BR0114523B1 - método de tratamento de matérias têxteis com poliorganossiloxanos. - Google Patents
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Description
"MÉTODO DE TRATAMENTO DE MATÉRIAS TÊXTEIS COM POLIORGANOSSILOXANOS" Campo da Invenção
A presente invenção trata de um método de tratamento de matérias têxteis que conferem à fibra têxtil uma boa hidrofilia, uma ausência de amarelamento e suavidade ao tato, ou seja, propriedades de maciez.
Fundamentos da Invenção
Diversas abordagens estão descritas na arte anterior para obter tratamentos amaciantes têxteis. O documento US 4.409.267 descreve, por exemplo, o uso de um
poliorganossiloxano misto que porta, de um lado, função(ões) amina(s) primária(s) ou secundária(s) substituída(s) por exemplo por resíduos que contêm um grupo OH ou O-alquila, e de outro lado, função(ões) polióxido(s) de alquileno(s) como aditivo de uma composição para o tratamento de matérias têxteis. O documento EP 546.231 descreve uma outra abordagem que se refere ao uso de um poliorganossiloxano portador de unidade(s) de repetição de fórmula Si-(CH2)y-(OCH2)y-CH(OH)CH2- N(CH2CH2OH)2 em que y está compreendido entre 2 e 8 e y' é igual a O ou 1.
A Depositante também propôs soluções descritas em particular nos documentos EP 659.930 e FR 2.745.825. O documento EP 659.930 descreve amaciantes têxteis à base de
silicone que compreendem de 2 a 1600 átomos de silício, que portam de uma a cem unidades de repetição aminadas impedidas estericamente e eventualmente outras unidades de repetição como, por exemplo, radicais alquilas de 5 a 20 átomos de carbono ou radicais -(CH2)p-COO-R. O documento FR 2.745.825 descreve amaciantes têxteis à base
de silicone que portam pelo menos uma unidade de repetição aminada impedida estericamente e pelo menos um radical de tipo poliéter de fórmula (CH2)n-(OCH2CH2)a(OCH2CHCH3)p-OR. Essas abordagens levaram à preparação de silicones nos quais as propriedades amaciantes são conferidas ao têxtil em particular pela presença de funções aminadas, e as propriedades hidrofílicas são conferidas em particular pela presença de funções polares como as funções de tipo poliéter, sendo que essas últimas compensam pelo menos parcialmente a perda de hidrofilia do material tratado com o silicone. Deve-se notar ainda que a preparação desses produtos utiliza vias de síntese relativamente complexas e portanto pouco viáveis economicamente.
No presente, a Depositante descobriu de maneira inesperada que compostos siliconados apresentam vantagens extraordinárias quando comparados a outros compostos conhecidos da técnica anterior.
Descrição da Invenção
De fato, a Depositante desenvolveu um novo método de tratamento têxtil que utiliza óleos siliconados amaciantes, hidrofílicos e não amarelantes que portam funções aminadas impedidas estericamente. Essa abordagem inovadora consiste em conferir maciez e ausência de amarelamento ao material têxtil por um tratamento com um óleo siliconado que porta uma função aminada impedida, sem mascarar a hidrofilia intrínseca do material têxtil tratado.
Uma vantagem do método de tratamento têxtil de acordo com a
presente invenção provém do fato desse tratamento poder ser realizado com um poliorganossiloxano fácil de ser preparado industrialmente e estável ao armazenamento.
Uma outra vantagem do método de tratamento têxtil de acordo com a presente invenção provém do tratamento simples da composição que contém o poliorganossiloxano de acordo de acordo com a presente invenção para sua aplicação nas matérias a ser tratadas.
Descobriu-se agora, e este é o objeto da presente invenção, um método de tratamento de matérias têxteis para conferir-lhes um toque macio, uma ausência de amarelamento e uma boa hidrofilia, no qual as matérias têxteis são colocadas em contato com uma composição que compreende pelo menos um poliorganossiloxano linear, cíclico ou tridimensional de fórmula (I):
.2
- R'
Z-Si -O1
1
R
I
Si—O
2+w
-R3 - Si—O -Z
Si- Z
w
(!)
na qual:
(1) os símbolos Z, idênticos ou diferentes, representam R11 e/ou
V;
(2) os símbolos R11 R2 e R3, idênticos ou diferentes, representam um radical hidrocarbonado monovalente escolhido entre os radicais alquilas
lineares ou ramificados com 1 a 4 átomos de carbono, os radicais alcóxi lineares ou ramificados com 1 a 4 átomos de carbono, um radical fenila e, de preferência, um radical hidróxi, um radical etóxi, um radical metóxi ou um radical metila;
(3) os símbolos V, grupos funcionais idênticos ou diferentes e/ou diferentes, representam um grupo com função(ões) piperidinila(s), impedida(s)
estericamente escolhido entre:
R
j4_
U
N-R
6
(II)
ou
-R-
U'
-f1
N-R'
(III) Para os grupos de fórmula (II):
R5
R5
R4-U-( N-R6
5
R
R5 dl)
• R4 é um radical hidrocarbonado bivalente escolhido entre:
• os radicais alquilenos lineares ou ramificados, com 2 a 18 átomos de carbono;
«os radicais alquileno-carbonila cuja parte alquileno linear ou
ramificada comporta de 2 a 20 átomos de carbono;
• os radicais alquileno-ciclohexileno cuja parte alquileno linear ou ramificada comporta de 2 a 12 átomos de carbono e a parte ciclohexileno comporta um grupo OH e eventualmente 1 ou 2 radicais alquilas com 1 a 4
átomos de carbono;
• os radicais de fórmula -R7-O-R7 na qual os radicais R7 idênticos ou diferentes representam radicais alquilenos com 1 a 12 átomos de carbono;
• os radicais de fórmula -R7-O-R7 na qual os radicais R7 idênticos ou diferentes indicados anteriormente e um deles ou os dois são substituídos
por um ou dois grupo(s) -OH;
• os radicais de fórmula -R7-COO-R7 na qual os radicais R7 possuem os significados indicados anteriormente;
• os radicais de fórmula -R8-O-R9-O-CO-R8 na qual os radicais R8 e R9 idênticos ou diferentes, representam radicais alquilenos com 2 a 12
átomos de carbono e o radical R9 é eventualmente substituído por um radical hidroxila;
• U representa um radical -O- ou NR10-, sendo que R10 é um radical escolhido entre um átomo de hidrogênio, um radical alquila linear ou ramificado que comporta de 1 a 6 átomos de carbono e um radical bivalente de fórmula:
11
R —N Γ*.
N-R0
-ís
10
15
na qual R4 possui o significado indicado anteriormente, R5 e R6 possuem os significados indicados a seguir e R11 representa um radical bivalente alquileno, linear ou ramificado, com 1 a 12 átomos de carbono, sendo que uma das ligações de valência (a de R11) está ligada ao átomo de -NR10-, e o outra (a de R4) está ligada a um átomo de silício;
* os radicais R5 são idênticos ou diferentes, escolhidos entre os radicais alquilas lineares ou ramificados com 1 a 3 átomos de carbono e o radical fenila;
* o radical R6 representa um radical hidrogênio ou o radical R5 ou O.
Para os grupos de fórmula (III)
-R1 — U
(III)
R'4 é escolhido entre um radical trivalente de fórmula:
CO-
(CH2)i
-CH
m
\co —
em que m representa um número de 2 a 20, e um radical trivalente de fórmula:
N
(CH2)-NH-^ Ν
N em que ρ representa um número de 2 a 20.
• U' representa -O- ou NR12-, sendo que R12 é um radical escolhido entre um átomo de hidrogênio, um radical alquila linear ou ramificado que comporta de 1 a 6 átomos de carbono;
· R5 e R6 possuem os mesmos significados que os dados na
fórmula (II); e
(4) - o número de unidades de repetição r]Si sem o grupo V está compreendido entre 10 e 450,
- o número de unidades TjSi com um grupo V está compreendido entre 1 e 5
- 0 < w< 10 e 8 <y <448
Vantajosamente, pelo menos um dos óleos siliconados selecionados para o tratamento têxtil é tal que o número de unidades rjSi sem grupo V está compreendido entre 50 e 250, e o número de unidades de repetição nSi com um grupo V está compreendido entre 1 e 3.
O óleo siliconado utilizado de acordo com a presente invenção não requer em particular da presença de outras funções para conferir propriedades hidrofílicas ao material têxtil tratado. Todavia, caso se queira obter uma hidrofilia superior à que é intrínseca ao material antes do tratamento, o óleo siliconado utilizado pode conter outras funções que favorecem essa propriedade.
De acordo com um modo preferido do método da presente invenção, o poliorganossiloxanos de fórmula (I) utilizado é linear.
De acordo com outro modo preferido, o grupo funcional V do poliorganossiloxano de fórmula (I) utilizado é escolhido entre os grupos funcionais de fórmula (II).
Qualquer que seja a constituição escolhida para a composição que contém o poliorganossiloxano, o método de tratamento pode ser utilizado em matérias de forma tecida, não tecida ou tricotada. As fibras dessas matérias são pelo menos parcialmente hidrofílicas, e essa hidrofilia é conservada após tratamento com o silicone de acordo com a presente invenção, apesar da natureza hidrófoba de seu esqueleto. As matérias pelo menos parcialmente hidrofílicas podem ser em
particular constituídas ou à base de algodão, linho, lã, viscose, rayon, cânhamo, seda ou por uma mistura dessas matérias. Essas matérias podem eventualmente ser misturadas com outras matérias pouco ou não hidrofílicas como o poliéster (por exemplo, mistura de algodão-poliéster), a queratina, polipropileno, polietileno, poliuretano, poliamida, acetato de celulose.
A composição que contém o poliorganossiloxano pode ser preparada de diversas formas: líquida, gasosa ou sólida. No caso de uma preparação líquida da composição, ela será vantajosamente aquosa ou em forma de solução, dispersão ou emulsão. De preferência, a composição é preparada em forma de emulsão
aquosa. Todavia, a composição de acordo com o método da presente invenção pode também ser utilizada em solução em um solvente orgânico.
As emulsões aquosas são geralmente à base de uma mistura de óleo e de água e são preparadas de acordo com os métodos clássicos bem conhecidos do técnico no assunto, utilizando-se agentes tensoativos. Por exemplo, as emulsões podem ser feitas pelos métodos chamados de diretos ou por inversão. Sua realização é simples e não requer o uso de aparelhagem de alta velocidade de agitação. Pode ser utilizada uma aparelhagem de velocidade normal de agitação.
Em geral, as emulsões aquosas preparadas de acordo com a
presente invenção contêm de preferência entre 20 e 90% em peso de água em relação à massa total dos constituintes da emulsão. Para uma melhor aplicação, as emulsões preparadas de acordo com a presente invenção são de preferência diluídas para conter entre 95 e 99% em peso de água, em relação ao peso total da emulsão. Essas emulsões se mostram estáveis à temperatura ambiente.
A aplicação do poliorganossiloxano de acordo com a presente invenção sobre as matérias a ser tratadas pode ser efetuada sob formas muito diversas. As aplicações podem ser realizadas por imersão, impregnação, pulverização, impressão, fulardagem ("padding" em inglês) ou por qualquer outro método existente.
Por exemplo, quando o tecido é tratado por uma composição aquosa que contém um poliorganossiloxano de acordo com a presente invenção, esse tecido é submetido a um tratamento térmico para expulsar rapidamente a água em forma de vapor.
A quantidade de poliorganossiloxano depositada sobre a matéria a ser tratada varia de acordo com a constituição e a fabricação da dita matéria. As aplicações das composições e em particular das emulsões aquosas sobre as matérias tratadas são realizadas de maneira tal que o aumento de peso da matéria tratada não exceda 0,1 a 20% em relação ao peso da matéria antes do tratamento. Em geral, os melhores resultados foram observados com uma quantidade de poliorganossiloxano compreendida entre 0,1 e 2% em peso em relação ao peso da matéria a ser tratada.
Os poliorganossiloxanos descritos acima podem ser preparados de acordo com diversos métodos; por exemplo: distribuição e hidrossililação.
Exemplos
Os exemplos a seguir ilustram as propriedades dos óleos siliconados de acordo com a presente invenção.
Os óleos são testados em aplicação na forma de emulsão aquosa e as medições de hidrofilia, de não-amarelamento e de avaliação do toque são efetuadas de acordo com os testes descritos a seguir. Medida de não amarelamento (índice de branco)
A medida no amarelamento é realizada por medição da cor do tecido (tecido esponja de algodão branco de partida) com impregnação com o óleo siliconado e tratamento térmico por 9 minutos a 150°C.
A medição da cor é feita com um Espectrofotocolorímetro ACS Sensor Il comercializado pela Datacolor. As condições de medição são o uso do iluminante D65, que reproduz a luz do dia. A partir da medição da cor da amostra de tecido, o aparelho calcula os valores de diferentes índices de branco e de amarelo, entre os quais utilizamos o índice de branco CIE.
Teste de tato
Após aplicação do óleo, o tecido esponja de algodão é seco a temperatura (ao ar) ambiente durante 24 horas. Após um tratamento térmico por 1 minuto e 30 segundos a 150°C, o tecido é deixado por 24 horas em condicionamento (23 ± 2°C, 50 ± 5% de umidade relativa).
A avaliação da maciez é feita por um grupo de avaliadores (testadores) a quem foi pedido para classificar as amostras de tecido desde a mais áspera (nota mínima = 1) até a mais macia (nota máxima = número total de amostras).
Medição da hidrofilia
Após aplicação do óleo, o tecido poliéster-algodão (50/50) foi submetido a um tratamento térmico de 5 minutos a 170°C. Esse tecido foi depois condicionado por 24 horas (23 ± 2°C, 60 ± 5% de umidade relativa).
As medições de hidrofilia são dadas pelo teste Tegewa no qual é medido o tempo de absorção de uma gota de água depositada na superfície do tecido. Quanto menor for o tempo, mais hidrofílico será o tecido.
Preparação das emulsões
Os óleos siliconados das emulsões testadas E1 a E7 possuem a seguinte estrutura: Me3SiO(SiOMe)x(SiC)Me JySiMe3
O número de unidades de repetição D e de unidades de repetição aminadas dos óleos utilizados está indicado na tabela I.
As emulsões são preparadas utilizando-se um método de emulsificação por inversão, e têm a seguinte composição: 20 g de óleo siliconado testado, 8 g de tensoativo (álcool graxo com C13E6), uma quantidade de ácido acético glacial estequiometricamente necessária à neutralização da amina e o complemento a 100 g com água.
Tabela I
Emulsão Y X Exemplos E1 100 0,5 E2 100 1 E3 100 2 E4 100 4 E5 250 2,5 Contra-exemplos E6 350 9 E7 450 16,5
As avaliações foram realizadas em têxteis tratados a 0,6% em peso de óleo siliconado. As emulsões são aplicadas sobre o tecido por fulardagem.
As propriedades dos tecidos tratados com as diferentes emulsões E1 a E7 foram avaliadas e comparadas entre elas por série. Os resultados obtidos para cada série não são valores absolutos mas valores relativos comparáveis dentro da mesma série.
Primeira série.
Emulsão Não amarelamento E1 52,7 Ε2 53,2 Ε3 52,1 Ε4 53,9 Controle 54,2
Esta série evidencia o não amarelamento dos tecidos tratados com uma emulsão à base de óleos siliconados de acordo com a presente invenção; de fato, o índice de branco é próximo do de um tecido não tratado.
Segunda série
Emulsão Toque Hidrofilia(s) E1 3 6,5 E2 6 7 E3 10 8,5 E5 7 9,7 E6 11 15,8 E7 12 17,9
Esta segunda série evidencia as propriedades hidrofílicas e amaciantes dos óleos de acordo com a presente invenção.
Terceira série
Emulsão Toque Hidrofilia(s) E1 1 6,1 E3 6 7,4 E4 4 8,5 E7 8 18,5
Esta série, como a anterior, evidencia as propriedades hidrofílicas e amaciantes dos óleos de acordo com a presente invenção.
Claims (9)
1. MÉTODO DE TRATAMENTO DE MATÉRIAS TÊXTEIS COM POLIORGANOSSILOXANOS, que confere um toque macio, uma ausência de amarelamento e uma boa hidrofilia, caracterizado pelo fato das matérias têxteis serem colocadas em contato com uma composição que compreende pelo menos um poliorganossiloxano linear, cíclico ou tridimensional de fórmula (I): <formula>formula see original document page 14</formula> na qual: (1) os símbolos Z, idênticos ou diferentes, representam R11 e/ou V; (2) os símbolos R11 R2 e R3, idênticos ou diferentes, representam um radical hidrocarbonado monovalente escolhido entre os radicais alquilas lineares ou ramificados com 1 a 4 átomos de carbono, os radicais alcóxi lineares ou ramificados com 1 a 4 átomos de carbono, um radical fenila e, de preferência, um radical hidróxi, um radical etóxi, um radical metóxi ou um radical metila; (3) os símbolos V, grupos funcionais idênticos ou diferentes e/ou diferentes, representam um grupo com função(ões) piperidinila(s), impedida(s) estericamente escolhido entre: <formula>formula see original document page 14</formula> <formula>formula see original document page 15</formula> (III) para os grupos de fórmula (II): <formula>formula see original document page 15</formula>(II) • R é um radical hidrocarbonado bivalente escolhido entre: • os radicais alquilenos lineares ou ramificados, com 2 a 18 átomos de carbono; · os radicais alquileno-carbonila cuja parte alquileno linear ou ramificada comporta de 2 a 20 átomos de carbono; • os radicais alquileno-ciclohexileno cuja parte alquileno linear ou ramificada comporta de 2 a 12 átomos de carbono e a parte ciclohexileno comporta um grupo OH e eventualmente 1 ou 2 radicais alquilas com 1 a 4 átomos de carbono; • os radicais de fórmula -R7-O-R7 na qual os radicais R7 idênticos ou diferentes representam radicais alquilenos com 1 a 12 átomos de carbono; • os radicais de fórmula -R7-O-R7 na qual os radicais R7 possuem os significados indicados anteriormente (idênticos ou diferentes indicados anteriormente) e um deles ou os dois são substituídos por um ou dois grupo(s) -OH; • os radicais de fórmula -R7-COO-R7 na qual os radicais R7 possuem os significados indicados anteriormente; • os radicais de fórmula -R8-O-R9-O-CO-R8 na qual os radicais R8 e R9 idênticos ou diferentes, representam radicais alquilenos com 2 a 12 átomos de carbono e o radical R9 é eventualmente substituído por um radical hidroxila; • U representa um radical -O- ou -NR10-, sendo que R10 é um radical escolhido entre um átomo de hidrogênio, um radical alquila linear ou ramificado que comporta de 1 a 6 átomos de carbono e um radical bivalente de fórmula: <formula>formula see original document page 16</formula> na qual R4 possui o significado indicado anteriormente, R5 e R6 possuem os significados indicados a seguir e R11 representa um radical bivalente alquileno, linear ou ramificado, com 1 a 12 átomos de carbono, sendo que uma das ligações de valência (o de R11) está ligada ao átomo de -NR10-, e o outro (o de R4) está ligado a um átomo de silício; * os radicais R5 são idênticos ou diferentes, escolhidos entre os radicais alquilas linear ou ramificado com 1 a 3 átomos de carbono e o radical fenila; * o radical R6 representa um radical hidrogênio ou o radical R5 ou O.; para os grupos de fórmula (III) <formula>formula see original document page 16</formula> R'4 é escolhido entre um radical trivalente de fórmula: <formula>formula see original document page 17</formula> em que m representa um número de 2 a 20, e um radical trivalente de fórmula: <formula>formula see original document page 17</formula> em que ρ representa um número de 2 a 20; • U' representa -O- ou NR12-, sendo que R12 é um radical escolhido entre um átomo de hidrogênio, um radical alquila linear ou ramificado que comporta de 1 a 6 átomos de carbono; • R5 e R6 possuem os mesmos significados que os dados a respeito da fórmula (II), e (4) - o número de unidades de repetição nSi sem grupo V está compreendido entre 10 e 450, - o número de unidades de repetição_aSi com um grupo V está compreendido entre 1 e 5, - 0 < w< 10 e 8 <y <448.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do número de unidades de repetição n.Si sem grupo V estar compreendido entre 50 e 250, e do número de unidades de repetição r]Si com um grupo V estar compreendido entre 1 e 3.
3. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 a2, caracterizado pelo fato do poliorganossiloxano de fórmula (I) ser linear.
4. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de V ser escolhido entre os grupos funcionais de fórmula (II).
5. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato da composição que contém o poliorganossiloxano estar em forma líquida.
6. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato da composição que contém o poliorganossiloxano em forma líquida ser uma emulsão aquosa.
7. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato do dito método ser utilizado em uma matéria tecida, tricotada ou não tecida, em que a dita matéria é pelo menos intrinsecamente hidrofílica.
8. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato da matéria tratada ser à base de algodão, linho, lã, viscose, rayon, cânhamo, seda ou de uma mistura dessas matérias.
9. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato da quantidade de poliorganossiloxano depositada na matéria têxtil tratada corresponder a uma quantidade compreendida entre 0,1 e 2% em peso em relação ao peso da matéria têxtil seca tratada.
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