Table des matières
1. Teinture de la laine
Les caractéristiques d’absorption des colorants de la laine peuvent varier en fonction de facteurs tels que la source, la race, l’âge, le régime alimentaire, la saison et l’habitat du mouton. Notamment, même au sein d’un même mouton, il existe des variations importantes dans la qualité de la toison.
En fait, les fibres de laine individuelles peuvent également présenter des divergences dans leurs propriétés en raison d’influences biologiques et environnementales (appelées teinture tippy). Grâce au tri spécialisé des origines de la laine et des composants de la toison, des lots sont créés qui s’alignent étroitement en termes de finesse, de traitement et d’attributs d’application.
En plus de la laine tondue, le marché propose également certaines quantités de laine obtenues à partir de peaux et de toisons d’animaux abattus. La laine de peau est comparable à la laine tondue, tandis que la laine glissée peut présenter des dommages causés par les alcalis.
1.1. Principes de la teinture de la laine
Les fibres de laine sont principalement composées d’une structure complexe de kératine, un filament protéique. Le processus de teinture repose de manière significative sur les groupes amino présents dans la kératine.
La fibre de laine contient environ 850 μmol de groupes basiques titrables par gramme. Les groupes carboxyle, principalement dans leur état non dissocié, se trouvent dans la fibre dans la plage de pH acide et neutre.
La présence de groupes ioniques dans la fibre dépend du pH. La kératine présente son état le plus stable lorsque le nombre d’ions négatifs et positifs est équilibré. Cette région, appelée région isoionique, est légèrement différente de la région isoélectrique associée à la neutralité de charge.
Les charges ioniques adsorbées contribuent aux charges ioniques globales de la fibre. Selon ELöD, le point isoélectrique de la laine à température ambiante est de pH 4,9.
La structure morphologique de la fibre joue un rôle crucial dans le processus de teinture, influençant la voie et l’efficacité de l’absorption du colorant. Les hypothèses précédentes suggéraient que les colorants devaient pénétrer la couche squameuse à la surface de la fibre, considérant l’épicuticule et l’exocuticule comme des barrières en raison de leur nature hydrophobe.
Cela a été étayé par le fait que la dégradation oxydative ou chlorante de l’épicuticule et de l’exocuticule a considérablement amélioré l’absorption du colorant. Ces méthodes sont encore utilisées dans la préparation de matériaux de laine imprimés.
Cependant, des études ont démontré que les colorants pénètrent principalement dans les régions intercellulaires de la fibre. Le complexe de la membrane cellulaire agit comme un « solvant » pour les produits chimiques textiles hydrophobes, et la capacité de gonflement du ciment intercellulaire est importante pour le processus de teinture. Par la suite, les molécules de colorant pénètrent dans les kératines riches en soufre, déterminant le positionnement de l’équilibre de la teinture.
Différentes forces de liaison interviennent entre le colorant et la fibre. Des liaisons ioniques peuvent se produire lorsque des anions de colorant interagissent avec des groupes cationiques présents dans les fibres. Cependant, la formation de liaisons ioniques seules est insuffisante pour expliquer la liaison du colorant, car les composés qui peuvent se dissocier sont clivés en présence d’eau.
Des liaisons secondaires, y compris des forces de dispersion, des liaisons polaires et des ponts hydrogène, se forment également entre le colorant et la fibre. Une proximité étroite entre les deux est nécessaire pour la formation de liens. Cependant, cela est gêné par les sphères d’hydratation entourant le colorant et la kératine de la laine.
L’approche perturbe ces sphères, en particulier à des températures plus élevées, entraînant la formation de sphères d’hydratation communes appelées « structures d’iceberg ». Ce processus augmente l’entropie des molécules d’eau impliquées, un phénomène connu sous le nom de liaison hydrophobe.
La liaison de colorant peut être comprise comme un processus d’échange d’ions, où la liaison ionique est soutenue par des liaisons secondaires entre le colorant et le polymère. ZOLLINGER a appelé cela une « Einweisungsfunktion » basée sur le potentiel étendu des groupes ioniques, agissant comme des « ions pilotes ».
Des liaisons coordonnées et covalentes peuvent également contribuer en plus des liaisons secondaires et ioniques, en particulier dans le cas du chrome, des complexes métalliques et des colorants réactifs.
1.2. Classes de colorants et procédés de teinture
1.2.1. Colorants acides
Les colorants acides sont composés de systèmes chromophores simples rendus hydrosolubles par l’incorporation de groupements acide sulfonique. Lorsqu’ils sont dissociés, ces colorants produisent des anions de colorant chargés négativement qui interagissent avec les groupes ammonium présents dans la fibre.
Ces groupements ammonium sont formés à partir de groupements amino en présence d’acide, c’est pourquoi cette classe de colorants est nommée ainsi.
D’un point de vue coloristique, les colorants acides sont classés en fonction de leur affinité. Ce spectre d’affinité va des colorants de nivellement, des colorants de broyage absorbant faiblement acides (modérément nivelants) aux colorants de super-broyage absorbants neutres (mauvais nivellement).
Généralement, la taille de la molécule de colorant augmente le long de cette séquence. La présence de groupes aliphatiques dans la molécule de colorant améliore considérablement sa liaison à la laine, transformant les colorants de nivellement en types qui présentent une résistance au foulage.
Les groupes acide sulfonique déterminent non seulement le nombre de liaisons ioniques possibles formées avec la fibre, mais influencent également l’hydratation, qui contrecarre le processus de liaison.
Dans les applications combinées, il est conseillé de sélectionner des colorants acides ayant un comportement d’absorption similaire. Les valeurs de combinaison établies à l’origine pour les colorants polyamides ont ensuite été adaptées pour être utilisées avec les colorants laine.
Pendant le processus de teinture, l’ajout de sel comme additif peut avoir des effets retardateurs et nivelants. On pense que des concentrations plus élevées d’ions sulfate entrent en compétition avec les anions colorants pour les groupes ammonium sur la fibre.
Cette compétition affaiblit l’attraction électrostatique entre le colorant et la fibre, principalement en raison des forces coulombiques. L’effet affaiblissant diminue avec l’augmentation du pH. D’autre part, les additifs salins favorisent l’agrégation des molécules de colorant, conduisant à une fixation accrue.
Les procédés de teinture varient pour différents types de colorants acides pour laine, en particulier en ce qui concerne la plage de pH utilisée. Plus l’affinité du colorant pour la fibre est grande, plus la valeur initiale du pH doit être élevée afin de supprimer le composant de liaison ionique.
Le processus de teinture commence généralement à 60 °C pour les colorants de nivellement, à 50 °C pour les colorants de broyage et à 30 °C pour les colorants de super broyage. On laisse l’acide réagir avec la fibre pendant 10 minutes, puis on ajoute du sel après 10 minutes supplémentaires.
Le colorant dissous est ensuite ajouté après 10 minutes supplémentaires. Le système est chauffé pendant 30 à 45 minutes jusqu’à ce qu’il atteigne une température finale de 95°C, puis teint à 95°C pendant 45 à 90 minutes. L’ajout d’acide vers la fin du processus de teinture assure l’épuisement du bain de teinture.
Ensuite, un rinçage chaud et froid est effectué. Dans certains cas, la teinture peut être réalisée à 80°C. Les colorants de broyage nécessitent l’ajout d’un agent de nivellement. La teinture trichromique peut être obtenue à l’aide de colorants de nivellement, tandis que les colorants de broyage peuvent nécessiter la sélection d’un colorant avec une teinte et une nuance similaires pour obtenir la couleur souhaitée.
Pour améliorer la solidité, la solidité au mouillé de la laine chlorée traitée avec une résine synthétique (telle que la polyamide-épichlorhydrine ou le polyuréthane) peut être améliorée grâce à l’utilisation de composés de méthylolamide.
La solidité et les propriétés anti-feutrage peuvent être améliorées en appliquant un composé polyquaternaire (un composé avec plusieurs groupes quaternaires), tel que Basolan F (BASF) ou Sandofix L (Sandoz). Les produits de condensation anioniques peuvent créer une barrière à la surface de la fibre, réduisant le ressuage des colorants anioniques, par exemple, Mesitol HWS (Bayer).
1.2.2. Teintures chromées
Les colorants au chrome sont un type spécifique de colorants acides qui forment des complexes avec les ions chrome. Lors de la formation du complexe, un changement significatif de teinte se produit en raison de la superposition de plusieurs états excités, ce qui entraîne un ternissement de la teinte.
Le processus de formation du complexe se déroule dans un environnement fortement acide, avec la participation de donneurs d’électrons (ligands) du chromophore et de la fibre. Le chrome, agissant comme atome central du complexe, sert de pont entre le colorant et la fibre, formant une liaison solide qui contribue à d’excellentes propriétés de solidité.
Le chrome se lie à la fibre en remplaçant l’hydrogène dans les groupes -COOH ou -OH, ainsi que par l’utilisation de paires d’électrons isolés des groupes >CO, -NH2 ou -N=N-, formant des liaisons datives.
Pour faciliter la formation de complexes, des groupes fonctionnels appropriés doivent être présents dans les colorants :
1. Groupes monofonctionnels : tels que les types acide salicylique ou alizarine.
2. Groupes bifonctionnels : représentés par les groupes o,o’-dihydroxyazo.
Le chrome (III) avec un nombre de coordination de 6 agit comme l’atome central du complexe. Il est formé de dichromate, qui est réduit par la fibre. Les acides forts ont un effet activateur sur ce processus, et l’effet réducteur de la laine peut être renforcé par des acides organiques comme l’acide tartrique, lactique ou formique.
Le thiosulfate agit également comme agent réducteur, augmentant le taux et l’étendue de la conversion dans le chromage et réduisant les dommages aux fibres. Abaisser la température de la température d’ébullition à 90°C aide à protéger la fibre.
Dans le passé, la quantité requise de dichromate était généralement de 50 % sur la base du colorant utilisé, mais pas moins de 0,25 % ou plus de 2,5 % sur la base de la fibre. Cependant, des réductions significatives de la teneur en bichromate de potassium ont été obtenues.
Des agents auxiliaires sont utilisés pour disperser les colorants au chrome et former avec eux des adduits. Ces adduits ne se décomposent qu’à la température d’ébullition, réduisant le nombre de groupes amino libres disponibles pour la formation de complexes et nécessitant moins d’acide. Cela conduit à une teinture plus uniforme et à une teinture tippy réduite. Des auxiliaires appropriés comprennent des alcools gras éthoxylés, des alkylphénols et des amines grasses.
Deux méthodes principales sont employées pour l’application des colorants au chrome :
1. Méthode d’après-chromage (teintures développant le chrome) : Le processus commence avec une liqueur de teinture préparée avec de l’acide formique, du sulfate de sodium calciné et un protecteur de laine. La teinture commence à 40°C et le colorant dissous est ajouté après 10 minutes. Le système est ensuite chauffé et la teinture est effectuée à 90°C pendant 30 à 45 minutes.
Si l’épuisement du bain est insuffisant, on ajoute de l’acide formique et on poursuit la teinture. Le chromage suit en refroidissant le bain, en ajoutant du bichromate de potassium et en chauffant à 90-100°C pendant 30-45 minutes. Du sulfate de sodium est ajouté pour détacher le chromate lié de la laine et la neutralisation est effectuée avec de l’ammoniac.
2. Méthode de chromage en un bain (procédé métachrome) : Cette méthode implique la diffusion du colorant avant la formation du complexe. La liqueur de teinture est préparée avec un mordant métachrome (un mélange de chromate de sodium et de sulfate d’ammonium) et du sulfate de sodium cristallin.
Le système est chauffé lentement et teint à la température d’ébullition pendant 45 à 90 minutes. Le bain est épuisé en ajoutant de l’acide acétique peu de temps avant la fin de la teinture.
Divers auxiliaires peuvent être utilisés, tels que Albegal W, Avolan AV, Lyogen MS, WD, Lyocol CR, Syntegal V7 (Ciba-Geigy), Uniperol O (BASF), entre autres. Ces auxiliaires facilitent le processus de teinture et améliorent les propriétés des colorants au chrome.
1.2.3. Colorants complexes métalliques 1:1
Les colorants à complexe métallique présentent des similitudes chimiques avec les colorants au chrome. Cependant, le risque d’endommagement des fibres est minimisé car le complexe se forme pendant l’étape de production du colorant.
Le processus de teinture est réalisé dans un milieu d’acide sulfurique à forte acidité (pH 1,9-2,2). Les groupes amino de la fibre sont transformés en forme ammonium, établissant des liaisons ioniques avec l’anion colorant. Dans cet environnement, les groupes amino ne sont pas disponibles comme ligands.
Ce n’est que lors du rinçage, au fur et à mesure que le pH augmente, qu’ils peuvent être incorporés au complexe en remplaçant les ligands aquo. L’ajout d’auxiliaires, tels que les alcanoléthoxylates, permet une réduction de la quantité d’acide nécessaire (pH 2,5-3), car ils forment des composés avec le colorant, supprimant la formation de complexes.
Il en résulte un processus de teinture plus lent et plus uniforme. Avec des mélanges amphotères synergiques d’agents auxiliaires, la teinture peut même être effectuée à des niveaux de pH plus élevés (3,5-4).
Le processus de teinture dépend du rapport de liqueur et le bain est ajusté avec de l’acide sulfurique (96 %) à une concentration de 2-6 g/L pour atteindre la plage de pH souhaitée (1,9-2,2 ou 2,5 en présence de 1-2 g/L d’auxiliaires).
Suite à l’ajout de sulfate de sodium calciné (5-10 g/L), le matériau est immergé dans la liqueur de teinture pendant 10 minutes à une température de 40-50°C. Ensuite, le colorant dissous est ajouté et après 10 minutes supplémentaires, le système est chauffé progressivement sur une période de 30 à 45 minutes.
La teinture est ensuite effectuée à température d’ébullition pendant 90 minutes. De l’ammoniac (25 %) à une concentration de 1-2 mL/L ou de l’acétate de sodium (2-3 g/L) peut être inclus dans le bain de rinçage final. L’abaissement de la température à 80°C est possible lors de l’utilisation d’une amine grasse éthoxylée en milieu acide (pH 1,9-2,2).
Des exemples de gammes de colorants comprennent Chromolan (Ostacolor), Inochrom (Zeneca), Neolan (Ciba-Geigy) et Palatinecht (BASF).
Divers auxiliaires peuvent être utilisés, tels que Albegal NF, Albegal Plus (Ciba-Geigy), Avolan S, SCN (Bayer), Lyogen WD (Sandoz), Syntegal V7 (Ostacolor), Uniperol O et Uniperol SE (BASF).
1.2.4. colorants complexes métalliques 1: 2
Les complexes métalliques se forment dans un rapport molaire de 1:2 dans la plage de pH faiblement acide. En règle générale, deux chromophores se coordonnent avec un atome central, tel que le chrome (Cr) ou le cobalt (Co). L’atome central est positionné entre les deux chromophores, souvent disposés perpendiculairement l’un à l’autre.
La grande affinité pour la fibre est attribuée à la grande taille des molécules de colorant, à leur forme compacte et sphérique et à leur charge négative.
Initialement, l’incorporation de groupes d’acide sulfonique dans les molécules de colorant a été évitée pour exclure des interactions ioniques supplémentaires entre la fibre et le colorant, visant une meilleure uniformité de la teinture. Au lieu de cela, la solubilité dans l’eau a été obtenue en incorporant des groupes méthylsulfone (–SO2–CH3) ou sulfonamide (–SO2–NH2).
Ce n’est qu’après 1960 que les colorants contenant des groupes acide sulfonique ont commencé à trouver une application. Ces colorants présentent des avantages en termes de production rentable, de rendement plus élevé et de solubilité à froid.
Généralement, leur solidité au mouillé est légèrement supérieure à celle des colorants contenant des groupes méthylsulfone et sulfonamide. Cependant, les colorants contenant deux groupes acide sulfonique sont particulièrement sujets à une coloration non uniforme.
Pour pallier cela, des agents auxiliaires, notamment des amines grasses éthoxylées, sont ajoutés, formant des adduits avec le colorant. Ces adduits se décomposent à des températures plus élevées. L’effet de nivellement est renforcé par l’ajout de sel de Glauber.
La formation de complexes de colorants 1:2 se produisant dans un milieu faiblement acide, ils peuvent être appliqués sur la laine dans les mêmes conditions. Cela permet une teinture douce qui évite les attaques oxydatives par le Cr(VI) ou les attaques hydrolytiques par l’acide sulfurique.
Le processus de teinture consiste à ajouter du sulfate d’ammonium (1-2 g/L) ou de l’acétate d’ammonium (2-4 g/L) (pH 5,5) à la liqueur. Après un pré-balayage à 30-50°C pendant 10 minutes, le colorant dissous est ajouté. Le système est progressivement chauffé pendant 30 à 60 minutes et teint à la température d’ébullition pendant 30 à 60 minutes.
Lors de l’utilisation d’auxiliaires (1-2 g/L), la teinture est réalisée avec l’ajout d’acide acétique (30 %) (1-3 g/L) (pH 4,5-5) et de sulfate de sodium calciné (1-2 g/L ). Le dosage des acides à l’aide de systèmes de contrôle et de surveillance est également une option viable. Après rinçage, l’acide formique (1-2 g/L) est utilisé pour l’acidification afin d’améliorer le toucher et la résistance à l’humidité.
Divers agents auxiliaires sont utilisés, notamment Albegal A, SET, SW (Ciba-Geigy); Avolan IL, IS, IWN, UL75 (Bayer); Eganal SZ (Hoechst); Lyogen FN, MS (Sandoz); Remol U (Hoechst); Uniperol SE, W (BASF); Unisol WL (Zeneca); Wofalansalz EM (Wolfen).
1.2.5. Colorants réactifs
Les colorants réactifs pour la laine sont connus pour produire des couleurs vives avec une bonne solidité des couleurs. Cependant, ils diffèrent des colorants réactifs utilisés pour les fibres de cellulose en raison de la réactivité considérablement plus élevée des groupes amino de la laine par rapport aux groupes hydroxyle de la cellulose.
Pour obtenir une teinture uniforme et uniforme sur la laine, il est nécessaire de réduire la réactivité du colorant et d’ajouter un agent auxiliaire.
La laine contient divers groupes réactifs, notamment des groupes amino, imino et hydroxyle, les groupes amino étant les plus importants. Les réactions de teinture ont lieu dans un milieu faiblement acide avec une plage de pH de 3 à 5.
Ces réactions impliquent une substitution nucléophile de groupes partants (généralement Cl, F et parfois des groupes sulfonate ou ammonium) ou des réactions d’addition à des doubles liaisons aliphatiques polarisées.
Les deux premiers groupes d’ancrage mentionnés, N-méthyltaurine éthylsulfone et β-sulfatoéthylsulfone, offrent l’avantage d’avoir des groupes fonctionnels masqués au début du procédé. Cela empêche les réactions prématurées de se produire en dessous de la température d’ébullition. De plus, une solubilité accrue permet une teinture uniforme. Les colorants bifonctionnels comme Drimalan et Lanasol peuvent avoir un effet réticulant sur la laine.
Le pH joue un rôle crucial dans le processus de teinture. Dans la gamme acide, des liaisons ioniques se forment entre le colorant et la fibre, permettant la migration du colorant. A pH 5, la liaison covalente à la fibre devient prépondérante.
Le processus de teinture consiste à ajouter un agent auxiliaire (1-2 g/L) à la liqueur et à ajuster le pH à 3-4 en utilisant de l’acide formique ou 1-3 g/L d’acide acétique. Le processus commence à 40°C et le colorant dissous est ajouté après 10 minutes. Après 20-30 minutes, le pH est ajusté à 5-6 à l’aide de dihydrogénophosphate de sodium. La teinture est effectuée à température d’ébullition pendant 1 heure.
Pour éliminer le colorant hydrolysé, un post-traitement est effectué pendant 15 minutes à 80°C avec l’ajout de 1,5 g/L d’ammoniaque (pH 8,5-9,0). Le bain de rinçage final est légèrement acidifié.
Divers agents auxiliaires sont disponibles, notamment Albegal B (Ciba-Geigy), Avolan REN (Bayer), Eganal GES (Hoechst) et Lyogen FN (Sandoz).
1.2.6. Colorants de cuve, Leuco Esters de colorants de cuve
Historiquement, les colorants de cuve ont joué un rôle important dans la teinture de la laine. L’indigo, en particulier, était vénéré comme le « roi des teintures » en raison de sa solidité inégalée de la couleur sur la laine. Jusqu’au milieu des années 1950, le tissu bleu marine était principalement teint à l’indigo.
Cependant, l’application de l’indigo a posé des défis en raison de l’impact néfaste des agents réducteurs et des alcalis sur la laine. En conséquence, les pratiques de teinture modernes se sont éloignées de l’indigo, du thioindigo et de leurs dérivés, les remplaçant par des classes alternatives de colorants avec lesquelles il est plus pratique de travailler.
1.3. Technologie de teinture
La laine est généralement teinte sous deux formes : flock (fibres lâches) et slubbing (brins épais de fibres). Cependant, il existe une tendance croissante vers les méthodes de teinture en pièce et en fil.
La teinture des pièces et la teinture des fils peuvent être effectuées à l’aide de machines de teinture à débordement, remplaçant le besoin de machines de teinture à treuil et à faisceau ou de jiggers, en particulier lorsque le matériau a été prétraité pour l’imperméabilisation.
Pour les articles en laine de haute qualité fabriqués à partir de fils fins, un processus de traitement doux est nécessaire.
La teinture de la laine a généralement lieu à ou près de la température d’ébullition, ce qui peut entraîner une dégradation de la fibre. Dans certains cas, la température peut être abaissée à 80-90°C. Cependant, des températures de teinture plus élevées peuvent être nécessaires lors de l’utilisation de colorants peu nivelants.
La limite supérieure de température généralement acceptée est de 108°C, sauf dans le cas de la teinture de mélanges polyester-laine par un procédé à haute température, où la limite peut être portée à 120°C. Pour atténuer la dégradation des fibres, du formaldéhyde est ajouté à la liqueur de teinture, ce qui forme des ponts méthylène dans la fibre et stabilise la kératine contre la dégradation hydrolytique.
Le choix des teintures de laine pour différentes applications dépend de leurs capacités d’absorption et de nivellement.
Les procédés de teinture en continu sont couramment employés pour la teinture des mèches. Dans cette méthode, un agent épaississant à base de guar éthérifié ou de gomme de caroube, ainsi qu’un agent auxiliaire spécial et un acide ou un donneur d’acide, sont ajoutés à la liqueur de rembourrage.
Le trifluorure de chrome est souvent utilisé comme agent de chromage. Après le rembourrage, le matériau est soumis à un traitement à la vapeur pendant 15 à 60 minutes.
1.4. Propriétés des teintures
Parmi les classes de colorants mentionnées, les colorants réactifs et à complexe métallique 1: 2 sont les plus largement utilisés en termes de volume, suivis des colorants à complexe métallique 1: 1, au chrome et acides.
La répartition des classes de colorants dépend non seulement du niveau de solidité des couleurs souhaité, mais également du niveau de brillance souhaité. Les colorants acides et réactifs sont connus pour produire des nuances vibrantes, tandis que les colorants au chrome sont dominants dans les nuances noires.
Les colorants à complexe métallique 1: 2 parmi les colorants à complexe métallique et au chrome sont particulièrement conviviaux et permettent des corrections de teinte (ombrage) si nécessaire. Les articles Superwash, qui nécessitent des niveaux élevés de solidité des couleurs, peuvent être obtenus en utilisant des colorants réactifs. Les colorants au chrome et aux complexes métalliques offrent une excellente solidité aux processus de broyage et d’enrobage.
Pendant le processus de teinture, la laine peut être endommagée par les acides, les agents oxydants (chromate), l’eau, la chaleur et les contraintes mécaniques. Une exposition prolongée à l’eau bouillante peut entraîner le clivage des réticulations de cystine dans la fibre de laine.
De nouveaux ponts, tels que la lysinoalanine, peuvent se former, contribuant à la fixation des plis. Par conséquent, il est conseillé de pré-fixer les tissus en laine avant de les teindre. La dégradation hydrolytique augmente à mesure que la distance au point isoélectrique de la laine augmente.
Le sulfate de sodium, souvent présent, peut favoriser l’hydrolyse et conduire à une détérioration des propriétés mécaniques. Parmi les classes de teintures, les teintures à complexe métallique 1:2 sont considérées comme ayant les effets les plus favorables sur le maintien du toucher, de l’élasticité et de la résistance de la laine.
La laine chlorée présente un comportement coloristique différent de la laine non traitée. L’élimination de la couche squameuse facilite à la fois l’absorption et la libération du colorant.
La résistance à l’humidité de la laine chlorée est nettement inférieure, c’est pourquoi les colorants réactifs sont recommandés pour teindre ces fibres. D’autre part, les traitements anti-feutrage avec de la résine synthétique ne provoquent généralement pas de changements significatifs dans le comportement coloristique.
2. Teinture de la soie
Malgré sa contribution relativement faible à la production globale de fibres, la soie revêt une grande importance en raison de ses propriétés uniques. Il ne doit pas être sous-estimé, en particulier dans le domaine de la mode pour les vêtements pour femmes, ainsi que pour les chemises, les vestes, les cravates et les foulards pour hommes.
2.1. Structure des fibres de la soie et comportement de teinture
La fibroïne de soie est composée de 18 acides aminés différents. Semblable à la laine, la présence de groupes amino dans la soie est cruciale pour l’absorption des colorants ioniques. Cependant, le nombre de groupes amino dans la soie est significativement inférieur à 230 μmol par gramme de fibre par rapport à la laine.
Le point isoionique de la soie se produit à pH 5,0. La soie a une stabilité inférieure à celle de la laine en raison de l’absence de réticulations de cystine. Même dans des conditions douces, comme à pH 4,0 et 85°C, une dégradation hydrolytique peut se produire.
Pour atténuer les dommages à la fibre de soie, l’acide doit être ajouté en continu pendant le processus de teinture plutôt qu’en une seule fois. Par conséquent, la teinture est souvent effectuée à des températures d’environ 70 à 80 °C, mais elle ne doit pas dépasser 90 °C pour minimiser les dommages à la structure de surface et éviter les plis et les plis.
En raison de sa texture fine, la soie réfléchit fortement la lumière de sa surface. Par conséquent, une plus grande quantité de colorant est nécessaire pour obtenir la teinte souhaitée par rapport à d’autres matériaux.
2.2. Classes de teintures de soie
Teintures directes : Les teintures directes sont couramment utilisées sur la soie en raison de leurs bonnes propriétés de solidité.
Processus de teinture : La teinture est effectuée dans la plage de pH neutre ou avec l’ajout de 1 à 3 g/L d’acide acétique (30 %) et de 2 à 5 g/L de sulfate de sodium. Le processus commence à 30-40°C, et la température est progressivement augmentée en 30-45 minutes.
La teinture est poursuivie à 90°C pendant 30 à 45 minutes. Un agent de nivellement, typiquement 1/3-1/5 de la liqueur de dégommage rendu faiblement acide avec de l’acide acétique, peut être ajouté.
Colorants acides : Les colorants acides sont les colorants les plus couramment utilisés pour la soie.
Processus de teinture : La teinture est effectuée avec l’ajout de 1-4 g/L d’acide acétique (30 %) ou 1-2 g/L de sulfate d’ammonium à pH 4-5,5. Le processus commence à 30-40°C et la température est progressivement augmentée en 30-45 minutes.
La teinture est poursuivie à 70-85°C pendant 45-60 minutes. La teinture dans le bain de savon utilisé pour le dégommage (pH 8-8,5) avec l’ajout de sulfate de sodium offre une meilleure protection des fibres.
Teintures à complexe métallique : Bien que d’importance moindre par rapport à la laine, les teintures après chromage peuvent être appliquées à la soie. Les colorants à complexe métallique 1:1 peuvent être teints dans un milieu faiblement acide à 90°C et produisent d’excellentes valeurs de solidité.
Cependant, les colorants à complexe métallique 1: 2 conviennent mieux à la soie car ils peuvent être appliqués dans un milieu faiblement acide et offrent une bonne solidité.
Processus de teinture : La teinture est effectuée avec l’ajout de 2 à 5 g/L d’acétate d’ammonium ou de 2 à 3 g/L de sulfate d’ammonium et de 0,5 à 1 % d’un agent de nivellement. Après un pré-balayage à 40°C pendant 15 minutes, le colorant dissous est ajouté. La température est progressivement augmentée en 30-40 minutes et la teinture est poursuivie à 80-95°C pendant 45-60 minutes.
Amélioration de la solidité : les couleurs produites avec des colorants acides, directs et à complexe métallique peuvent être post-traitées avec de l’acide tannique à 8 % et de l’acide acétique à 4 % (30 %) à 35-40 °C pendant 60 minutes. Ensuite, un bain frais avec 4% de tartrate d’oxyde de potassium et d’antimoine(III) à 20-25°C est utilisé sans rinçage intermédiaire.
Colorants réactifs : Les colorants réactifs sont appliqués sur la soie lorsque des nuances brillantes sont souhaitées et lorsque la solidité des couleurs obtenue avec des colorants acides ne répond pas aux exigences nécessaires.
Procédé de teinture : La teinture est réalisée avec l’ajout de 10-40 g/L de sulfate de sodium calciné, dont la moitié est ajoutée après 15 minutes et l’autre moitié après 30 minutes à 30°C.
La température est progressivement augmentée jusqu’à 50-70°C en 30 minutes, et après 15 minutes supplémentaires, 2 g/L de soude sont ajoutés. La teinture est poursuivie pendant 40 minutes. Un post-lavage à 80°C augmente la résistance à l’humidité.
Autres classes de colorants : Les colorants de développement, les colorants de cuve et leurs esters leuco, ainsi que les colorants cationiques, peuvent également être utilisés pour teindre la soie, mais ils sont de moindre importance.
2.3. Technologie de teinture
Les écheveaux de fil sont souvent teints à l’aide de machines de teinture par pulvérisation ou en paquet. D’autre part, pour la teinture des tissus, les méthodes de treuil, de faisceau et de débordement sont généralement préférées.
Pour obtenir la sensation caractéristique de la soie, des processus de pondération et de revitalisation sont utilisés, utilisant généralement 1 à 2 g/L d’acide formique, acétique, lactique ou citrique.
Référence
- Textile Dyeing, 3. Dyeing of Wool and Silk; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.u26_u02
FAQ : Teinture de la laine et de la soie
Le processus de teinture de la laine consiste à immerger les fibres de laine dans un bain de teinture contenant des colorants appropriés et des produits chimiques auxiliaires. La laine est généralement chauffée à une température proche de l’ébullition tout en étant agitée pour assurer une pénétration uniforme du colorant. La méthode de teinture spécifique peut varier en fonction de l’équipement et du type de colorant utilisé.
Le meilleur colorant pour la laine dépend de la couleur souhaitée, des exigences de solidité et de la technique de teinture spécifique utilisée. Les colorants acides sont couramment utilisés pour la laine en raison de leur excellente gamme de couleurs, de leurs propriétés de solidité et de leur compatibilité avec les fibres de laine. Les colorants réactifs et les colorants à complexe métallique sont également des options appropriées pour la teinture de la laine.
Pour teindre la laine, préparez d’abord un bain de teinture en dissolvant le colorant choisi dans de l’eau chaude et en ajoutant des produits chimiques auxiliaires au besoin. Plongez le matériau en laine dans le bain de teinture et chauffez le bain tout en agitant pour assurer une répartition uniforme de la teinture. Continuez à teindre jusqu’à ce que la couleur souhaitée soit obtenue, rincez le matériau et terminez avec les traitements ultérieurs nécessaires.
Plusieurs types de colorants sont couramment utilisés pour la laine, notamment les colorants acides, les colorants réactifs, les colorants à complexe métallique et les colorants directs. Les colorants acides sont particulièrement appréciés pour leurs couleurs vives et leur excellente résistance au lavage. Les colorants réactifs sont connus pour leurs nuances brillantes et leur bonne tenue des couleurs. Les colorants à complexe métallique offrent d’excellentes propriétés de solidité, et les colorants directs sont fréquemment utilisés pour leur bonne solidité sur la laine.
Oui, 100% soie peut être teinte. Les fibres de soie ont une affinité pour les colorants et peuvent être teintes avec succès en utilisant des techniques de teinture appropriées. Le type de colorant utilisé pour la soie dépendra de facteurs tels que la couleur souhaitée, les exigences de solidité et la méthode de teinture employée.
Le meilleur colorant pour les tissus en soie dépend de divers facteurs tels que la couleur souhaitée, la méthode de teinture et les propriétés de solidité souhaitées. Les colorants acides sont couramment utilisés pour la soie en raison de leurs couleurs vives et de leur bonne solidité des couleurs. Les colorants réactifs peuvent également être utilisés pour la soie pour obtenir des nuances brillantes, tandis que les colorants directs conviennent pour leurs bonnes propriétés de solidité.
La teinture pour soie peut être fabriquée en dissolvant la teinture désirée dans de l’eau chaude, en suivant les instructions fournies par le fabricant de la teinture. Le colorant peut nécessiter des produits chimiques ou des mordants supplémentaires pour améliorer son affinité pour les fibres de soie. Il est important de suivre attentivement les instructions du fabricant du colorant pour assurer une préparation et une application appropriées du colorant.
Oui, la soie naturelle peut être teinte. Les fibres de soie ont une affinité naturelle pour les colorants, ce qui les rend adaptées à la teinture avec une variété de types de colorants. Cependant, il est important de prendre en compte le type de teinture et le processus de teinture spécifiques pour obtenir la couleur souhaitée et assurer une bonne solidité des couleurs sur la soie naturelle.
