Perfectionnement au procédé d'oxydation des colorants au soufre

Abstract

 Procédé d'oxydation des colorants au soufre ou colorants de cuve.
Le bain d'oxydation contient du peroxyde d'hydrogène, un sel métallique de préférence un sel de cuivre et un vanadate alcalin.

Description

[0001] La présente invention concerne une amélioration apportée à l'oxydation et à la fixation des colorants au soufre, ou colorants de cuve.

[0002] On sait que l'oxydation, après teinture, des colorants au soufre ou colorants de cuve peut être réalisée 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,

- Le peroxyde d'hydrogène.

[0003] 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 coloris ou provoquer également une diminution de l'hydrophilité des fibres.

[0004] L'emploi des dérivés halogénés est fréquemment préconisé, notamment en présence de vanadate alcalin ; on sait, toutefois, que ces différents composés sont difficilement utilisables avec certains appareils, tels que le Jigger.

[0005] L'emploi de peroxyde d'hydrogène est efficace en milieu alcalin mais présente cependant l'inconvénient d'occasionner la suroxydation de nombreux colorants.

[0006] Quant à l'emploi de peroxyde d'hydrogène en milieu acide, il ne permet pas d'oxyder l'ensemble des colorants.

[0007] On sait que certains métaux sont susceptibles d'activer la décomposition d'une dilution aqueuse de peroxyde d'hydrogène et d'accrottre 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 divers coloris.

[0008] D'autre part, l'emploi d'un vanadate dans un bain de peroxyde d'hydrogène ne permet pas d'accroître suffisamment la vitesse d'oxydation de la solution oxydante.

[0009] La demanderesse a par contre trouvé expérimentalement que la présence dans un bain de peroxyde d'hydrogène, de faibles quantités d'un sel métallique, tel que du sulfate de cuivre, quantités insuffisantes pour accroître la vitesse d'oxydation et permettre le développement des divers coloris, et simultanément la présence dans le bain de faibles quantités d'un vanadate, permet d'oxyder rapidement tous les coloris sans présenter l'inconvénient de modifier leur tonalité.

[0010] Comparativement, l'application séparée de quantités identiques de sulfate de cuivre ou de vanadate ne permet pas d'oxyder aussi rapidement l'ensemble des divers colorants. Par contre, l'application simultanée d'un vanadate et d'un sel métallique en présence de peroxyde d'hydrogène permet d'oxyder rapidement l'ensemble des colorants au soufre, quel que soit le procédé de teinture ou l'appareillage considéré.

[0011] La présente invention a donc pour objet un procédé d'oxydation des colorants au soufre ou colorants de cuve qui permet d'éviter les divers inconvénients mentionnés 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.

[0012] On réalise l'oxydation en milieu relativement acide, dans un domaine de pH compris entre 3 et 6, à des températures comprises entre 20° et 95°C et, de préférence, entre 40⁰et 60°C.

[0013] 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 que le sulfate de cuivre.

[0014] Le vanadate pourra être choisi dans la famille comprenant les vanadates des métaux alcalins et le vanadate d'ammonium.

[0015] Les quantités nécessaires de peroxyde d'hydrogène sont cox- prises, selon l'invention, entre 0,1 g et 30 g/1, de préférence entre 1 g et 5 g de peroxyde d'hydrogène par litre de bain d'oxydation.

[0016] La quantité de vanadate sera comprise entre 0,05 et 0,5 g de vanadate par litre, de préférence entre 0,1 et 0,2 g/l.

[0017] Les quantités du sel métallique choisi pourront varier entre 0,01 g et 1 g/1 avec de préférence 0,05 à 0,1 g par exemple de sulfate de cuivre par litre de bain.

[0018] 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 la nature des des fibres teintes.

[0019] Les exemples suivants permettront d'illustrer, de façon non limitative, les possibilités offertes par la présente invention. Dans les exemples ci-après, on utilise le Rouge au soufre n° 10 correspondant dans le Color Index au Numéro 53228. Ce colorant correspond à l'un des éléments difficilement oxydables et donnant le plus de difficultés au cours de l'oxydation.

EXEMPLE 1 :

[0020] On teint un tissu de coton, préalablement blanchi, avec 10 % de rouge au soufre n° 10 (pourcentage exprimé par rapport au poids de la fibre). On adopte les proportions suivantes pour le bain de teinture :

10 % de colorant

10 % de sulfure de sodium

10 % de chlorure de sodium.

[0021] On adopte un rapport de bain de 1 à 10 entre le poids de la fibre et le volume du bain de teinture. On réalise la teinture pendant 1 heure à la température de 95°C. Après teinture, on rince à l'eau chaude puis froide, on divise l'échantillon en trois parties puis on procède à l'oxydation du colorant sur chacune de ces parties séparément en opérant comme suit :

A - On traite l'une des parties dans une solution contenant 2 g/1 de peroxyde d'hydrogène à 30 % et 10 cm³ d'acide acétique.

[0022] On réalise l'oxydation pendant 15 secondes à la température de 50°C.

[0023] B - Pour la deuxième partie, on opère dans les mêmes conditions en introduisant en plus dans le bain oxydant 0,2 g/1 de vanadate de sodium.

[0024] C - Pour la troisième partie, on adopte des conditions identiques mais en introduisant dans le bain, conformément à l'invention, 2 g/1 de chlorite de sodium à 30 % et 0,2 g/l de vanadate de sodium.

[0025] On observe les résultats suivants :

Echantillons A et B : Oxydation très lente, nettement insuffisante, ne permettant pas d'oxyder le coloris,

[0026] Echantillon C : Oxydation totale et rapide.

EXEMPLE 2 :

[0027] On procède à la teinture comme dans l'exemple 1. Après teinture et rinçage, on divise l'échantillon en quatre parties A, B, C, D, et on procède à l'oxydation du colorant de ces parties au moyen des bains respectifs suivants :

[0028] Pour tous ces bains, on adopte les conditions suivantes :

- Température 50°C

- Rapport de bain 1 à 20 (rapport entre le poids de la fibre et le volume du bain).

[0029] On observe une vitesse d'oxydation insuffisante avec les bains A, B et C, l'oxydation totale du coloris n'est, par exemple, pas réalisée après 30 secondes de traitement.

[0030] 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 ; on constate également que le coloris n'a subi aucune modification de tonalité.

EXEMPLE 3 :

[0031] On reprend les conditions précédentes. On réalise l'oxydation sur trois parties séparées des fibres teintes et rincées, en utilisant respectivement les bains suivants :

[0032] Après traitement, l'oxydation réalisée avec les bains A et C est nettement insuffisante. Comparativement, l'oxydation réalisée en C est nettement plus rapide. On constate, cependant, dans ce dernier cas, que le coloris subit un bleuissement important et n'est plus conforme aux spécifications du colorant considéré. On remarque que dans cet exemple il n'y a pas de vanadate dans la composition du bain.

EXEMPLE 4 :

[0033] On réalise une teinture sur Jigger avec 10 % de colorant.

[0034] Après teinture, on réalise l'oxydation en opérant dans les conditions comparatives suivantes :

A. Rinçage par Jigger à l'aide de deux passages dans de l'eau froide.

[0035] B. Oxydation sur Jigger avec :

[0036] On réalise deux passages à la température de 50°C. On observe une oxydation rapide et totale de l'ensemble de la matière teinte.

[0037] C. On adopte les mêmes conditions mais réalise l'oxydation avec un bain dépourvu de peroxyde d'hydrogène et contenant :

[0038] On observe, dans ce cas, une oxydation très nettement incomplète de la matière teinte quel que soit le nombre de passages effectués dans le bain oxydant.

[0039] Les exemples qui précèdent montrent l'efficacité de l'action combinée du peroxyde d'hydrogène, d'un sel métallique et d'un vanadate alcalin, présents simultanément dans le bain d'oxydation.

Revendications

1. Procédé d'oxydation des colorants au soufre ou colorants de cuve en présence d'une solution de peroxyde d'hydrogène, caractérisé en ce que cette solution est activée à l'aide d'un sel métallique et d'un vanadate alcalin agissant en combinaison.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel métallique pourra être choisi parmi les différents sels du fer, du cuivre, du nickel, du cobalt et du manganèse avec une préférence pour l'emploi des sels de cuivre.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le vanadate est choisi dans la famille comprenant les vanadates alcalins et le vanadate d'ammonium.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la quantité de sels métalliques est comprise entre 0,01 et 1 g par litre de bain oxydant.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la quantité de sel métallique est comprise entre 0,05 et 0,1 g/l.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les quantités de vanadate sont comprises entre 0,05 et 0,5 g/1.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les quantités de vanadate sont comprises entre 0,1 et 0,2 g/1.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la quantité de peroxyde d'hydrogène est comprise entre 0,1 et 30 g/1.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la quantité de peroxyde d'hydrogène est comprise entre 1 et 5 g/1.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'oxydation est réalisée en milieu acide, dans un domaine de pH compris entre 3 et 6.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'oxydation est réalisée à une température comprise entre 20 et 95°C.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'oxydation est réalisée à une température comprise entre 40 et 60°C.

13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le colorant est du Rouge au soufre n° 10.