EP1325187A1 - Traitement de matieres textiles avec des polyorganosiloxanes - Google Patents

Traitement de matieres textiles avec des polyorganosiloxanes

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EP1325187A1
EP1325187A1 EP01976352A EP01976352A EP1325187A1 EP 1325187 A1 EP1325187 A1 EP 1325187A1 EP 01976352 A EP01976352 A EP 01976352A EP 01976352 A EP01976352 A EP 01976352A EP 1325187 A1 EP1325187 A1 EP 1325187A1
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EP
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radical
radicals
formula
carbon atoms
linear
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EP01976352A
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Josette Chardon
Philippe Olier
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Elkem Silicones France SAS
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Rhodia Chimie SAS
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    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
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    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
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    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/50—Modified hand or grip properties; Softening compositions

Description

TRAITEMENT DE MATIERES TEXTILES AVEC DES POLYORGANOSILOXANES
La présente invention concerne un procédé de traitement de matières textiles apportant à la fibre textile une bonne hydrophilie une absence de jaunissement et un toucher doux à la main, c'est-à-dire des propriétés de douceur.
Différentes approches sont décrites dans l'art antérieur pour obtenir des traitements adoucissants textiles. Le document US 4 409 267 décrit par exemple l'utilisation d'un polyorganosiloxane mixte porteur d'une part de fonction(s) amine(s) primaire(s) ou secondaire(s) substituée(s) par exemple par des restes renfermant un groupe OH ou O-alkyle, et d'autre part de fonction(s) polyoxyde(s) d'alkylène(s) comme additif d'une composition pour le traitement de matières textiles. Le document EP 546 231 décrit une autre approche via l'utilisation d'un polyorganosiloxane porteur de motif(s) de formule Si - (CH2)y - (OCH2)y' - CH (OH) CH2 - N (CH2CH2OH)2 où y est compris entre 2 et 8 et y' est égal à 0 ou 1.
La déposante a également proposé des solutions décrites notamment dans EP 659 930 et FR 2,745,825. EP 659 930 décrit des adoucissants textiles à base de silicone comprenant de 2 à
1600 atomes de silicium, portant un à cent motifs aminés encombrés stériquement et éventuellement d'autres motifs tels que par exemple des radicaux alkyles de 5 à 20 atomes de carbone ou des radicaux -(CH2)p-COO-R.
FR 2,745,825 décrit des adoucissants textiles à base de silicone portant au moins un motif aminé encombré stériquement et au moins un radical de type polyether de formule (CH2)n - (OCH2CH2)α(OCH2CHCH3)β - OR.
Ces approches ont conduit à la préparation de silicones dans lesquelles les propriétés adoucissantes sont apportées au textile notamment par la présence de fonctions aminées, et les propriétés hydrophiles sont apportées notamment par la présence de fonctions polaires telles que des fonctions de type polyether, ces dernières compensant au moins partiellement la perte d'hydrophilie du matériau traité avec de la silicone. Il est à noter en outre que la préparation de ces produits utilise des voies de synthèses relativement complexes et donc peu viables économiquement.
A présent, la déposante a trouvé de manière inattendue que des composés silicones présentent des avantages remarquables par rapport aux autres composés connus de l'art antérieur. En effet, la déposante a mis au point un nouveau procédé de traitement textile utilisant des huiles silicones adoucissantes, hydrophiles et non jaunissantes portant des fonctions aminées encombrées stériquement. Cette approche innovante consiste à apporter la douceur et l'absence de jaunissement au matériau textile par un traitement avec une huile silicone portant une fonction aminée encombrée, sans masquer l'hydrophilie intrinsèque du matériau textile traité.
Un autre avantage du procédé de traitement textile selon la présente invention provient du fait que celui-ci peut être mis en œuvre avec un polyorganosiloxane de préparation facile industriellement et stable au stockage.
Un autre avantage du procédé de traitement textile selon la présente invention provient du traitement aisé de la composition contenant le polyorganosiloxane selon l'invention pour son application sur les matières à traiter.
Il a donc maintenant été trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé de traitement de matières textiles pour leur apporter un toucher doux, une absence de jaunissement et une bonne hydrophilie, dans lequel les matières textiles sont mises en contact avec une composition comprenant au moins un polyorganosiloxane linéaire, cyclique ou tridimensionnel de formule (I):
dans laquelle :
(1) les symboles Z, identiques ou différents, représentent R1, et/ou V;
(2) les symboles R1, R2 et R3, identiques et/ou différents, représentent un radical hydrocarboné monovalent choisi parmi les radicaux alkyles linéaires ou ramifiés ayant de 1 à 4 atomes de carbone, les radicaux alkoxy linéaires ou ramifiés ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical phényle et, de préférence un radical hydroxy, un radical éthoxy, un radical méthoxy ou un radical méthyle;
(3) les symboles V, groupements fonctionnels identiques et/ou différents, représentent un groupement à fonction(s) pipéridinyle(s) stériquement encombrée(s) choisi parmi : ou
Pour les groupements de formule (II) :
R4 est un radical hydrocarboné divalent choisi parmi :
* les radicaux alkylènes linéaires ou ramifiés, ayant 2 à 18 atomes de carbone;
* les radicaux alkylène-carbonyle dont la partie alkylène linéaire ou ramifiée, comporte 2 à 20 atomes de carbone;
* les radicaux alkylène-cyclohexylène dont la partie alkylène linéaire ou ramifiée, comporte 2 à 12 atomes de carbone et la partie cyclo- hexylène comporte un groupement OH et éventuellement 1 ou 2 radicaux alkyles ayant 1 à 4 atomes de carbone;
* les radicaux de formule -R7 - O - R7 dans laquelle les radicaux R7 identiques ou différents représentent des radicaux alkylènes ayant 1 à 12 atomes de carbone;
* les radicaux de formule -R7 - O - R7 dans laquelle les radicaux R7 ont les significations indiquées précédemment et l'un d'entre eux ou les deux sont substitués par un ou deux groupement(s) -OH; * les radicaux de formule -R7 - COO - R7 dans laquelle les radicaux R7 ont les significations indiquées précédemment;
* les radicaux de formule -R8 -O -R9 - O-CO-R8 dans laquelle les radicaux R8 et R9 identiques ou différents, représentent des radicaux alkylènes ayant 2 à 12 atomes de carbone et le radical R9 est éventuellement substitué par un radical hydroxyle;
* U représente -O- ou -NR10-, R10 étant un radical choisi parmi un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié comportant 1 à 6 atomes de carbone et un radical divalent de formule :
dans laquelle R4 a la signification indiquée précédemment, R5 et R6 ont les significations indiquées ci-après et R11 représente un radical divalent alkylène, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 12 atomes de carbone, l'un des liens valentiels (celui de R11) étant relié à l'atome de -NR10-, l'autre (celui de R4) étant relié à un atome de silicium; les radicaux R5 sont identiques ou différents, choisis parmi les radicaux alkyles linéaires ou ramifiés ayant 1 à 3 atomes de carbone et le radical phényle; le radical R6 représente un radical hydrogène ou le radical R5 ou O».
Pour les groupements de formule (III) :
* R'4 est choisi parmi un radical trivalent de formule :
— (CH,) CH
'm \
\CO où m représente un nombre de 2 à 20, et un radical trivalent de formule :
— (CH2) -NH-{ N
où p représente un nombre de 2 à 20; * U' représente -O- ou NR12-, R12 étant un radical choisi parmi un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié comportant 1 à 6 atomes de carbone;
* R5 et R6 ont les mêmes significations que celles données à propos de la formule (II); et (4) - le nombre de motifs Si sans groupement V est compris entre 10 et 450,
- le nombre de motifs jSi avec un groupement V est compris entre 1 et 5
- 0 < w <_10 et 8 < y < 448
Avantageusement, au moins une des huiles silicones sélectionnées pour le traitement textile est telle que le nombre de motifs jjSi sans groupement V est compris entre 50 et 250, et le nombre de motifs jjSi avec un groupement V est compris entre 1 et 3.
L'huile silicone utilisée dans le cadre de l'invention ne nécessite notamment pas la présence d'autres fonctions pour apporter des propriétés hydrophiles au matériau textile traité. Toutefois, si on souhaite obtenir une hydrophilie supérieure à celle intrinsèque au matériau avant traitement, l'huile silicone utilisée peut contenir d'autres fonctions favorisant cette propriété.
Selon un mode préféré du procédé de l'invention, le polyorganosiloxane de formule
(I) mis en œuvre est linéaire.
Selon un autre mode préféré, le groupement fonctionnel V du polyorganosiloxane de formule (I) mis en œuvre est choisi parmi les groupements fonctionnels de formule (II). Quelle que soit la constitution choisie pour la composition contenant le polyorganosiloxane, le procédé de traitement peut être mis en œuvre sur des matières de forme tissée, non tissée ou tricotée. Les fibres de ces matières sont au moins partiellement hydrophiles, et cette hydrophilie est conservée après traitement à la silicone selon l'invention nonobstant la nature hydrophobe de son squelette.
Les matières au moins partiellement hydrophiles peuvent être notamment constituées ou à base de coton, lin, laine, viscose, rayonne, chanvre, soie ou d'un mélange de ces matières. Ces matières peuvent être éventuellement mélangées avec d'autres matières peu ou non hydrophiles telles que le polyester (par exemple mélange coton-polyester), la kératine, polypropylène, polyéthylène, polyuréthanne, polyamide, acétate de cellulose.
La composition contenant le polyorganosiloxane peut être préparée sous de nombreuses formes : liquide, gazeuse ou solide. Dans le cas d'une préparation liquide de la composition, celle-ci sera avantageusement aqueuse soit sous forme de solution, dispersion ou d'émulsion.
De préférence, la composition est préparée sous forme d'émulsion aqueuse. Toutefois, la composition selon le procédé de l'invention peut être également utilisée en solution dans un solvant organique.
Les émulsions aqueuses sont généralement à base d'un mélange d'huile et d'eau, et sont préparées selon les méthodes classiques bien connues de l'homme du métier en utilisant des agents tensioactifs. Par exemple, les émulsions peuvent se faire par les méthodes dites directes ou par inversion. Leur réalisation est aisée et ne nécessite pas l'utilisation d'appareillage à haute vitesse d'agitation. Un appareillage à vitesse normale d'agitation peut-être utilisé.
En général, les émulsions aqueuses préparées en accord avec l'invention contiennent de préférence entre 20 et 90% en poids d'eau par rapport à la masse totale des constituants de l'émulsion. Pour une meilleure application, les émulsions préparées en accord avec l'invention sont de préférence diluées pour contenir entre 95 et 99.5% en poids d'eau, par rapport au poids total de l'émulsion. Ces émulsions s'avèrent stables à température ambiante.
L'application du polyorganosiloxane selon l'invention sur les matières à traiter peut être effectuée sous des formes très diverses. Les applications peuvent être réalisées par immersion, enduction, pulvérisation, impression, "foulardage" (padding en anglais), ou par tout autre moyen existant. Par exemple, lorsque l'étoffe est traitée par une composition aqueuse contenant un polyorganosiloxane selon l'invention, on fait subir à ladite étoffe un traitement thermique pour chasser rapidement l'eau sous forme de vapeur.
La quantité de polyorganosiloxane déposée sur la matière à traiter varie selon la constitution et la fabrication de ladite matière. Les applications des compositions et notamment des émulsions aqueuses sur les matières traitées sont réalisées de telle sorte que l'augmentation de poids de la matière traitée n'excède pas 0.1 à 20% en poids par rapport au poids de la matière avant traitement. En général, les meilleurs résultats ont été observés avec une quantité de polyorganosiloxane comprise entre 0.1 et 2% en poids par rapport au poids de la matière à traiter.
Les polyorganosiloxanes précédemment définis peuvent être préparés selon différents procédés; par exemple : distribution ou hydrosilylation.
Exemples.
Les exemples ci-dessous illustrent les propriétés des huiles silicones selon l'invention.
Les huiles sont testées en application sous forme d'émulsion aqueuse et les mesures d'hydrophilie, de non-jaunissement et d'évaluation du toucher sont effectuées selon les tests décrits ci-dessous.
D Mesure de non-jaunissement (indice de blanc).
L'évaluation du jaunissement est réalisée par la mesure de la couleur du tissu (tissu éponge coton blanc au départ) après imprégnation avec l'huile silicone et traitement thermique 9 minutes à 150 °C.
La mesure de couleur est faite sur un Sprectrophotocolorimètre ACS Sensor II commercialisé par la société Datacolor. Les conditions de mesure sont l'emploi de l'illuminant D65, reproduisant la lumière du jour. A partir de la mesure de la couleur de l'échantillon de tissu, l'appareil calcule les valeurs de différents indices de blanc et de jaune, parmi lesquels nous utilisons l'indice de blanc CIE. α Test de toucher.
Après application de l'huile, le tissu éponge coton est séché à l'air ambiant pendant 24 heures. Après un traitement thermique 1 minute 30 à 150 °C, le tissu est placé 24 heures en conditionnement ( 23 ± 2°C, 50 + 5 % d'humidité relative). L'évaluation de la douceur se fait par un groupe de testeurs à qui on demande de classer les échantillons de tissu du plus rêche (note minimum = 1) au plus doux (note maximum = nombre total d'échantillons).
α Mesure d'hvdrophilie. Après application de l'huile, le tissu polyester-coton (50/50) subit un traitement thermique de 5 minutes à 170°C. Il est ensuite conditionné 24 heures ( 23 ± 2 °C, 60 ± 5 % humidité relative).
Les mesures d'hydrophilie sont données par le test TEGEWA dans lequel on mesure le temps d'absorption d'une goutte d'eau déposée à la surface du tissu. Plus le temps est court, plus le tissu est hydrophile.
π Préparation des émulsions.
Les huiles silicones des émulsions testées E1 à E7 ont pour structure :
Le nombre de motifs D et de motifs aminés des huiles utilisées est précisé dans le tableau I.
Les émulsions sont préparées en mettant en œuvre une méthode d'émulsification par inversion, et ont la composition suivante: 20 g d'huile silicone testée, 8 g de tensioactif (alcool gras en C13E6), une quantité d'acide acétique glacial stoechiométriquement nécessaire à la neutralisation de l'aminé et le complément à 100g avec de l'eau.
Tableau I.
Les évaluations ont été réalisées sur des textiles traités à 0,6% en poids d'huile silicone. Les émulsions sont appliquées sur le tissu par foulardage.
Les propriétés des tissus traités avec les différentes émulsions E1 à E7 ont été évaluées et comparées entre elles par série. Les résultats obtenus pour chaque série ne sont pas des valeurs absolues mais des valeurs relatives comparables au sein d'une même série.
Première série.
Cette série met en évidence le non-jaunissement des tissus traités avec une emulsion à base d'huiles silicones selon l'invention; en effet, l'indice de blanc est voisin de celui d'un tissu non traité. Deuxième série.
Cette série met en évidence les propriétés hydrophiles et adoucissantes des huiles selon l'invention.
Troisième série.
Cette série, comme la précédente, met en évidence les propriétés hydrophiles et adoucissantes des huiles selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de matières textiles apportant un toucher doux, une absence de jaunissement et une bonne hydrophilie auxdites matières textiles, dans lequel les matières textiles sont mises en contact avec une composition comprenant au moins un polyorganosiloxane linéaire, cyclique ou tridimensionnel de formule (I):
dans laquelle :
(1 ) les symboles Z, identiques ou différents, représentent R1 , et/ou V;
(2) les symboles R , R et R , identiques et/ou différents, représentent un radical hydrocarboné monovalent choisi parmi les radicaux alkyles linéaires ou ramifiés ayant de 1 à 4 atomes de carbone, les radicaux aikoxy linéaires ou ramifiés ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical phényle et, de préférence un radical hydroxy, un radical éthoxy, un radical méthoxy ou un radical méthyle;
(3) les symboles V, groupements fonctionnels identiques et/ou différents, représentent un groupement à fonction(s) pipéridinyle(s) stériquement encombrée(s) choisi parmi :
ou
Pour les groupements de formule (II) :
* R4 est un radical hydrocarboné divalent choisi parmi :
* les radicaux alkylènes linéaires ou ramifiés, ayant 2 à 18 atomes de carbone;
* les radicaux alkylène-carbonyle dont la partie alkylène linéaire ou ramifiée, comporte 2 à 20 atomes de carbone;
* les radicaux alkylène-cyclohexylène dont la partie alkylène linéaire ou ramifiée, comporte 2 à 12 atomes de carbone et la partie cyclo- hexylène comporte un groupement OH et éventuellement 1 ou
2 radicaux alkyles ayant 1 à 4 atomes de carbone;
* les radicaux de formule -R7 - O - R7 dans laquelle les radicaux R7 identiques ou différents représentent des radicaux alkylènes ayant 1 à 12 atomes de carbone; * les radicaux de formule -R7 - O - R7 dans laquelle les radicaux R7 ont les significations indiquées précédemment et l'un d'entre eux ou les deux sont substitués par un ou deux groupement(s) -OH;
* les radicaux de formule -R7 - COO - R7 dans laquelle les radicaux R7 ont les significations indiquées précédemment; * les radicaux de formule -R8 -O -R9 - O-CO-R8 dans laquelle les radicaux R8 et R9 identiques ou différents, représentent des radicaux alkylènes ayant 2 à 12 atomes de carbone et le radical R9 est éventuellement substitué par un radical hydroxyle;
* U représente -O- ou -NR10-, R10 étant un radical choisi parmi un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié comportant 1 à 6 atomes de carbone et un radical divalent de formule : dans laquelle R4 a la signification indiquée précédemment, R5 et R6 ont les significations indiquées ci-après et R11 représente un radical divalent alkylène, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 12 atomes de carbone, l'un des liens valentiels (celui de R11) étant relié à l'atome de -NR10-, l'autre (celui de R4) étant relié à un atome de silicium; les radicaux R5 sont identiques ou différents, choisis parmi les radicaux alkyles linéaires ou ramifiés ayant 1 à 3 atomes de carbone et le radical phényle; le radical R6 représente un radical hydrogène ou le radical R5 ou O».
Pour les groupements de formule (III) :
R'4 est choisi parmi un radical trivalent de formule : /CO —
/
-(« m— CH m T co — où m représente un nombre de 2 à 20, et un radical trivalent de formule :
où p représente un nombre de 2 à 20;
* U' représente -O- ou NR12-, R12 étant un radical choisi parmi un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié comportant 1 à 6 atomes de carbone; * R5 et R6 ont les mêmes significations que celles données à propos de la formule (II); et
(4) - le nombre de motifs Si sans groupement V est compris entre 10 et 450,
- le nombre de motifs nSi avec un groupement V est compris entre 1 et 5,
- 0 < w < 0 et 8 < y < 448.
2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le nombre de motifs nSi sans groupement V est compris entre 50 et 250, et le nombre de motifs Si avec un groupement V est compris entre 1 et 3.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le polyorganosiloxane de formule (I) est linéaire.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que V est choisi parmi les groupements fonctionnels de formule (II).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la composition contenant le polyorganosiloxane est sous forme liquide.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que la composition contenant le polyorganosiloxane sous forme liquide est une emulsion aqueuse.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dit procédé est mis en œuvre sur une matière tissée, tricotée ou non tissée, la dite matière étant au moins intrinsèquement hydrophile.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière traité est à base de coton, lin, laine, viscose, rayonne, chanvre, soie ou d'un mélange de ces matières.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de polyorganosiloxane déposée sur la matière textile traitée correspond à une quantité comprise entre 0,1 et 2% en poids par rapport au poids de la matière textile sèche traitée.
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