1.0 Les colorants                                            6

1.1 Classification des colorants synthétiques                                        8

1.2 La teinture                                                                                            9

1.3 Sélection de la classe de colorants selon le type de fibres            11

1.4 Procédé de teinture                                                                            13

1.5 Calculs des quantités de colorants et de produits chimiques      14

1.6 En résumé                                                                                            16

2.0 L’ABC des colorants acides                    17

2.1 Classification des colorants acides pour la laine                           18

2.2 Les colorants acides sur le polyamide                                             20

2.3 Caractéristiques générales des colorants acides                            20

2.4 Les colorants acides pré-métallisés                                                  21

2.5 Valeur de saturation sur polyamide 6,6                                          22

2.6 L’application des colorants acides                                                   22

2.7 Procédés                                                                                               25

2.7 L’enlevage                                                                                            27

2.8 Les polyamides à différentes affinités                                             28

3.0 L’ABC des colorants dispersés                29

3.1 Stabilité de dispersion                                                                        30

3.2 Classement des colorants dispersés                                                 32

3.3 Teindre avec les colorants dispersés                                                34

3.4 Le procédé                                                                                            35

3.5 Lavage subséquent (« clearing »)                                                      36

3.6 La solidité                                                                                             37

3.7 L’enlevage                                                                                            38

3.8 Extraction du colorant                                                                        38

3.9 Le procédé thermosol                                                                         38

3.10 Les colorants dispersés sur polyamide                                          39

4.0 L’ABC des colorants cationiques            40

4.1 Historique                                                                                            40

4.2 Les fibres acryliques                                                                           41

4.3 Mécanisme général de la teinture                                                    42

4.4 Les produits auxiliaires                                                                     44

4.5 Procédure de teinture                                                                        46

4.6 L’enlevage                                                                                           46

4.7 Les paramètres numériques                                                             47

5.0 L’ABC des colorants directs (substantifs)  51

5.1 Classification des colorants directs selon leur application          53

5.2 Les traitements subséquents                                                            57

5.3 L’enlevage                                                                                           58

6.0 L’ABC des colorants réactifs                    59

6.01 Introduction                                                                                      59

6.1 Les liens chimiques                                                                            60

6.2 Les propriétés des colorants réactifs                                               62

6.3 L’historique                                                                                         62

6.4 Les réactions en jeu                                                                            63

6.5 Les colorants réactifs du point de vue chimique                           64

6.6 Le mécanisme de teinture par épuisement                                     67

6.7 Les facteurs influençant le procédé                                                 70

6.8 La matière à teindre                                                                           70

6.9 Le colorant                                                                                           71

6.10 Le sel                                                                                                   72

6.11 Application                                                                                        73

6.12 Les procédures de teinture                                                              77

6.13 Le prodécé Foulardage-Enroulement-Lavage                              79

6.14 Les colorants Vinyle Sulfone pour le coton                                  80

6.15 Les caractéristiques des colorants réactifs pour la laine             82

6.16 Les colorants réactifs bifonctionnels                                              84

6.17 Les calculs relatifs aux différents équipements                            86

6.18 L’ABC du dosage des colorants réactifs                                        88

7.0 L’ABC des colorants vat                            98

7.1 Historique                                                                                            98

7.2 Nature générale des colorants vat                                                    98

7.3 Application                                                                                          99

8.0 L’ABC de la teinture

    des mélanges polyester/coton                  106

A)  Réactifs/dispersés                                                                            106

B)  Directs/dispersés                                                                              118

9.0 L’ABC des colorants végétaux                  124

9.1 Quelques couleurs obtenues avec des colorants végétaux        127

10.0 L’ABC de la préparation à la teinture   130

10.1 La préparation                                                                                131

10.2 L’encollage                                                                                      132

10.3 Le désencollage                                                                              138

10.3.4 Désencollage aux enzymes                                                        146

10.4 Le débouillissage                                                                            149

10.4.2 La vérification du procédé de débouillissage                         154

10.5 Les tensio-actifs                                                                              155

10.5.1 Les mouillants                                                                             156

10.5.2 Les détergents                                                                              159

10.5.3 Les émulsifiants                                                                           164

10.5.4 Les dispersants                                                                            165

10.5.6 L’évaluation des tensio-actifs                                                    168

10.6 Le blanchiment                                                                               171

10.6.3 Le blanchiment au peroxyde d’hydrogène (H2O2)                179

10.6.5 Données supplémentaires au blanchiment                             187

10.7 Mercerisage                                                                                     196

10.7.1 Lavage des pièces en fibres artificielles et synthétiques        200

11.0 L’ABC des équipements                            202

11.1 Les jets (à tuyère)                                                                           205

11.2 Les autres types d’appareils                                                         208

Annexes                                                                                                   212




1.0 Les colorants



La coloration des étoffes existe depuis très longtemps, en fait depuis au moins aussi longtemps que les vêtements qui sont décrits dans l’histoire. Les colorants végétaux ont été les premiers à être utilisés, on en retrouve quelques-uns au chapitre 9. Les colorants de cuve (vat) font aussi partie des ancêtres de la coloration avec l’indigo ; ils sont décrits au chapitre 7.



Les colorants synthétiques


La fabrication d’un colorant est complexe, car elle implique plusieurs produits ainsi que de nombreux procédés.


A) Les produits qui sont à la base de la fabrication des colorants sont :         la houille,

        le goudron et

        le pétrole.


  1. B)Ces bases sont distillées et le résultat sont les substances     primaires :   

        1-les hydrocarbures (benzène, toluène, naphtalène,    anthracène) ;

        2 - les phénols ;

        3 - les substances qui contiennent de l’azote.


  1. C) À partir des substances primaires, à l’aide de réactions chimiques, il y a formation des intermédiaires.


    Ex.:    Réaction chimique    Produits utilisés

        Oxydation             O2

        Nitration                HNO3

        Réduction             H2

        Sulfonation           H2SO4

        Chlorination          Cl2


       




Fig. 1 : Fabrication d’un intermédiaire à partir du benzène.


L’intermédiaire principal conduit directement à la formation d’un colorant.  Par exemple, dans le cas d’un colorant AZO, il y a deux séquences de réactions :    - la diazotation (formation de liens entre deux azote  N = N) ;

            - le « coupling » (l’association avec les autres molécules).


Note:  p-acide sulfoné : signifie « para », donc à l’opposé sur la molécule.



          
   


Fig. 2 : Structure d'un colorant.  Ex.: Colorant acide Orange 2.


Le chromophore (N=N) est responsable de la propriété tinctoriale du colorant.


Les auxochromes sont responsables en partie de l'affinité. 

Le solubilisant permet au colorant de se dissocier dans l'eau et d’acquérir une charge. 


Un colorant est un corps susceptible d’absorber certaines radiations lumineuses et par conséquent, de réfléchir les couleurs complémentaires, non absorbées. Cette substance colorée est absorbée et fixée à l’intérieur d’une fibre lors du procédé de teinture.




1.1 Classification des colorants synthétiques


A) Classification selon le type chimique de chromophore

    Ex.: azo1, triphényl méthane2, anthraquinone3, indigoïde, etc.


B)    Classification tinctoriale suivant l’utilisation, et cela en deux groupes distincts : les colorants solubles et les colorants insolubles.

    Ex. : Solubles : acides, directs, cationiques, réactifs, etc.

        lnsolubles : de cuve (vat), les dispersés et les naphtols.



Le « Color Index » est la bible qui décrit la structure chimique des colorants.  Différentes informations sont fournies par ces données.


Dans les volumes un, deux et trois, on retrouve les caractéristiques des colorants, leur solidité (au lavage, à la lumière, etc.) et leur application. Les colorants sont classés par famille, par couleur et par numéro. Le volume quatre est consacré à la structure chimique des colorants et le volume cinq à la classification des colorants par noms commerciaux et par noms génériques (de même genre).



1.2 La teinture


C’est le procédé qui consiste à immerger une matière textile dans une solution colorante. Ce procédé variera en fonction des fibres et des colorants utilisés.



Principe


A) L’attraction (l’affinité) est un facteur déterminant, mais les différents facteurs qui influencent la montée des colorants sur les fibres peuvent varier. 


Dans le cas de la laine avec des colorants acides, il faut tenir compte de :

                        - la température ;

                        - la durée du traitement ;

                        - la teneur en électrolytes ;

et avant tout    - le pH du bain.


Ce ne sont pas nécessairement les mêmes variables qu’il faut considérer dans le cas de la teinture du polyester avec des colorants dispersés.


Dans ce cas, l’affinité peut être reliée aux forces de Van der Waals, à des charges électrostatiques, à la grosseur du colorant (son poids moléculaire), etc.



B) L’adsorption : le colorant est adsorbé à la surface de la fibre.


C) La diffusion :  le colorant est absorbé par la fibre et il faut contrôler sa redistribution dans les zones amorphes ou sur les sites disponibles de teinture sur la fibre. Une trop grande affinité nuira à sa diffusion et à son pouvoir de migration. La migration est la facilité que possède le colorant de se déplacer de la fibre au bain et l’inverse. Si l’affinité est trop grande, il est difficile de contrôler l’unisson (répartition du colorant sur et dans la matière textile).


D) La fixation : c’est l’ancrage des molécules de colorant aux sites de teinture par différents types de liens.




   

Fig. 3 : Liens chimiques entre la laine et un colorant acide.



1 - Liens ioniques4 (liens de sel) = attraction électrostatique entre les     cations sur la fibre et les anions du colorant.

    Liens assez forts (7,0) qui est une valeur relative de comparaison entre les différents types de liens).

    Ex. : colorants acides sur laine : NH3+ de la fibre et le SO3- du colorant acide


2 - Liaisons hydrogène O - H - O : l’hydrogène agit comme lien entre deux atomes électronégatifs d’oxygène.

    Liens plutôt faibles (3,0)        Ex. : certains colorants directs


3 - Forces de Van der Waals

    ou interactions faibles (1,0)     Ex. : certains colorants directs


4 - Liaisons covalentes5 : liens très forts (30,0)

    Ex. : les colorants réactifs


1.3 Sélection de la classe de colorants selon le type de fibres


     

  La sélection se fait également en fonction de l’usage du produit, donc de la solidité requise ;


Exemples :


Jeans : colorant Vat (pigments) : pas très résistant au lavage, cela à cause de l’application et non du type de colorant ;


Tissus d’ameublement : solidité des couleurs au frottement, à la lumière, au shampooing ;


Une robe chic : solidité des couleurs à la transpiration, au nettoyage à sec ;



La sélection des colorants se fait aussi en fonction :


        – du rapport qualité-prix ;


        – de la facilité d’application ;


        – de la protection de l’environnement.





1.4 Procédé de teinture


Le type de colorant a été sélectionné. Donc, la procédure (temps et température) est connue ainsi que les produits nécessaires à la réussite du procédé. Ces informations sont à la base de la programmation des appareils.


Exemple : 100 % coton avec un colorant direct


    –  Préchauffage du bain de teinture à 30° C ;

    –  Ajout des colorants, des produits chimiques et du tissu ;

    –  Montée graduelle de la température du bain de teinture au taux de                        

        2° C par minute, jusqu’à 90° C ;

    –  À 90° C, teinture et fixation durant 30 minutes ;

    –  Période de refroidissement jusqu’à 60° C.



La façon graphique de représenter la procédure :


   


Cette procédure est utilisée pour la production normale d’un lot ou encore pour un échantillon au laboratoire.




1.5 Calculs des quantités de colorants et de produits chimiques


Le calcul se fait en fonction du poids du tissu (o.w.f. « On Weight of Fabric »)

        ou en fonction du volume du bain.


Ex. : Le rapport de liqueur est le rapport entre le poids du tissu et le volume du bain. J’ai un équipement qui fonctionne bien quand le rapport de liqueur R:L est de 1:30. Donc pour chaque gramme de tissu, j’aurai 30 ml de solution.

   

    


Étape 1 – Calculer le pourcentage de colorant nécessaire en fonction du poids du tissu :

        Si j’ai 200 kg de tissu = 200 kg X 0,5 % = 1 kg de colorant jaune


Étape 2 – Peser la quantité requise et le solubiliser


Étape 3 – Calculer la quantité de sel requise en fonction du volume du bain.

    si R:L = 1:30, alors pour 200 kg de tissu, on aura 6000 litres d’eau.

    2 g/l de sel signifie qu’à chaque litre de solution, il nous faut

2 grammes de sel.  Donc si le bain contient 6000 litres de solution, il me faut 12 000 g de sel = 12 kg de sel

    Selon l’usine, il sera dosé, mis en solution ou mis directement dans l’appareil.


Étape 4 – Appliquer en tenant compte :

– du R:L 

– de la température : contrôle de la température initiale, de la température de montée et de la température maximale à atteindre, en tenant compte :

- du temps      

- du pH (alcalinité ou acidité)

- des produits auxiliaires, qui nous aident à contrôler le colorant, soit en accélérant la vitesse de montée ou en la ralentissant, ou encore en maintenant le colorant en dispersion. Ils servent donc à régulariser le système.



Ex. :     Au laboratoire                        Sur la production


Je veux teindre un morceau de tissu préparé et pesé


Ex. :             5 grammes (g)            ou             200 kilogrammes (kg)


                      

dans une solution contenant de l’eau


Ex. :              150 ml                    ou                 6 000 litres


                       


J’ai donc un rapport de liqueur R.L. ou L.R. (« liquor ratio ») de 30:1 ou de 1:30 (le plus petit chiffre étant toujours le poids du tissu).


                5 g pour 150 ml                            200 kg pour 6 000 l

                tissu        solution                         tissu            solution



Je veux obtenir une teinte qui nécessite 2 % o.w,f.6 de colorant rouge donc :                         2 % de colorant

sur 5 grammes de tissu :                       


0,02 X 5 g = 0,1 g de colorant          et         0,02 X 200 kg = 4 kg de colorant


J’ai besoin également de 2 ml/l d’acide acétique, ce qui veut dire qu’à chaque litre (1000 ml) de solution, je dois avoir 2 ml d’acide, donc :

            pour 150 ml = 0,3 ml                        pour 6 000 l = 12 litres


Je vais traiter le tout un certain temps, à une certaine température, et j’obtiendrai le tissu rouge que je voulais.                  




1.6 En résumé


Un colorant, au point de vue chimique, possède des groupements solubilisants qui permettent la charge du colorant, des chromophores responsables de la couleur obtenue, ainsi que des auxochromes dont dépend l’affinité pour la fibre. Le procédé de teinture est le procédé par lequel le colorant sera absorbé puis fixé à la fibre. Les mots « affinité », « migration », « unisson » et « fixation » ont été définis.


Chaque sorte de fibre a son propre type de colorant qui peut la teindre.  Par exemple, un colorant direct pour du coton laissera complètement blanc le polyester. 

   

Un bon choix de colorant est essentiel pour que le client soit satisfait du résultat. Selon l’usage du produit à teindre, ce n’est pas nécessairement le même type de solidité qui est requise. Par exemple un habit pour homme devra avoir une bonne solidité des couleurs au nettoyage à sec. Par contre, pour la chemise qui l’accompagnera, c’est la solidité des couleurs à la transpiration qui sera prioritaire. Donc, le bon choix s’impose.


C’était un bref aperçu de ce qu’est un procédé de teinture ainsi que des calculs à faire pour réussir la coloration et sa reproductibilité ; il ne manque que de bons équipements, un peu d’expérience et le tour est joué.

 

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  Cette version provient de ce que certains ont appelé la bible du textile : « L'ABC du textilien », un livre technique traitant de la fibre au produit fini.


    Ce livre-ci couvre la section coloration des tissus, c'est-à-dire la teinture et la préparation des différentes fibres. Toutes les classes de colorants (même végétaux)  y sont décrites. On y trouve également les équipements utilisés et les nombreuses procédures d'application.


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                                  ISBN 978-2-924021-71-1  (216 pages)


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