Procédé de Teinture en Cuve | Procédé de Teinture Textile Avec Colorant en cuve

Dernière Mise à jour le 05/09/2021

Colorants en cuve:
Le nom « cuve » vient du récipient en bois qui a été utilisé pour la première fois pour la réduction et l’application de colorants en cuve. Les colorants de cuve sont fabriqués de manière naturelle et non synthétique. La teinture en cuve est largement utilisée pour la coloration de matériaux cellulosiques tels que le coton. Le colorant de cuve ne peut pas être appliqué directement et nécessite une cuvaison car il est insoluble dans l’eau. Cependant, ils peuvent être rendus solubles par réduction en solution alcaline ce qui leur permet de se fixer sur les fibres textiles. Une oxydation ultérieure ou une exposition à l’air restaurent le colorant à sa forme insoluble. L’indigo est le colorant de cuve original. Ces colorants sont les colorants les plus rapides pour le coton, le lin et la viscose. Ils sont utilisés avec des mordants pour teindre d’autres tissus tels que la laine, le nylon, les polyesters et les acryliques. Mais les propriétés de solidité des colorants de cuve sont bonnes parmi tous les colorants. Le colorant tire son nom générique de la cuvaison. Les colorants de cuve sont des matières colorantes obtenues naturellement depuis l’antiquité et conservées dans une cuve en bois et rendues solubles dans la cuve par le processus de fermentation – on parle donc de colorants de cuve.

Qu’est-ce que la cuvaison?
La mise en cuve est le processus de conversion des colorants de cuve insolubles en leur forme soluble. Parce que notre but ultime est de teindre le substrat uniformément dans un milieu aqueux. Et le colorant de cuve insoluble ne présente aucune substantivité vis-à-vis de la cellulose, mais la forme soluble le fait. À l’aide d’un agent réducteur et d’un alcali appropriés, nous pouvons convertir le colorant de cuve insoluble en sa forme leuco soluble. Cela entraîne généralement un changement de couleur.

Prétraitement pour la teinture en cuve:
Avant la teinture en cuve, le prétraitement est très important; il doit garantir que le substrat présente une absorption et une capacité d’absorption élevées et uniformes, est pratiquement exempt de cosses, présente un niveau de blancheur suffisamment élevé, mais ne doit pas endommager de manière significative la cellulose.

Le prétraitement est effectué par ébullition en présence d’alcalis et d’agents dispersants et séquestrants. Une amélioration supplémentaire de la capacité d’absorption peut être obtenue par un traitement à forte concentration d’alcali (causticisant ou mercerisant). Avant la teinture, la taille est enlevée des tissus par les méthodes habituelles.

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La teinture en cuve des fibres cellulosiques étant réalisée dans des bains alcalins relativement forts, il est également possible – dans certaines circonstances – de teindre une matière grise. Par exemple, avec des auxiliaires appropriés, le fil gris peut être récuré et teint simultanément par le processus à haute température supérieur à 100oC.

Recette typique pour la teinture en cuve:
Une recette typique pour une liqueur de teinture serait:

• Soude caustique (27% en poids), 5 ml l-1;
• Hydrosulfite, 1,5 g l-1;
• Cuve mère, 62,5 ml l-1.

La cuve de stock est composée de:

• Indigo Pur (BASF CI Vat Blue 1), 80 g l-1;
• Agent dispersant, 4 g l-1;
• Agent mouillant, 1 g l-1;
• Soude caustique (27% en poids), 130 ml l-1;
• Hydrosulfite, 60 g l-1.

Application d’un colorant en cuve :
L’application d’un colorant en cuve comprend les étapes suivantes:

• Application du colorant de cuve sous forme dispersée insoluble (pigmentation)
• Réduction du colorant par des agents de réduction appropriés
• Dissolution de la forme réduite (leuco) du colorant
• Épuisement du colorant du bain de teinture / adsorption du colorant réduit dans des procédés de teinture en continu
• Nivellement du colorant pour obtenir une distribution uniforme du colorant
• Oxydation du colorant réduit dans la forme de pigment insoluble
• Savonnage pour obtenir la distribution finale des particules et le ton
• Rinçage pour éliminer les produits chimiques et neutraliser le matériau

Les étapes de base de l’application des colorants de cuve sont résumées dans la figure ci-dessous.

Procédé de teinture en cuve:
Les colorants en cuve ne sont généralement pas solubles dans l’eau. Cependant, des colorants de cuve solubilisés sont également disponibles mais sont généralement plus chers que les colorants de cuve insolubles généralement disponibles. Sur la base de leur chimie, les colorants de cuve peuvent être classés en deux groupes principaux: les dérivés de l’indigo et les dérivés de l’anthraquinone. En général, les propriétés de solidité des colorants de cuve à base d’anthraquinone sont généralement meilleures que celles des colorants à base d’indigo. Les colorants de cuve bleu indigo sont couramment utilisés pour la production de denim indigo, avec différents looks délavés et usés. Sur la base des propriétés d’application, les colorants de cuve sont classés en quatre types principaux: DANS LES colorants de cuve; Colorants de cuve IW; Colorants de cuve IK; DANS LES colorants spéciaux. Les principales différences dans les quatre groupes de colorants de cuve ci-dessus comprennent: leurs propriétés de nivellement, la température de teinture et la quantité d’alcali, de sel et d’agent de nivellement requis pendant la teinture.

Les phases générales de la teinture avec des colorants en cuve sont les suivantes:

1. Réduction: conversion d’un colorant de cuve insoluble en anions de cuve de leuco-sodium solubles, à l’aide d’un agent réducteur (dithionite de sodium) et d’un alcali (hydroxyde de sodium)
2. Diffusion: pénétration des anions de cuve de leuco-sodium réduits / solubilisés dans les fibres
3. Rinçage: élimination de l’excès d’alcali et d’agent réducteur du matériau teint
4. Oxydation: conversion du colorant de cuve absorbé dans les fibres en une forme insoluble
5. Savonnage: au cours de laquelle les molécules de colorant de cuve absorbées par la matière textile sont réorientées et s’associent sous une forme plus cristalline.

La teinture en cuve est complexe à partir d’autres teintures. Son processus de teinture est donné ci-dessous:
L’eau nécessaire à la teinture est prélevée dans le bain de teinture et maintenue à une température appropriée (50º-60ºC). les températures de réduction et de teinture varient d’une matière colorante à l’autre. La solution de colorant en cuve peut ensuite être ajoutée au bain de colorant contenant la quantité requise d’hydrosulfate de sodium de soude caustique, maintenue à la température recommandée.

Le fil humide bien récuré est introduit dans le bain de teinture et tourné plusieurs fois, de sorte que l’affinité de la couleur puisse être uniforme. Le fil est ensuite maintenu complètement immergé sous la liqueur de teinture et la teinture est poursuivie pendant une heure. Le fil est tourné de temps en temps. Il faut veiller à maintenir le bain à la température requise et à maintenir le fil complètement immergé sous la liqueur.

Les agents d’épuisement ou retardateurs sont ajoutés au bain de teinture en fonction des colorants prélevés, pendant toute la période de teinture. Des quantités excessives d’hydroxyde de sodium (NaOH) et d’hydrosulfate de sodium (Na2S2O4) doivent être présentes dans le bain de colorant afin de maintenir le colorant sous sa forme soluble. A la fin de la teinture, le bain de teinture partiellement ou totalement épuisé doit être maintenu dans un état nettement réduit ; sinon l’oxydation du colorant résiduel en cuve a lieu dans le bain de teinture lui-même conduisant à l’apparition d’une turbidité. Ceci est assuré en ajoutant suffisamment d’hydrosulfate de sodium. Les produits teints peuvent ensuite être retirés du bain de teinture et l’excès de liqueur contenant le colorant de cuve non épuisé, l’hydroxyde de sodium, l’hydrosulfate de sodium est éliminé autant que possible des produits.

Les produits teints sont rincés à l’eau froide puis soumis à un traitement d’oxydation par exposition à l’oxygène atmosphérique. Ceci est appelé « oxydation à l’air » ou « aération » mais l’oxydation peut être accélérée en utilisant un agent oxydant plus fort tel que le per borate de sodium ou le peroxyde d’hydrogène ou le dichromate de sodium en présence d’acide acétique. Ce processus est généralement appelé oxydation chimique.

Au cours de l’étape d’oxydation, le sel de sodium du colorant de cuve leuco absorbé par la fibre est oxydé et transformé en colorant insoluble dans la fibre. En même temps, le colorant en cuve contenu dans la liqueur résiduelle des produits à teindre se transforme également en forme insoluble qui se dépose de manière lâche sur la surface de la fibre. Ce colorant déposé de manière lâche à la surface de la fibre doit être éliminé pour obtenir des propriétés de solidité optimales, en particulier des propriétés de résistance au frottement et au lavage. Ceci est réalisé par un processus de savonnage. Le matériau teint est traité dans une solution savonneuse chaude ou une solution détergente synthétique pendant 15 à 30 minutes. Après le traitement de savonnage, les produits teints doivent être soigneusement rincés et enfin le matériau teint est séché.

Précautions en teinture en cuve:
Pour obtenir des résultats de teinture de niveau uniforme, la concentration d’hydro sulfite de sodium et de soude caustique doit être en quantité exacte pour réduire le bain de colorant pendant tout le processus. Une quantité excessive d’agent réducteur et d’alcali diminue le taux d’épuisement de la teinture. De même, une quantité insuffisante de produits chimiques produit un effet néfaste sur la teinture, de sorte que pour contrôler cet équilibre, du papier phénolphtalien et des papiers Hydro sont utilisés.

1. Papier Phénolphtalien : C’est du papier blanc qui prend une couleur rose au contact de la soude caustique.
2. Papier jaune de cuve : C’est du papier jaune d’or qui devient bleu-violet si hydro est disponible en bain de teinture.

Il est également conseillé que la teinture avec deux ou trois combinaisons de colorants soit du même groupe de colorants. Le comportement des colorants est donc un chapitre important pour obtenir des résultats uniformes. La teinture en cuve est la teinture la plus difficile par rapport aux autres teintures.

Conclusion:
Les colorants de cuve présentent une excellente résistance à la lumière grâce à la disposition stable des électrons dans le chromophore (groupe coloré) de la molécule de colorant et à la présence de nombreux cycles benzéniques. Les colorants de cuve ont une excellente résistance au lavage en raison de l’insolubilité aqueuse du colorant oxydé absorbé dans la fibre et en raison de grandes molécules de colorant de cuve piégées dans le système polymère. Cependant, les colorants en cuve sont généralement très coûteux et nécessitent plus d’expertise pour leur application en raison du plus grand nombre d’étapes impliquées dans la teinture.

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Fondateur & Rédacteur en chef de Textile Learner. Il est Consultant Textile, Blogueur & Entrepreneur. Il travaille comme consultant textile dans plusieurs entreprises locales et internationales. Il est également contributeur de Wikipédia.