FR3004198A1 - NEW PIGMENT STAINING PROCESS - Google Patents
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Abstract
Procédé de teinture pigmentaire de fibres textiles individualisées ou du support textile obtenu à partir desdites fibres consistant à prétraiter les fibres ou le support avec au moins un polymère puis à teindre les fibres ou le support ainsi prétraités au moyen de pigments, caractérisé en ce que le polymère est un (co)polymère à base de vinylamine.A process for the pigment dyeing of individualized textile fibers or the textile support obtained from said fibers comprising pretreating the fibers or the support with at least one polymer and then dyeing the fibers or the support thus pretreated with pigments, characterized in that the polymer is a (co) polymer based on vinylamine.
Description
NOUVEAU PROCEDE DE TEINTURE PIGMENTAIRE L'invention concerne le domaine du textile. Plus précisément, l'invention concerne un nouveau procédé de teinture pigmentaire de matières textiles par épuisement.The invention relates to the field of textiles. More specifically, the invention relates to a novel process for pigment dyeing textile materials by exhaustion.
Il existe 2 types de produit pour colorer des matières textiles : les colorants et les pigments. Les colorants sont des composés solubles dans l'eau. Ils peuvent être de différentes classes, telles que directs, réactifs, au soufre, indigo, basique ou acide. L'intérêt du colorant est qu'il va pénétrer au sein même de la fibre. Toutefois l'utilisation de colorants impose des étapes de rinçages supplémentaires, qui génèrent des eaux fortement polluées en colorants résiduels pouvant provoquer des problèmes écologiques. De plus, le procédé de coloration est long et nécessite des quantités importantes en eau et en énergie.There are 2 types of product to color textile materials: dyes and pigments. Dyes are water-soluble compounds. They can be of different classes, such as direct, reactive, sulfur, indigo, basic or acidic. The interest of the dye is that it will penetrate even within the fiber. However, the use of dyes requires additional rinsing steps, which generate highly polluted water residual dyes that can cause ecological problems. In addition, the staining process is long and requires large amounts of water and energy.
Les pigments sont inertes chimiquement, ne sont solubles ni dans l'eau ni dans la plupart des solvants couramment utilisés et n'ont pas d'affinité avec les fibres. De ce fait, ils ne peuvent pénétrer dans la fibre comme le colorant mais restent uniquement en surface. Leur utilisation implique l'usage de liant en général de type élastomère thermoplastique et de fixateurs afin d'obtenir de bonnes résistances des couleurs aux épreuves humides. Dans l'industrie textile les pigments sont sûrement le moyen le plus simple et le plus utilisé pour colorer les matières textiles car ils possèdent de nombreux avantages : - un aspect versatile (toutes fibres), - leurs capacités à préserver l'environnement (peu de rejets, pas de lavages subséquents), - leurs bonnes résistances à la lumière, à l'eau et aux solvants, - un très large choix de nuances, - un procédé d'application peu couteux.The pigments are chemically inert, are neither soluble in water nor in most commonly used solvents and have no affinity for fibers. As a result, they can not penetrate the fiber like the dye but remain only on the surface. Their use involves the use of binder in general thermoplastic elastomer type and fixers in order to obtain good color resistance to wet tests. In the textile industry pigments are surely the easiest and most used way to color textile materials because they have many advantages: - a versatile appearance (all fibers), - their ability to preserve the environment (few rejects, no subsequent washes), - good resistance to light, water and solvents, - a very wide choice of grades, - an inexpensive application process.
Il est connu de l'homme de l'art que la teinture pigmentaire par épuisement est possible en apportant une substantivité aux pigments par ajout d'un auxiliaire de charge cationique apportant de l'affinité aux pigments pour la fibre. Les supports textiles sont donc cationisés préalablement à l'étape de teinture proprement dite.It is known to those skilled in the art that pigment dyeing by exhaustion is possible by providing a substantivity to the pigments by adding a cationic charge aid providing affinity to the pigments for the fiber. The textile supports are thus cationized prior to the actual dyeing step.
L'homme de l'art a à sa disposition différents agents de cationisation lui permettant d'améliorer l'affinité de la fibre avec les pigments.The person skilled in the art has at his disposal various cationization agents enabling him to improve the affinity of the fiber with the pigments.
Le brevet US5006129 décrit un procédé de pigmentation qui comprend une étape de prétraitement du textile avec un agent de cationisation comprenant une fonction ammonium quaternaire.US5006129 discloses a pigmentation method which comprises a step of pretreating the textile with a cationizing agent comprising a quaternary ammonium function.
Le brevet US5252103 revendique une méthode de pigmentation utilisant des composés cationiques comprenant une fonction ammonium quaternaire. Parmi les composés utilisés, on peut citer le copolymère acrylamide/ chlorure de 2-(Methacryloyloxy)éthyle trimethylammonium.US5252103 claims a pigmentation method using cationic compounds comprising a quaternary ammonium function. Among the compounds used, mention may be made of the acrylamide / 2- (methacryloyloxy) ethyl trimethylammonium chloride copolymer.
Toutefois, l'art antérieur ne donne pas entière satisfaction. Le problème actuel est donc de trouver un procédé de teinture pigmentaire permettant de teindre des supports textile à base de cellulose ou d'un mélange de cellulose et de fibres synthétiques avec les avantages suivants : - un épuisement complet des bains de teinture, - de très hauts rendements coloristiques, - une forte affinité du pigment pour la fibre, - des temps de procédé très courts et de faibles volumes d'eau nécessaires, - de très hautes solidités des coloris aux épreuves humides, - de très faibles charges de DCO et DB05 dans les effluents.However, the prior art does not give complete satisfaction. The current problem is therefore to find a pigment dyeing process for dyeing textile supports based on cellulose or a mixture of cellulose and synthetic fibers with the following advantages: - complete exhaustion of the dyebaths, - very high colouristic yields, - a high affinity of the pigment for the fiber, - very short process times and low volumes of water required, - very high color fastness to wet tests, - very low COD and DB05 loads in the effluents.
Le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir un nouveau procédé de teinture pigmentaire de matières textiles par épuisement présentant les avantages cités ci-dessus tout en s'affranchissant des inconvénients de l'art antérieur.The problem to be solved by the invention is to provide a novel process for pigment dyeing textile materials by exhaustion having the advantages mentioned above while overcoming the disadvantages of the prior art.
La demanderesse a mis au point un nouveau procédé de teinture pigmentaire de fibres textiles individualisées ou du support textile obtenu à partir desdites fibres consistant à prétraiter les fibres ou le support avec au moins un polymère puis à teindre les fibres ou le support ainsi prétraités au moyen de pigments.The Applicant has developed a new process for pigment dyeing individualized textile fibers or the textile support obtained from said fibers of pretreating the fibers or the support with at least one polymer and then dyeing the fibers or the support thus pre-treated with of pigments.
Le procédé se caractérise en ce que le polymère est un (co)polymère à base de vinylamine. L'invention s'applique plus particulièrement à la teinture pigmentaire de fibres naturelles et/ou synthétiques. Comme fibres naturelles, on peut citer les fibres végétales cellulosiques naturelles comme par exemple le coton, le lin, cellulosiques régénérées comme la viscose, le modal, cellulosiques modifiées comme l'acétate le triacétate. On peut aussi citer les fibres animales comme par exemple la laine et la soie. Comme fibres synthétiques, on peut citer à titre d'exemple les fibres à base d'acrylique, de modacrylique, de polyester, de polyamide et leurs mélanges.40 Le support obtenu à partir des fibres peut être un support tissé ou non tissé ou tricoté. Les (co)Polymères de VinylAmines (PVA) La PVA utilisée dans le nouveau procédé peut être issues de différents procédés connus de l'homme de l'art. Nous pouvons citer les PVA issues de l'hydrolyse des homopolymères ou des copolymères de N vinylformamide, ou encore les PVA issues de la dégradation d'Hofmann. - PVA issus de l'hydrolyse totale ou partielle d'un (co)polymère de N-vinylformamide Dans une première étape, un (co)polymère de N-Vinylformamide (NVF) doit être obtenu, la NVF présentant le motif suivant : -CHF-CH- NH-C-H 8 Par la suite, ce motif NVF doit être converti, par hydrolyse, en VinylAmine : -CH- CH- 2 NH2 L'hydrolyse peut être menée par action d'acide (hydrolyse acide) ou de base (hydrolyse basique).The process is characterized in that the polymer is a vinylamine (co) polymer. The invention applies more particularly to the pigment dyeing of natural and / or synthetic fibers. As natural fibers, mention may be made of natural cellulosic plant fibers, for example cotton, linen, regenerated celluloses such as viscose, modal or modified cellulose such as acetate or triacetate. There may also be mentioned animal fibers such as wool and silk. Examples of synthetic fibers are acrylic, modacrylic, polyester, polyamide-based fibers and mixtures thereof. The support obtained from the fibers may be a woven or non-woven or knitted support. . (Co) Polymers of VinylAmines (PVA) The PVA used in the new process may be derived from various processes known to those skilled in the art. We can mention the PVA resulting from the hydrolysis of the homopolymers or copolymers of N vinylformamide, or the PVA resulting from the Hofmann degradation. PVA resulting from the total or partial hydrolysis of an N-vinylformamide (co) polymer In a first step, a (co) polymer of N-vinylformamide (NVF) must be obtained, the NVF having the following pattern: CHF-CH-NH-CH 8 Subsequently, this NVF motif must be converted by hydrolysis to VinylAmin: -CH- CH-2 NH2 Hydrolysis can be carried out by acid action (acid hydrolysis) or base (basic hydrolysis).
En fonction de la quantité d'acide ou de base ajoutée, le polymère ou copolymère de NVF sera partiellement ou totalement converti en VinylAmine. - PVA issus de la dégradation d'Hofmann La dégradation d'Hofmann est une réaction découverte par Hofmann à la fin du dix-neuvième siècle, qui permet de convertir un amide (voire un acrylonitrile) en amine primaire par élimination de dioxyde de carbone. Le mécanisme réactionnel est détaillé ci-dessous.30 En présence d'une base (soude), un proton est arraché à l'amide. 0 OH 0 H R-CIl R-C-N -N-H \H - H20 L'ion amidate formé réagit alors avec le chlore actif (C12) de l'hypochlorite (e.g. : NaC1O qui est en équilibre : 2 NaOH + C12 <1> NaC1O + NaC1 + H2O) pour donner un Nchloramide. La base (NaOH) arrache un proton du chloramide pour former un anion. L'anion perd un ion chlorure pour former un nitrène qui subit une transposition en isocyanate.Depending on the amount of acid or base added, the NVF polymer or copolymer will be partially or completely converted to VinylAmine. - Hofmann degradation PVA Hofmann degradation is a reaction that Hofmann discovered in the late nineteenth century to convert an amide (or even an acrylonitrile) into a primary amine by removing carbon dioxide. The reaction mechanism is detailed below. In the presence of a base (soda), a proton is torn from the amide. The amidate ion formed then reacts with the active chlorine (C12) of the hypochlorite (eg: NaC1O which is in equilibrium: 2 NaOH + C12 <1> NaClO +). NaCl + H2O) to give Nchloramide. The base (NaOH) removes a proton from chloramide to form an anion. The anion loses a chloride ion to form a nitrene which is transposed to isocyanate.
R-FI=C=1:5 Par réaction entre l'ion hydroxyde et l'isocyanate, un carbamate est formé. R-171=C=b + OH R-NH -CO2- Après décarboxylation (élimination de CO2) à partir du carbamate, on obtient une amine primaire.R-FI = C = 1: 5 By reaction between the hydroxide ion and the isocyanate, a carbamate is formed. R-171 = C = b + OH R-NH -CO2- After decarboxylation (removal of CO2) from the carbamate, a primary amine is obtained.
R-NH2-0O2- -002 R-NH2 H+ Pour la conversion de tout ou partie des fonctions amide d'un (co)polymère d'acrylamide en fonction amine, 2 facteurs principaux interviennent (exprimés en rapports molaires). Il s'agit de : - Alpha = (hypohalogénure d'alcalin et/ou alcalino terreux / acrylamide) et - Beta = (hydroxyde d'alcalin et/ou alcalino terreux / hypohalogénure d'alcalin et/ou alcalino terreux). Selon certains modes de réalisation le (co)polymère à base de PVA peut comprendre d'autres monomères ioniques et non ioniques.30 Le ou les monomères non ioniques pouvant être utilisés dans le cadre de l'invention peuvent être choisis, notamment, dans le groupe comprenant les monomères vinyliques solubles dans l'eau. Des monomères préférés appartenant à cette classe sont, par exemple, l'acrylamide, le N-i sopropylacrylamide, le N,N-diméthylacrylamide. Egalement, peuvent être utilisés la N-vinylformamide, et la N-vinylpyrrolidone,. Un monomère non ionique préféré est l'acrylamide. Le ou les monomères cationiques pouvant être utilisés dans le cadre de l'invention peuvent être choisis, notamment parmi les monomères du type acrylamide, acrylique, vinylique, allylique ou maléique possédant une fonction ammonium quaternaire. On peut citer, en particulier et de façon non limitative, l'acrylate de diméthylaminoéthyle (ADAME), et le méthacrylate de diméthylaminoéthyle (MADAME) quaternisés, le chlorure de diméthyldiallylammonium (DADMAC), le chlorure d'acrylamido propyltriméthyl ammonium (APTAC) et le chlorure de methacrylamido propyltrimethyl ammonium (MAPTAC). Le ou les monomères anioniques pouvant être utilisés dans le cadre de l'invention peuvent être choisis dans un large groupe. Ces monomères peuvent présenter des fonctionnalités acryliques, vinyliques, maléiques, fumariques, allyliques et contenir un groupe carboxylate, phosphonate, phosphate, sulfate, sulfonate, ou un autre groupe à charge anionique. Le monomère peut être acide ou bien sous forme de sel ou de métal alcalino terreux ou de métal alcalin correspondant d'un tel monomère. Des exemples de monomères convenables comprennent l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, l'acide crotonique, l'acide maléique, l'acide fumarique et les monomères de type acide fort présentant par exemple une fonction de type acide sulfonique ou acide phosphonique tels que l'acide 2-acrylamido 2-methylpropane sulfonique, l'acide vinylsulfonique, l'acide vinylphosphonique, l'acide allylsulfonique, l'acide allylphosphonique, l'acide styrène sulfonique et leurs sels solubles dans l'eau d'un métal alcalin, d'un métal alcalino terreux, et d'ammonium.R-NH2-OO2- -002 R-NH2 H + For the conversion of all or part of the amide functions of an acrylamide (co) polymer amine function, 2 main factors occur (expressed in molar ratios). These are: - Alpha = (alkaline and / or alkaline earth / acrylamide hypohalide) and - Beta = (alkali and / or alkaline earth hydroxide / alkaline and / or alkaline earth hypohalide). According to some embodiments, the PVA-based (co) polymer may comprise other ionic and nonionic monomers. The nonionic monomer (s) that may be used in the context of the invention may be chosen, in particular, from group comprising vinyl monomers soluble in water. Preferred monomers belonging to this class are, for example, acrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide. Also, N-vinylformamide, and N-vinylpyrrolidone, can be used. A preferred nonionic monomer is acrylamide. The cationic monomer or monomers that can be used in the context of the invention may be chosen, in particular from acrylamide, acrylic, vinylic, allylic or maleic monomers having a quaternary ammonium function. Mention may be made, in particular and in a nonlimiting manner, of quaternized dimethylaminoethyl acrylate (ADAME) and dimethylaminoethyl methacrylate (MADAME), dimethyldiallylammonium chloride (DADMAC), acrylamidopropyltrimethylammonium chloride (APTAC) and methacrylamido propyltrimethylammonium chloride (MAPTAC). The anionic monomer (s) that can be used in the context of the invention can be chosen from a large group. These monomers may have acrylic, vinyl, maleic, fumaric, allylic functional groups and contain a carboxylate, phosphonate, phosphate, sulphate, sulphonate or other anionically charged group. The monomer may be acidic or in the form of salt or alkaline earth metal or corresponding alkali metal of such a monomer. Examples of suitable monomers include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and strong acid monomers having, for example, an acidic function. sulfonic or phosphonic acid such as 2-acrylamido-2-methylpropanesulphonic acid, vinylsulfonic acid, vinylphosphonic acid, allylsulfonic acid, allylphosphonic acid, styrene sulfonic acid and their water-soluble salts an alkali metal, an alkaline earth metal, and ammonium.
Selon un mode préférentiel le (co)polymère à base de PVA est issu de la dégradation d'Hofmann effectuée sur un (co)polymère base comprenant de l'acrylamide ou dérivés. Selon un autre mode de l'invention, il est possible d'utiliser des (co)polymères obtenus 35 par dégradation d'Hofmann effectuée sur un (co)polymère base comprenant de l'acrylamide ou dérivés et au moins un composé polyfonctionnel contenant au moins 3 hétéroatomes présentant chacun au moins un hydrogène mobile.According to a preferred embodiment the (co) polymer based on PVA is derived from the Hofmann degradation performed on a (co) polymer base comprising acrylamide or derivatives. According to another embodiment of the invention, it is possible to use Hofmann degradation (co) polymers carried out on a (co) polymer base comprising acrylamide or derivatives and at least one polyfunctional compound containing at least one minus 3 heteroatoms each having at least one mobile hydrogen.
De manière préférentielle, le composé polyfonctionnel est choisi dans le groupe comprenant polyéthylèneimine, polyamine, polyallylamine. De manière générale, les polymères de l'invention ne nécessitent pas de développement de procédé de polymérisation particulier. En effet, ils peuvent être obtenus selon toutes les techniques de polymérisation bien connues par l'homme de métier. Il peut notamment s'agir de polymérisation en solution ; polymérisation en gel ; polymérisation par précipitation ; polymérisation en émulsion (aqueuse ou inverse) ; polymérisation en suspension ; ou de polymérisation micellaire.Preferably, the polyfunctional compound is selected from the group comprising polyethyleneimine, polyamine, polyallylamine. In general, the polymers of the invention do not require development of a particular polymerization process. Indeed, they can be obtained according to all polymerization techniques well known to those skilled in the art. It may especially be solution polymerization; gel polymerization; precipitation polymerization; emulsion polymerization (aqueous or inverse); suspension polymerization; or micellar polymerization.
Le prétraitement : Selon l'invention la matière textile subit d'abord une étape de prétraitement. Cette étape consiste en la mise en contact de la matière textile avec au moins un (co)polymère à base 15 de vinylamine (PVA) dans un bain comprenant de l'eau. Le (co)polymère de PVA est utilisé à des dosages allant de 1 à 10% en poids de matière à teindre, préférentiellement de 3 à 8%. 20 Le ratio polymère/pigment en poids est compris entre 1:10 et 10:1, préférentiellement entre 3:1 et 7:5, plus préférentiellement le ratio est de 5:3. Le prétraitement s'effectue généralement à une température comprise entre 20 et 100°C, de préférence entre 30 et 80°C. La durée du prétraitement est comprise entre 1 et 60 25 minutes, préférentiellement entre 5 et 40 minutes. Le rapport de bain est le rapport de poids entre la matière sèche totale et la solution totale constitutive du bain. Ainsi, par exemple un rapport de bain de 1:10 signifie 10 litres d'eau pour 1 kg de matière textile. Selon l'invention le rapport de bain pour le prétraitement est 30 compris entre 1:5 et 1:40, préférentiellement entre 1:10 et 1:30. L'étape de prétraitement se fait à un pH compris entre 3 et 8, préférentiellement le pH est maintenu entre 5 et 7. Le pH est maintenu à l'aide d'ajout d'un acide ou d'un tampon pH acide. On peut citer par exemple l'acide acétique, l'acide formique, le sulfate 35 d'ammonium, le carbonate de sodium. Après le prétraitement le bain est vidé. La matière textile est rincée au moins une fois avec de l'eau ayant une température comprise entre 10 et 30°C.Pretreatment: According to the invention, the textile material undergoes a pretreatment step first. This step involves contacting the textile material with at least one vinylamine (PVA) based (co) polymer in a bath comprising water. The PVA (co) polymer is used at dosages ranging from 1 to 10% by weight of material to be dyed, preferably from 3 to 8%. The polymer / pigment ratio by weight is between 1:10 and 10: 1, preferably between 3: 1 and 7: 5, more preferably the ratio is 5: 3. The pretreatment is generally carried out at a temperature of between 20 and 100 ° C, preferably between 30 and 80 ° C. The pretreatment time is between 1 and 60 minutes, preferably between 5 and 40 minutes. The bath ratio is the weight ratio between the total dry matter and the total bath constitutive solution. Thus, for example a bath ratio of 1:10 means 10 liters of water per 1 kg of textile material. According to the invention the bath ratio for pretreatment is between 1: 5 and 1:40, preferably between 1:10 and 1:30. The pretreatment step is carried out at a pH of between 3 and 8, preferably the pH is maintained between 5 and 7. The pH is maintained by adding an acid or an acid pH buffer. For example, acetic acid, formic acid, ammonium sulfate and sodium carbonate may be mentioned. After pretreatment the bath is emptied. The textile material is rinsed at least once with water having a temperature between 10 and 30 ° C.
D'autres composés peuvent être introduits lors de l'étape de prétraitement. A titre d'exemple on peut citer les agents antimousses et les agents anticassures. Le prétraitement peut être effectué avec les moyens connus de l'homme de l'art.Other compounds may be introduced during the pretreatment step. By way of example, mention may be made of antifoam agents and anti-wear agents. The pretreatment can be carried out with the means known to those skilled in the art.
Préférentiellement, le prétraitement pourra être effectué dans un appareil de teinture tel que le jet flow, l'over flow, la barque, le jigger, l'autoclave, le tambour industriel, l'appareil de teinture fil en bobine ou en écheveaux. Afin de faciliter le prétraitement, la matière textile pourra subir optionnellement au moins une étape préalable connue de l'homme de l'art. A titre d'exemple, on peut citer les étapes de dégraissage, de désencollage ou de blanchiment. L'étape de prétraitement peut être suivie d'une étape d'adoucissage, de stonnage ou encore de biopolissage de la matière textile avant l'étape de teinture.Preferably, the pretreatment may be carried out in a dyeing apparatus such as jet flow, over flow, boat, jigger, autoclave, industrial drum, dye wire coil or skeins. In order to facilitate pretreatment, the textile material may optionally undergo at least one prior step known to those skilled in the art. By way of example, mention may be made of the steps of degreasing, desizing or bleaching. The pretreatment step may be followed by a softening step, stoning or even biopolishing of the textile material before the dyeing step.
La teinture : Selon l'invention après l'étape de prétraitement la matière subit une étape de teinture. Cette étape consiste à mettre en contact la matière textile prétraitée avec au moins un 20 pigment dans un bain comprenant de l'eau. Plus précisément la matière textile est colorée à l'aide de la technique de pigmentation par épuisement. Cette technique consiste à épuiser le bain en pigments par transfert de ces derniers vers la matière textile. 25 Le ou les pigments peuvent être introduits dans le bain sous forme poudre ou sous forme liquide. De manière préférentielle, les pigments sont introduits sous forme liquide. Dans le cas de la forme liquide, le ou les pigments sont dispersés dans au moins un 30 solvant. La concentration en pigment dans le solvant est comprise entre 10 et 50%, préférentiellement entre 25 et 35%. Préférentiellement le solvant est l'eau. D'une manière générale le ou les pigments sont ajoutés au bain à hauteur de 0.1% à 10% en poids de matière à teindre. 35 La teinture s'effectue à une température comprise entre 20 et 90°C, préférentiellement entre 40 et 80°C. La montée en température est inférieure à 10°C par minute, préférentiellement elle est comprise entre 1 et 4°C par minute.Dyeing: According to the invention after the pretreatment step the material undergoes a dyeing step. This step involves contacting the pretreated textile material with at least one pigment in a bath comprising water. More specifically, the textile material is colored using the technique of pigmentation by exhaustion. This technique involves depleting the bath of pigments by transfer of the latter to the textile material. The pigment (s) may be introduced into the bath in powder form or in liquid form. Preferably, the pigments are introduced in liquid form. In the case of the liquid form, the pigment or pigments are dispersed in at least one solvent. The concentration of pigment in the solvent is between 10 and 50%, preferably between 25 and 35%. Preferably the solvent is water. In general, the pigment or pigments are added to the bath at a level of from 0.1% to 10% by weight of material to be dyed. The dyeing is carried out at a temperature between 20 and 90 ° C, preferably between 40 and 80 ° C. The rise in temperature is less than 10 ° C per minute, preferably it is between 1 and 4 ° C per minute.
Une fois la température visée atteinte, cette dernière est maintenue durant 1 à 60 minutes, préférentiellement entre 5 et 40 minutes. Le rapport de bain pour la teinture est compris entre 1:5 et 1:40, préférentiellement entre 1:10 et 1:30.Once the target temperature is reached, the latter is maintained for 1 to 60 minutes, preferably between 5 and 40 minutes. The bath ratio for dyeing is between 1: 5 and 1:40, preferably between 1:10 and 1:30.
Après la teinture le bain est vidé. La matière textile est rincée au moins une fois avec de l'eau. Préférentiellement l'eau a une température comprise entre 10 et 30°C. D'autres composés peuvent être présents lors de l'étape de teinture. A titre d'exemple, on peut citer les agents antimousses ou les agents anticassures. Post traitement Afin d'améliorer les solidités de la matière textile aux épreuves humides, un post traitement peut optionnellement être mis en oeuvre. Ce post traitement consiste en l'ajout d'au moins un liant et/ou d'au moins un agent fixateur. Le liant est une composition comprenant des prépolymères de bas poids moléculaire. 20 Durant les étapes d'essorage et de séchage (à haute température), ces prépolymères vont réagir pour former un film emprisonnant et intégrant les pigments à la fibre. Le liant est utilisé à des dosages compris entre 0,1 et 15% préférentiellement entre 1 et 10% en poids de matière. 25 La réticulation du liant se fait à une température comprise entre 50 et 250°C, préférentiellement entre 100 et 200°C. L'exposition à la haute température dure entre 1 et 20 minutes, préférentiellement entre 3 et 10 minutes. 30 Le liant peut être à base d' acrylate, de styrène acrylate, de styrène butadiène et de vinylacrylate. L'agent fixateur réagit pour former un réseau tridimensionnel autour de la fibre au 35 moment du séchage. L'agent fixateur est utilisé à des dosages compris entre 0,1 et 15% préférentiellement entre 1 et 10% en poids de matière. 15 L'agent fixateur est utilisé à une température comprise entre 10 et 90°C, préférentiellement entre 20 et 60°C. Le pH du bain est maintenu entre 3 et 6 par ajout d'un acide ou d'un tampon pH acide.After dyeing, the bath is emptied. The textile material is rinsed at least once with water. Preferably the water has a temperature between 10 and 30 ° C. Other compounds may be present during the dyeing step. By way of example, mention may be made of defoamers or anti-stressing agents. Post treatment In order to improve the fastness of the textile material to wet tests, a post-treatment can optionally be implemented. This post-treatment consists of the addition of at least one binder and / or at least one fixing agent. The binder is a composition comprising low molecular weight prepolymers. During the dewatering and drying (high temperature) steps, these prepolymers will react to form a film that traps and integrates the pigments into the fiber. The binder is used at dosages of between 0.1 and 15%, preferably between 1 and 10% by weight of material. The crosslinking of the binder is carried out at a temperature of between 50 and 250.degree. C., preferably between 100 and 200.degree. Exposure to high temperature lasts between 1 and 20 minutes, preferably between 3 and 10 minutes. The binder may be based on acrylate, styrene acrylate, styrene butadiene and vinyl acrylate. The fixing agent reacts to form a three-dimensional network around the fiber at the time of drying. The fixing agent is used at dosages of between 0.1 and 15%, preferably between 1 and 10% by weight of material. The fixing agent is used at a temperature of between 10 and 90 ° C, preferably between 20 and 60 ° C. The pH of the bath is maintained between 3 and 6 by adding an acid or an acid pH buffer.
Une fois l'agent fixateur introduit le bain est chauffé. La montée en température est inférieure à 10°C par minute, préférentiellement elle est comprise entre 1 et 4°C par minute. Une fois la température visée atteinte, cette dernière est maintenue durant 1 à 60 minutes, préférentiellement entre 5 et 30 minutes.Once the fixing agent introduces the bath is heated. The rise in temperature is less than 10 ° C per minute, preferably it is between 1 and 4 ° C per minute. Once the target temperature is reached, the latter is maintained for 1 to 60 minutes, preferably between 5 and 30 minutes.
Le rapport de bain est compris entre 1:5 et 1:40, préférentiellement entre 1:10 et 1:30. L'agent fixateur peut être à base de polyisocyanate, de mélamine formol, dimethyl dihydroxy éthylène urée (DMDHEU).The bath ratio is between 1: 5 and 1:40, preferably between 1:10 and 1:30. The fixing agent may be based on polyisocyanate, melamine formaldehyde, dimethyl dihydroxyethylene urea (DMDHEU).
Après le post traitement le bain est vidé. La matière textile est rincée au moins une fois avec de l'eau ayant une température comprise entre 10 et 30°C. L'étape de post traitement peut être suivie d'une étape d'adoucissage, de stonnage ou encore de biopolissage de la matière textile.After the post treatment the bath is emptied. The textile material is rinsed at least once with water having a temperature between 10 and 30 ° C. The post-treatment stage may be followed by a softening, staking or even biopolishing step of the textile material.
Un des avantages de l'invention réside dans le fort taux d'épuisement des pigments présents dans le bain de teinture, les bains rejetés dans les effluents étant donc très faiblement chargés.One of the advantages of the invention lies in the high exhaustion rate of the pigments present in the dyebath, the baths discharged into the effluents thus being very slightly charged.
Il a été trouvé de manière surprenante que la PVA permet un épuisement des pigments bien supérieurs aux produits de cationisation conventionnels. En effet on obtient des taux d'épuisement supérieurs à 95% pour les coloris clairs et moyens, et supérieurs à 90% pour les coloris foncés.Surprisingly, it has been found that PVA allows much higher pigment depletion than conventional cationic products. In fact, we obtain exhaustion rates greater than 95% for light and medium colors, and greater than 90% for dark colors.
De plus, sans vouloir émettre une quelconque théorie il semblerait que la forte liaison pigment/fibre obtenue évite une utilisation systématique de liant et/ou de fixateur. Lors des adoucissages subséquents il a été aussi constaté une très bonne tenue du pigment, pas ou peu de dégorgement.Moreover, without wishing to emit any theory, it would seem that the strong pigment / fiber bond obtained avoids a systematic use of binder and / or fixer. During subsequent softening it was also found a very good resistance of the pigment, no or little disgorgement.
Les exemples ci-après illustrent l'invention sans toutefois la limiter.The following examples illustrate the invention without limiting it.
EXEMPLES I/ PREPARATION DU POLYMERE Le polymère A est obtenu par une réaction de dégradation d'Hofmann sur un copolymère base (20% en matière active) d'acrylamide (70% molaire) et de chlorure de dimethyldiallyl ammonium (DADMAC) (30% molaire) ramifié (MBA : 1000 ppm / matière active) modifié avec un polymère de polyéthylèneimine (de type Polymin HM de BASF), à hauteur de 1% en matière active. Pour ce faire, la polyéthylèneimine est mélangée au monomère de DADMAC et au MBA dans le réacteur. L'acrylamide sera incorporée en coulée continu pendant 2h, dans un milieu réactionnel maintenu à 85°C. La catalyse se fera au SPS et au MBS, catalyseurs bien connus de l'homme de métier. Le polymère précurseur ainsi obtenu présente une viscosité de 5500 cps (LV3, 12 rpm). La dégradation Hofmann en elle-même se déroule de la même manière que dans l'exemple 1 du brevet de la demanderesse PCT/FR/2009/050456. Le copolymère A dérivé d'acrylamide ainsi réalisé présente une viscosité intrinsèque de 0,72 (25°C, Brookfield LV1, 60 rpm) et une concentration de 8%.EXAMPLES I / PREPARATION OF THE POLYMER Polymer A is obtained by a Hofmann degradation reaction on a base copolymer (20% of active material) of acrylamide (70 mol%) and of dimethyldiallyl ammonium chloride (DADMAC) (30%). molar) branched (MBA: 1000 ppm / active ingredient) modified with a polyethyleneimine polymer (BASF type Polymin HM), at 1% active ingredient. To do this, the polyethyleneimine is mixed with the DADMAC monomer and the MBA in the reactor. The acrylamide will be incorporated in continuous casting for 2 hours, in a reaction medium maintained at 85 ° C. Catalysis will be SPS and MBS, catalysts well known to those skilled in the art. The precursor polymer thus obtained has a viscosity of 5500 cps (LV3, 12 rpm). The Hofmann degradation itself proceeds in the same manner as in Example 1 of Applicant's patent PCT / FR / 2009/050456. The acrylamide-derived copolymer A thus produced has an intrinsic viscosity of 0.72 (25 ° C, Brookfield LV1, 60 rpm) and a concentration of 8%.
II/ MISE EN OEUVRE DU PROCEDE Exemple 1 On dégraisse un tricot cote 1:1 coton/viscose 50/50 de 150g/m2 dans une barque à tourniquet. Le rapport de bain est de 1:25. On ajoute au bain lg/1 d'un mouillant détergent. Le bain est ensuite chauffé et maintenu à 60°C durant 25mn. Le bain est ensuite vidé et la matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C. Le prétraitement est ensuite réalisé avec un rapport de bain de 1:25. Le pH est ajusté à 9 avec du carbonate de sodium et on ajoute 5% en poids de matière du polymère A. Le bain est chauffé et maintenu à 60°C pendant 30 minutes. Le bain est vidé et la matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C.La teinture est ensuite réalisée dans un rapport de bain de 1:25. Au bain, qui a une température initiale de 15°C est ajouté 3% de pigment bleu 15/3. On chauffe ensuite jusqu'à 60°C à raison de 3°C par minute. La température est maintenue pendant 30mn. Le bain est vidé et la matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C.La matière traitée est adoucie avec un adoucissant de type émulsion de nano silicone dosé à 2% durant 15mn, température de bain à 40°C, pH 5 ajusté avec de l'acide acétique.II / IMPLEMENTATION OF THE PROCESS Example 1 A 150/50 cotton / viscose 50/50 knit knit of 150 g / m 2 was degreased in a turnstile boat. The bath ratio is 1:25. To the bath 1 g / l of a detergent wetting agent is added. The bath is then heated and kept at 60 ° C for 25 minutes. The bath is then emptied and the material is then rinsed twice cold with water at 15 ° C. The pretreatment is then carried out with a bath ratio of 1:25. The pH is adjusted to 9 with sodium carbonate and 5% by weight of polymer A material is added. The bath is heated and maintained at 60 ° C for 30 minutes. The bath is emptied and the material is then rinsed twice cold with water at 15 ° C. The dyeing is then carried out in a bath ratio of 1:25. In the bath, which has an initial temperature of 15 ° C is added 3% blue pigment 15/3. Then heated to 60 ° C at 3 ° C per minute. The temperature is maintained for 30 minutes. The bath is emptied and the material is then rinsed twice cold with water at 15 ° C.The treated material is softened with a softener of nano silicone emulsion type dosed at 2% for 15 minutes, bath temperature at 40 ° C. ° C, pH 5 adjusted with acetic acid.
Exemple 2 Des pantalons de matière coton 100% sergé 3/1 205g/m2 sont tout d'abord désencollés dans une machine à tambour industrielle. Le rapport de bain est de 1:10. Le pH est ajusté à 6 avec de l'acide acétique. Au bain est ajouté 3g/1 d'une amylase. Le désencollage s'effectue à 60°C durant 20minutes. La matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C. Les pantalons sont ensuite cationisés dans un rapport de bain 1:10, à pH 6 ajusté avec de l'acide acétique. Au bain est ajouté 5% en poids de matière du polymère. Le bain est chauffé et maintenu à 60°C pendant 30 minutes. La matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C. La teinture est ensuite réalisée dans un rapport de bain de 1:10. Au bain, qui a une température initiale de 15°C est ajouté 3.5% de pigment vert 7. On chauffe ensuite jusqu'à 60°C à raison de 3°C par minute. La température est maintenue pendant 40mn.. Le bain est ensuite vidé et la matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C. La matière est ensuite stonnée durant 20mn dans un rapport de bain 1:10 à pH 4.5 avec 1.5% de cellulase acide. Le bain est ensuite vidé et la matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C. La matière est ensuite adoucie avec 1% de micro émulsion de silicone et 1% d'acide gras durant 15mn, température de bain à 40°C, pH 6 ajusté avec de l'acide acétique, la matière est ensuite essorée et séchée.Example 2 Pants of 100% twill cotton material 205g / m2 3/1 are first desilbed in an industrial drum machine. The bath ratio is 1:10. The pH is adjusted to 6 with acetic acid. In the bath is added 3 g / 1 of an amylase. The desizing takes place at 60 ° C for 20 minutes. The material is then rinsed twice cold with water at 15 ° C. The pants are then cationized in a 1:10 bath ratio at pH 6 adjusted with acetic acid. 5% by weight of polymer material is added to the bath. The bath is heated and maintained at 60 ° C for 30 minutes. The material is then rinsed twice cold with water at 15 ° C. The dyeing is then carried out in a bath ratio of 1:10. In the bath, which has an initial temperature of 15 ° C is added 3.5% green pigment 7. Then heated to 60 ° C at 3 ° C per minute. The temperature is maintained for 40 minutes. The bath is then emptied and the material is then rinsed twice with water at 15 ° C. The material is then staged for 20 minutes in a 1:10 bath ratio at pH 4.5 with 1.5% acid cellulase. The bath is then emptied and the material is then rinsed twice cold with water at 15 ° C. The material is then softened with 1% silicone microemulsion and 1% fatty acid for 15 minutes, bath temperature at 40 ° C., pH 6 adjusted with acetic acid, the material is then dewatered and dried.
Exemple 3 Un tissu popeline 100% cotton 105g/m2 pré désencollé est tout d'abord blanchi sur machine de teinture over flow avec un rapport de bain 1:20. Les produits suivant sont ajoutés au bain de blanchiment : antimousse, anticassure, stabilisateur d'eau oxygénée, eau oxygénée, soude caustique. Le bain est ensuite chauffé jusqu'à 98°C pendant 30mn, Le bain est refroidi à 70°C et la matière neutralisée à pH 7 avec de l'acide acétique. Le bain est ensuite vidé et la matière est ensuite rincée une fois à froid. La cationisation est ensuite réalisée dans un rapport de bain de 1:20 à pH 5.5 ajusté avec un tampon pH acide.Example 3 A 100% cotton poplin fabric 105g / m2 pre-glued is first bleached on over flow dyeing machine with a 1:20 bath ratio. The following products are added to the whitening bath: antifoam, anti-acid, hydrogen peroxide stabilizer, hydrogen peroxide, caustic soda. The bath is then heated to 98 ° C for 30 minutes, the bath is cooled to 70 ° C and the material neutralized to pH 7 with acetic acid. The bath is then emptied and the material is then rinsed once cold. The cationization is then carried out in a bath ratio of 1:20 to pH 5.5 adjusted with acidic pH buffer.
Au bain est ajouté 5% en poids de matière d'agent de cationisation PVA, un agent anticassure et un agent antimousse. Le bain est chauffé et maintenu à 60°C pendant 30 minutes. La matière est ensuite rincée deux fois à froid avec de l'eau à 15°C.La teinture est ensuite réalisée dans un rapport de bain de 1:20 à pH 5.5. On ajoute 2% de pigment orange 34, 1% de pigment jaune 83, un agent antimousse, un agent anticassure et un dispersant au bain qui a une température de 15°C. On chauffe ensuite jusqu'à 70°C à raison de 1°C par minute. La température est maintenue pendant 20mn. A 70°C un liant de type acrylique est ajouté au bain et dosé à 5%. Le bain est ensuite vidé et la matière est ensuite rincée une fois à froid. La matière est ensuite adoucie avec un adoucissant de type émulsion de silicone hydrophile dosé à 2% durant 20mn, température de bain à 40°C, pH 5 ajusté avec un tampon acide. Exemple 4 Le tissu coton de l'exemple 3 est blanchi à la continue, enroulé et séché. Le tissu est ensuite foulardé sur un foulard d'apprêt dans un bain contenant 75 g/1 de polymère A, à pH 6. Le taux d'emport est maintenu à 60-80%, la matière est ensuite séchée sur une rame sécheuse à 100-120°C. Le tissu ainsi traité est ensuite teint selon le même protocole décrit dans l'exemple 3. Exemple 5 - Contre-exemple L'exemple 3 est reproduit à l'identique en remplaçant le polymère A par le PRECAT 15 3005 (homopolymère de MADAME chlorométhylé) distribué par CHT, R BEITLICH GMBH utilisé à 3%. Les contrôles d'épuisement de bain, du coloris et des solidités frottement sont réalisés. III/ TESTS D'EVALUATION: 20 Evaluation du taux d'épuisement : En fin de chaque teinture un échantillon de bain est prélevé afin de contrôler le taux d'épuisement E(%) des pigments du bain de teinture à l'aide d'un spectrophotomètre UV visible (gamme spectrale 190 à 900nm, cellule quartz de lOmm). Ce dernier est étalonné 25 à l'aide de dilutions successives de la solution de pigment colorée initiale. E(%) = Ci - Cf / Ci *100. Evaluation dessolidités à sec et humide : Un échantillon de tissu final est prélevé afin de contrôler les solidités au frottement sec et 30 humide suivant la norme NF EN ISO 105-X12(2003) et à l'aide d'un crockmètre. Les dégorgements du coloris sur les témoins coton sont évalués à l'aide de l'échelle des gris et la norme ISO 105 - A03(2005). Evaluation de la coloration : 35 Le coloris du tissu final est comparé par rapport au standard à l'aide d'un spectrocolorimètre sous l'illuminant D65 et sous un angle de 10 degrés. Les différences de couleur sont déterminées par calcul du Delta E (CIE 2000) et des forces colorées (%) par rapport au contre-exemple.5% by weight of PVA cationizing agent material, an anticaking agent and an antifoaming agent are added to the bath. The bath is heated and maintained at 60 ° C for 30 minutes. The material is then rinsed twice with water at 15 ° C. The dyeing is then carried out in a bath ratio of 1:20 to pH 5.5. 2% of orange pigment 34, 1% of yellow pigment 83, an antifoaming agent, an anticaking agent and a bath dispersant which has a temperature of 15 ° C. are added. Then heated to 70 ° C at 1 ° C per minute. The temperature is maintained for 20 minutes. At 70 ° C an acrylic binder is added to the bath and dosed at 5%. The bath is then emptied and the material is then rinsed once cold. The material is then softened with a hydrophilic silicone emulsion softener dosed at 2% for 20 minutes, bath temperature at 40 ° C., pH adjusted with an acid buffer. Example 4 The cotton fabric of Example 3 is continuously bleached, coiled and dried. The fabric is then padded on a priming scarf in a bath containing 75 g / l of polymer A, at pH 6. The carrier level is maintained at 60-80%, the material is then dried on a dry tenter train. 100-120 ° C. The fabric thus treated is then dyed according to the same protocol described in Example 3. Example 5 - Counterexample Example 3 is reproduced identically by replacing the polymer A with PRECAT 3005 (chloromethylated MADAME homopolymer) distributed by CHT, R BEITLICH GMBH used at 3%. The bath exhaustion, color and friction fastness checks are carried out. III / EVALUATION TESTS: Evaluation of the exhaustion rate: At the end of each dyeing, a bath sample is taken in order to control the exhaustion rate E (%) of the dye bath pigments with the aid of a visible UV spectrophotometer (spectral range 190 to 900 nm, quartz cell 10 mm). The latter is calibrated with successive dilutions of the initial colored pigment solution. E (%) = Cl - Cf / Cl * 100. Evaluation of Dry and Wet Condolidities: A final tissue sample is taken to check the dry and wet rubbing fastnesses according to standard NF EN ISO 105-X12 (2003) and using a crockmeter. The color stains on the cotton controls are evaluated using the gray scale and the ISO 105 - A03 (2005) standard. Staining Evaluation: The final tissue color is compared against the standard using a spectrocolorimeter under the D65 illuminant and at a 10 degree angle. The color differences are determined by calculation of the Delta E (CIE 2000) and the color forces (%) compared to the counterexample.
Résultats Essai Solidités au frottement E (%) FC (%) sec humide Exemple 1 4-5 4 93,5 108,6 Exemple 2 4 3-4 91,2 112,4 Exemple 3 4-5 4 92,8 110,5 Exemple 4 4-5 4 90,8 109,8 Exemple 5 3-4 3 86,4 100 On observe que le nouveau prétraitement de cationisation permet d'obtenir par rapport à un procédé conventionnel : - 1 à 2 points en résultat sur les solidités au frottement sec et humide, - une augmentation du taux d'épuisement E(%) des pigments de 5 à 10%, - une augmentation des hauteurs de ton FC (%) de 5 à 15%.Results Test Frictional Strength E (%) FC (%) Wet Dry Example 1 4-5 4 93.5 108.6 Example 2 4 3-4 91.2 112.4 Example 3 4-5 4 92.8 110, Example 4 4-5 4 90.8 109.8 Example 5 3-4 3 86.4 100 It is observed that the new cationization pretreatment makes it possible to obtain, with respect to a conventional process: 1 to 2 points in result on dry and wet friction fastnesses, - an increase in the depletion rate E (%) of the pigments from 5 to 10%, - an increase in the CF (%) pitch of 5 to 15%.
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