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1 - DÉFINITION ET PROPRIÉTÉS

2 - CLASSIFICATION ET NOMENCLATURE DES COLORANTS

3 - TYPES DE COLORANTS TEXTILES

4 - ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

7 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : K350 v2

Types de colorants textiles
Colorants pour les matériaux textiles

Auteur(s) : Florence DIEVAL, Jean-François FAFET

Relu et validé le 19 juil. 2022

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RÉSUMÉ

Dans cet article, il est question de présenter un exposé concis et clair des bases fondamentales sur lesquelles repose l’utilisation des colorants dans les opérations d’ennoblissement textiles. Il est fait état d’une description détaillée des différentes classes de colorants pour chaque type de substrat à teindre avec une présentation des différents procédés d’application et en citant les avantages/inconvénients de chaque famille de colorants. En complément, de par l’utilisation de quantités de plus en plus importantes de colorants issus de la chimie du pétrole, cet article traite également des risques toxicologiques pour les humains et l’environnement.

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ABSTRACT

Dyes for textile materials

In this article, a concise and clear presentation of the fundamental bases on the dyes used for textile is described. A detailed description of the different classes of dyes for each type of substrate to be dyed is done, with a short presentation of the different process used with the advantages and disadvantages of each dyes family. In addition, this article describes toxicological risks for humans and the environment through the use of synthetic dyes.

Auteur(s)

  • Florence DIEVAL : Professeur des Universités, Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles, Mulhouse, France

  • Jean-François FAFET : Ingénieur Textile, 3Finnovation, Saint-Amarin, France

INTRODUCTION

Les colorants proviennent de cinq matières premières fondamentales qui sont le benzène, le toluène, le xylène, le naphtalène et l’anthracène, issus en forte majorité du pétrole. Les colorants de synthèse utilisés dans l’industrie textile émanent donc essentiellement de molécules organiques aromatiques à systèmes conjugués. A partir de ces matières premières, un nombre restreint de réactions fondamentales (six environ) conduisent à des produits intermédiaires en nombre très élevé. De ces produits intermédiaires sont extraits en outre des colorants et des pigments pour le textile. Pour les seuls colorants et pigments, des structures moléculaires distinctes se comptent aujourd’hui par milliers, et les noms commerciaux par dizaines de milliers. Les colorants sont des composés organiques capables d’absorber certaines radiations lumineuses et de réfléchir ou de diffuser des radiations complémentaires. Cette propriété résulte de l’introduction dans les molécules de colorants de certains groupes d’atomes dénommés « chromophores » et responsables de la couleur. Les molécules ainsi transformées acquièrent des propriétés tinctoriales par association à d’autres groupes d’atomes dénommés « auxochromes ».

La classification d’un point de vue chimique des colorants est fondée sur les chromophores (la plus rationnelle). Une classification plus pratique consiste à trier les colorants en fonction des propriétés tinctoriales des substrats textiles (colorants pour fibres végétales – colorants pour fibres animales ou protéiniques – colorants pour fibres artificielles ou synthétiques). Les caractéristiques essentielles de ces trois familles de colorants sont la possibilité d’application en solution ou en dispersion aqueuse, le taux de montée du colorant (rendement de teinture), la cinétique de montée (affinité tinctoriale), le pouvoir de migration pour obtenir un bon unisson et le taux de fixation du colorant.

Les résultats d’une teinture dépendent d’un grand nombre de facteurs tels que les propriétés du substrat à teindre (maturité des fibres végétales et animales, taux de cristallinité des polymères synthétiques…), le pH du bain de teinture, la température et le gradient de température, la présence d’électrolytes, la qualité de l’eau, l’ajout de nombreux produits auxiliaires.

L’utilisation de colorants de synthèse n’est pas anodine sur le plan de la toxicité humaine et environnementale. En effet, les colorants synthétiques sont issus de produits pétroliers qui ne sont pas sans effet sur la santé humaine étant donné que des produits résiduels de synthèse restent partiellement présents dans les formulations de colorants des fabricants. Par ailleurs, à ce jour, les opérations de teinture nécessitent l’utilisation de très grandes quantités d’eau qui doivent être épurées avant rejet dans la nature. La problématique réside principalement dans le taux de fixation des colorants sur les fibres (variant entre 75 et 95 %) qui implique que les effluents des industries textiles sont fortement souillés en colorants résiduels, auxquels il faut ajouter l’ensemble des produits chimiques et auxiliaires utilisés lors des différentes opérations d’ennoblissement.

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KEYWORDS

Nomenclature   |   classification   |   textile   |   dyes

VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-k350


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3. Types de colorants textiles

  • Les colorants acides sont utilisés principalement pour la teinture en coloris clairs à moyens de la laine, de la soie et du polyamide.

  • Les colorants métallifères sont utilisés pour la teinture en coloris foncés des fibres protéiniques et du polyamide. Ils se caractérisent par de meilleures solidités coloristiques que les colorants acides.

  • Les colorants directs ou substantifs présentent une forte affinité pour les fibres cellulosiques.

  • Les colorants à mordant nécessitent l’ajout de substances chimiques comme des électrolytes, afin de leur apporter une affinité pour la matière à teindre. Ils sont appliqués sur les fibres cellulosiques, la laine ou la soie en combinaison avec des sels métalliques.

  • Les colorants dispersés sont des suspensions très fines de pigments organiques insolubles dans l’eau utilisés pour teindre des fibres synthétiques telles que le polyester et plus rarement les polyamides.

  • Les colorants réactifs sont les colorants les plus utilisés à l’heure actuelle pour teindre les fibres cellulosiques et ils se caractérisent par une fixation de type covalente à la fibre (réaction chimique covalente entre le colorant et les groupements hydroxyles réactifs de la cellulose), ce qui leur apporte une très bonne tenue lors des lavages ménagers.

  • Les colorants au soufre, insolubles dans l’eau, dont la formule chimique n’est pas toujours connue avec précision, sont utilisés pour teindre les fibres cellulosiques. Ils conviennent parfaitement aux coloris ternes et foncés. Cette classe de colorants se caractérise par une faible solidité à la lumière dans le cas des nuances claires. Ils présentent l’avantage d’être très peu onéreux par rapport aux autres classes de colorants.

  • Les colorants de cuve sont utilisés pour la teinture des fibres cellulosiques. Ils se caractérisent par de très grandes solidités coloristiques (coloris « grand teint »). Ils sont initialement insolubles dans l’eau sous leur forme oxydée mais lors de la teinture, ces derniers sont solubilisés en milieu alcalin (leucodérivé) et en présence d’un réducteur puissant (hydrosulfite de sodium) afin de leur apporter de l’affinité pour les fibres, et une fois au cœur de ces dernières, ils sont insolubilisés à nouveau par oxydation en milieu acide.

  • Les colorants cationiques...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CHRISTIE (R.) -   Colour Chemestry. The Royal Society of Chemistry.  -  Cambridge, United Kingdom (2001).

  • (2) - DOS SANTOS (A.B.), CERVANTES (F.J.), VAN LIER (J.B) -   Review Paper on Current Technologies for Decolourisation of Textile Wastewaters: Perspectives for Anaerobic Biotechnology.  -  98(12):2369-85 (2007).

  • (3) - ABEL (A.) -   The new colour index international of pigments and solvent dyes.  -  Surface Coatings International, volume 81, pp. 77-85 (1998).

  • (4) - RICHARDS (P.R.) -   Dye types and application methods,  -  in J. Best (Ed.), Colour Design, Woodhead Publishing, pp. 471-496 (2012).

  • (5) - STOLTE (M.), VIETH (M.) -   Pathologic basis of mucosal changes in the esophagus – What the Endoscopist can (and must) see.  -  ACTA Endosc. 31(2)125-130 (2001).

  • (6) - HUNGER (K.) -   Industrial...

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