing the fabric from the machine. It should be noted that very large quantities of products have been rejected, some of which require treatment prior to their release into the natural environment: 35 kg of pre-mordant (tannin) 70 kg of mordant kg of dye 8 kg of wetting agent - 4 kg of soap 2 kg of fixative 2 kg of softener. In addition, the various successive operations require a significant processing time that can be estimated at more than 900 minutes.
En outre il faut noter, dans le cas de la technique traditionnelle qui vient d'être définie ci-dessus, une difficulté de la reproductibilité vers la production industrielle du coloris étudié au laboratoire. Le problème technique à la base de l'invention est de fournir un procédé de teinture à l'aide de colorants naturels permettant une bonne reproductibilité de la teinture en production industrielle, tout en limitant les quantités de produits utilisées et les quantités de produits rejetées en fin de teinture. A cet effet, le procédé de teinture que concerne l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à : - réaliser la solubilisation du colorant naturel dans un agent alcalin, - préparer un mordant, c'est-à-dire un agent d'accrochage du colorant, - mélanger la solution alcaline du colorant et la solution du mordant et les placer dans un bac d'une machine de teinture, - faire passer la matière textile dans le bain ainsi obtenu, - stocker la matière textile sur un rouleau, - récupérer le bain de teinture précédent et compléter celui-ci avec un mordant et au moins un agent alcalin et placer ce nouveau bain dans un bac d'une machine de teinture, - faire passer la matière textile dans ce nouveau bain, et -rincer la matière textile. Le procédé est remarquable en ce qu'il consiste à appliquer mécaniquement en une phase un colorant naturel solubilisé et un mordant dilué sur une fibre naturelle ou non, et à rendre le colorant insoluble en stockant la matière teinte pour faire agir le mordant. En effet, un colorant non solubilisé ne pénètre que partiellement dans la fibre. L'agent alcalin permet la solubilisation du colorant naturel. Le mordant qui est le système d'accrochage du colorant agit durant le stockage de la matière imprégnée en libérant un pH légèrement acide qui neutralise l'agent alcalin et par suite rend le colorant insoluble à l'intérieur de la fibre. Le stockage de la matière textile après application du colorant laisse le temps au générateur d'acide qui est le mordant d'agir de façon homogène. En outre, ce procédé est tout à fait intéressant en ce qu'il permet de récupérer le premier bain de teinture pour l'utiliser lors de la seconde opération de teinture, obtenant ainsi une double teinture sans avoir à augmenter la quantité de colorant, et permettant un épuisement du bain de teinture dans des proportions très importantes, à une valeur de l'ordre de 90%, limitant ainsi considérablement les rejets à l'égoût. Du fait de l'excellente tenue du colorant à l'intérieur de la fibre, il 35 faut noter sur le tissu teint par ce traitement une solidité améliorée à la lumière, une solidité de la teinture améliorée au frottement ainsi qu'une profondeur de nuance de coloration plus importante. Outre la réduction de consommation du bain de teinture, il faut noter une consommation d'eau, d'énergie et des autres matières premières considérablement réduite ainsi qu'une durée du temps de teinture réduite. Le colorant naturel mis en oeuvre peut être un colorant végétal obtenu par extraction de pigments d'une plante, d'une écorce ou d'une racine, ou un colorant d'origine animale constitué par exemple à base d'insectes séchés ou d'une poudre de coquillages. In addition, it should be noted, in the case of the traditional technique that has just been defined above, a difficulty in the reproducibility to industrial production of the color studied in the laboratory. The technical problem underlying the invention is to provide a dyeing process using natural dyes allowing a good reproducibility of the dye in industrial production, while limiting the quantities of products used and the quantities of products rejected in end of dyeing. For this purpose, the dyeing process that relates to the invention is characterized in that it consists in: - carrying out the solubilization of the natural dye in an alkaline agent, - preparing a mordant, that is to say a dyeing agent; hooking of the dye, - mixing the alkaline solution of the dye and the solution of the mordant and placing them in a tank of a dyeing machine, - passing the textile material into the bath thus obtained, - storing the textile material on a roll recovering the preceding dyeing bath and completing it with a mordant and at least one alkaline agent and placing this new bath in a tray of a dyeing machine, passing the textile material into this new bath, and rinse the textile material. The method is remarkable in that it mechanically applies in one phase a solubilized natural dye and a diluted mordant to a natural or non-natural fiber, and renders the dye insoluble by storing the dyed material to act on the mordant. Indeed, an unsolubilized dye penetrates only partially in the fiber. The alkaline agent allows the solubilization of the natural dye. The mordant which is the dye attachment system acts during storage of the impregnated material by releasing a slightly acidic pH which neutralizes the alkaline agent and hence renders the dye insoluble within the fiber. The storage of the textile material after application of the dye gives time to the acid generator which is the mordant to act homogeneously. In addition, this method is quite advantageous in that it makes it possible to recover the first dyeing bath for use in the second dyeing operation, thus obtaining a double dyeing without having to increase the amount of dye, and allowing the dye bath to be used up to a very high degree, at a value of the order of 90%, thus considerably limiting the discharges to the sewer. Because of the excellent hold of the colorant within the fiber, it is necessary to note on the fabric dyed by this treatment an improved light fastness, an improved rubbing dye strength and a depth of shade. more important coloring. In addition to reducing the consumption of the dyebath, it is necessary to note a considerably reduced consumption of water, energy and other raw materials as well as a reduced duration of the dyeing time. The natural dye used can be a plant dye obtained by extracting pigments from a plant, a bark or a root, or a dye of animal origin consisting for example of dried insects or a shell powder.
Suivant un mode de mise en oeuvre, ce procédé consiste à réaliser la première étape de teinture de la matière textile dans une machine de foulardage et la deuxième étape dans une machine de teinture par épuisement, telle que du type Jigger ou vaporisateur. Suivant une caractéristique du procédé, la solubilisation du colorant 15 est réalisée à l'aide d'au moins un agent alcalin avec dilution dans de l'eau très chaude. En outre, le mordant est dilué dans de l'eau très chaude, voire bouillante. Suivant une caractéristique importante du procédé, à l'issue de 20 l'imprégnation par le premier bain, la matière textile est stockée sur un rouleau, à l'abri de l'air, par recouvrement par un film étanche, avec entraînement en rotation lente du rouleau pendant plusieurs heures. Avantageusement, ce procédé consiste à stocker la matière textile sur un rouleau pendant plusieurs heures. 25 Au cours de cette opération de stockage, le mordant dégage lentement un pH légèrement acide qui neutralise l'agent alcalin et rend le colorant uniformément insoluble dans la fibre. En vue de la réalisation du second bain, le procédé selon l'invention consiste à récupérer le premier bain et à lui ajouter un agent alcalin 30 et/ou du sulfate de soude, et du mordant dilué avec de l'eau, pour obtenir un second bain de teinture alcalin. Cela permet de réaliser la solubilisation du colorant récupéré du bain rémanent après le premier traitement et ajouté dans le bain de développement. En outre, l'ajout de sulfate de soude ou de sel marin évite la désorption du colorant préalablement imprégné dans le tissu et 35 augmente l'absorption vers la fibre, du colorant récupéré dans le premier bain. According to one embodiment, this method consists in carrying out the first step of dyeing the textile material in a padding machine and the second step in an exhaust dyeing machine, such as a Jigger or vaporizer type. According to a characteristic of the process, the solubilization of the dye is carried out using at least one alkaline agent with dilution in very hot water. In addition, the mordant is diluted in very hot water, even boiling. According to an important characteristic of the process, after impregnation with the first bath, the textile material is stored on a roll, protected from the air, by covering with a tight film, with rotation drive. slow roll for several hours. Advantageously, this method consists in storing the textile material on a roll for several hours. During this storage operation, the mordant slowly releases a slightly acidic pH which neutralizes the alkaline agent and renders the dye uniformly insoluble in the fiber. With a view to producing the second bath, the process according to the invention consists of recovering the first bath and adding an alkaline agent and / or sodium sulphate and diluted mordant with water to obtain a bath. second alkaline dyeing bath. This makes it possible to solubilize the dye recovered from the remanent bath after the first treatment and added to the developing bath. In addition, the addition of sodium sulphate or sea salt avoids the desorption of the dye previously impregnated in the fabric and increases the absorption to the fiber of the dye recovered in the first bath.
Avantageusement, le procédé de traitement à l'aide du second bain consiste à réaliser le traitement de la matière textile en plusieurs passes à des températures comprises entre 40 et 90 C, avec augmentation de température d'une passe à la suivante. Advantageously, the treatment method using the second bath consists in carrying out the treatment of the textile material in several passes at temperatures of between 40 and 90 ° C., with temperature increase from one pass to the next.
Trois paliers de température à la hausse sont mis en oeuvre afin d'ouvrir progressivement la fibre et de ne pas créer de choc thermique au mélange colorant-mordant. En outre, après traitement par le deuxième bain, la matière textile est rincée à l'eau froide, en créant un refroidissement brutal de la matière, puis 10 savonnée et de nouveau rincée. Le refroidissement rapide du tissu permet de refermer rapidement les fibres et par effet de contraction d'enfermer le colorant absorbé. Enfin, ce procédé consiste, après rinçage de la matière textile, à réaliser la fixation du colorant par traitement à l'aide d'un fixateur à une 15 température de l'ordre de 45 C. Il est intéressant de respecter un savonnage efficace pour éliminer les résidus de colorant non fixés en surface de la fibre. A titre d'exemple, pour la teinture de 1 000 kg de matière textile, conforme à celle teinte par le procédé défini précédemment et avec un colorant 20 de même couleur, ce procédé consiste à mettre en oeuvre les composants suivants : 25 30 II doit être noté que, pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, le temps total est de 520 minutes, la quantité d'eau consommée est de 10 800 litres alors qu'elle est de 33 000 litres pour le procédé traditionnel et que la quantité de rejet est de 9 880 litres alors qu'elle est de 32 000 litres dans le procédé traditionnel. 35 En outre, pour une force colorante de 100% dans le procédé traditionnel, la force colorante est de 140 % dans le procédé selon l'invention. - Mordant : 9,2 kg - Mouillant : 3,840 kg - Colorant : 18,400 kg - Agent alcalin: 14,600 kg - Sulfate de soude : 7 kg Savon : 5 kg Fixateur : 40 kg Adoucissant : 10 kg. Three levels of temperature increase are implemented in order to gradually open the fiber and not to create thermal shock to the dye-mordant mixture. In addition, after treatment with the second bath, the textile material is rinsed with cold water, creating a sudden cooling of the material, then soaped and rinsed again. The rapid cooling of the fabric allows the fibers to be quickly closed and the contraction effect to enclose the absorbed dye. Finally, this process consists, after rinsing of the textile material, in fixing the dye by treatment using a fixer at a temperature of the order of 45 C. It is advantageous to observe an effective soaping for remove dyestuff residues not fixed at the surface of the fiber. By way of example, for the dyeing of 1,000 kg of textile material, in accordance with that dyed by the method defined above and with a dye of the same color, this process consists in using the following components: It should be noted that, for the implementation of such a method, the total time is 520 minutes, the quantity of water consumed is 10 800 liters whereas it is 33 000 liters for the traditional process and that the The quantity of discharge is 9,880 liters while it is 32,000 liters in the traditional process. In addition, for a color strength of 100% in the conventional process, the color strength is 140% in the process according to the invention. - Mordant: 9.2 kg - Wet: 3.840 kg - Colorant: 18.400 kg - Alkaline agent: 14.600 kg - Sodium sulphate: 7 kg Soap: 5 kg Fixer: 40 kg Softener: 10 kg.
Imprégnation de la nappe textile préparer le lot à teindre, démarrer la machine et faire passer le tissu dans le bain précédemment obtenu par imprégnation, enrouler le tissu sur un rouleau, recouvrir le lot teint par un film hermétique afin d'éviter toute pénétration d'air dans le rouleau, mettre le rouleau en rotation lente pendant plusieurs heures, récupérer le bain restant dans la machine de teinture, qui peut être une machine de foulardage, et le stocker dans un récipient hermétique. Impregnation of the textile tablecloth prepare the batch to be dyed, start the machine and pass the fabric into the previously obtained bath by impregnation, wrap the fabric on a roll, cover the batch dyed with an airtight film to prevent penetration of air in the roller, put the roller in slow rotation for several hours, recover the remaining bath in the dyeing machine, which can be a padding machine, and store it in an airtight container.
Développement sur une autre machine de type Jigger : monter sur la machine le lot textile dont le développement doit être effectué, garnir le fond de la machine avec un peu d'eau à température ambiante, ajouter le premier bain de teinture et de l'agent alcalin, ajouter du mordant dilué en eau très chaude, Il est donné ci-après un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dissolution du colorant et du mordant : dilution du colorant sous agitation dans de l'eau très chaude, ajout de mouillant sous agitation lente, dilution à part du mordant dans de l'eau bouillante sous agitation (si la formule contient plusieurs mordants différents, il faut les diluer séparément), ajout lent de la solution de mordant dans le mélange alcalin/colorant, agitation pendant quelques minutes (5 à 10 minutes) filtration du mélange avant de le placer dans la cuve de teinture, récupération éventuelle du dépôt dans le filtre et dilution avec de l'eau très chaude avant de le diluer et de l'injecter éventuellement dans la cuve de teinture. 1) - - 15 2) 20 25 - 30 3) - - 35 - - 6 ajouter du sulfate de soude, commencer le traitement à une température de l'ordre de 40 C pendant environ une heure, poursuivre le traitement pendant environ une heure à 60 C, - poursuivre le traitement pendant environ deux heures à 90 C, vider le bain et rincer à l'eau froide pendant environ une heure, traiter à l'aide d'un bain de savonnage pendant environ une heure, puis vider ce bain, réaliser la fixation à l'aide du fixateur naturel à une température de l'ordre de 45 pendant environ une heure. L'opération de teinture est alors terminée. Les quantités rejetées au cours de l'opération de teinture et à l'issue de celle-ci sont les suivantes : Pour 1 000 kg de matière textile, avec les quantités de composants 15 20 Development on another machine type Jigger: mount on the machine the textile batch whose development must be performed, fill the bottom of the machine with a little water at room temperature, add the first dye bath and agent alkaline, add diluted mordant in very hot water, is given below an example of implementation of the method according to the invention. Dissolution of the dye and the mordant: dilution of the dye with stirring in very hot water, addition of wetting with slow stirring, dilution apart from the mordant in boiling water with stirring (if the formula contains several different mordants, it must be diluted separately), slow addition of the mordant solution in the alkaline / dye mixture, stirring for a few minutes (5 to 10 minutes) filtration of the mixture before placing it in the dyeing tank, recovery of the deposit in the filter if necessary and dilute with very hot water before diluting it and possibly injecting it into the dyeing tank. 1) - - 2) 20 - 30 3) - - 6 - add sodium sulphate, start the treatment at a temperature of about 40 C for about an hour, continue the treatment for about an hour at 60 ° C, - continue the treatment for about two hours at 90 ° C, empty the bath and rinse with cold water for about an hour, treat with a soap bath for about an hour, then empty this bath, achieve fixation with the natural fixative at a temperature of about 45 for about an hour. The dyeing operation is then complete. The quantities released during the dyeing process and at the end of the dyeing operation are as follows: For 1 000 kg of textile material, with the quantities of components 15 20
Comme cela à déjà été indiqué précédemment, les quantités de composants mis en oeuvre sont inférieures à celles mises en oeuvre dans des 25 opérations de teintures classiques, et les quantités de rejets sont également très inférieures. Il en résulte une économie, d'une part au niveau des composants mis en oeuvre et, d'autre part, au niveau du traitement des effluents. En outre et comme cela a été expliqué, la qualité de la teinture est 30 très supérieure à celle obtenue précédemment et parfaitement reproductible. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode de mise en oeuvre de ce procédé, décrit ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. C'est ainsi notamment que le procédé pourrait être mis en oeuvre dans des machines différentes de celles 35 indiquées précédemment ou que les quantités de produits mises en oeuvre indiquées précédemment : 0,920 kg Mordant : - Mouillant : 0,384 kg - Colorant : 1,840 kg - Sulfate de soude : 7 kg Savon : 4 kg Fixateur : 2 kg - Adoucissant 2 kg pourraient être différentes, en fonction de la nature de la fibre à teindre et du colorant utilisé. As already indicated above, the amounts of components used are lower than those used in conventional dyeing operations, and the quantities of rejects are also much lower. This results in a saving, on the one hand in terms of the components used and, on the other hand, in the treatment of the effluents. In addition and as has been explained, the dyeing quality is much higher than previously obtained and perfectly reproducible. It goes without saying that the invention is not limited to the sole mode of implementation of this method, described above, by way of example; it embraces, on the contrary, all variants. Thus, in particular, the process could be carried out in machines other than those indicated previously or the amounts of products used indicated previously: 0.920 kg Mordant: - Wetting: 0.384 kg - Color: 1.840 kg - Sulphate soda: 7 kg Soap: 4 kg Fixer: 2 kg - Softener 2 kg could be different, depending on the nature of the fiber to be dyed and the dye used.
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