ES2201953T3 - Dispersion acuosa de copolimero para el tratamiento del cuero. - Google Patents
Dispersion acuosa de copolimero para el tratamiento del cuero.Info
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Abstract
Una dispersión acuosa de un copolímero que tiene un peso molecular promedio de entre 2.000 y 100.000, y formado entre más del 10% en peso y menos del 50% en peso de un monómero de ácido acrílico o ácido metacrílico y entre más del 50% en peso y menos del 90% en peso de al menos uno de los siguientes monómeros hidrófobos: C10-22 alquil (met)acrilatos, C8-22 alcoxi- o C6-12 alquil fenoxi- poli (etileno oxido)(met)acrilatos, C12-22 alcanos primarios, y esteres de vinilo de ácidos C12-22 alquil carboxilico útiles en un proceso para el tratamiento del cuero.
Description
Dispersión acuosa de copolímero para el
tratamiento del cuero.
Esta invención tiene que ver con una dispersión
acuosa de un copolímero útil en un proceso para el tratamiento del
cuero.
El tratamiento de los pellejos y de las pieles
para formar el cuero envuelve un número interdependiente de
operaciones químicas y mecánicas. Estas operaciones pueden ser
divididas dentro de secuencias de pasos finales húmedos seguidos de
una secuencia de pasos secos. Un proceso típico de fabricación de
cuero envuelve la siguiente secuencia de pasos húmedos finales:
recortes y clasificación, remojo, descarnado, despellejado, cebado,
seleccionado, curtido, empapado, dividido y afeitado, recurtido,
coloreado, fatliquoring y exposición. Estos pasos húmedos finales
son seguidos de una secuencia de pasos secos como secado,
acondicionamiento, apilado, pulido, terminado, lacado, medida y
gradación. Una descripción de cada una de estas operaciones puede
ser encontrada en Datos del Cuero, Curtidores de Nueva
Inglaterra (1972).
Los copolímeros de la presente invención son
útiles para las operaciones de finalizado húmedas que tienen lugar
después del curtido primario; conocidas como recurtido y
fatliquoring. El objeto del curtido primario es el convertir el
pellejo o la piel en un material estable no dañable. Esto se
consigue convirtiendo fibras de colágeno de deshecho en la piel o
pellejo en un producto estable que es no putrescible o en otras
palabras que no se pudra. Además, el curtido mejora una serie de
propiedades de la piel o pellejo, como por ejemplo, la estabilidad
dimensional, resistencia a la abrasión, resistencia a los productos
químicos y al calor, mejora la flexibilidad, y la posibilidad de
resistir repetidos ciclos de mojado y secado. El procedimiento
principal usado para curtir pellejos y pieles es conocido como
"curtido de cromo". Este procedimiento emplea un sulfato de
cromo básico, a menudo referido como "cromo" para simplificar,
que es preparado mediante la reacción de una sal de cromo, como el
bicromato sódico, con un azúcar como base y ácido sulfúrico. El
cromo penetra en la piel produciendo un color verde azulado. El
cambio de color se utiliza para calcular el grado de penetración o
el grado de curtido. Además, la temperatura de encogimiento se
utiliza para medir la constante y el grado de curtido. El cuero no
curtido se encogerá significativamente cuando es sometido a agua
caliente, como por ejemplo agua a 140ºF, mientras que el cuero
apropiadamente curtido con cromo puede soportar más altas
temperaturas, como por ejemplo 212ºF (100ºC) en agua, sin encogerse.
Para una descripción del curtido con cromo ver
US-A-4, 327, 997. Los pellejos y
pieles pueden ser también curtidos usando extractos vegetales como
por ejemplo extractos de árboles y arbustos como el quebracho,
zarzo, zumaque, cicuta, encina y pícea.
Después del curtido, el cuero es recurtido,
coloreado y fatliquored. Esta operación de tres pasos es a menudo
considerada en conjunto como un paso desde el cual las tres
operaciones pueden ser llevadas a cabo secuencialmente en batería.
El stock de curtido de cromo, también conocido como "stock
azul", retiene la mayoría de la estructura patrón irregular de la
fibra de la piel en el animal. Algunas áreas de la piel poseen una
densa estructura mientras otras porciones son poco fibrosas y otras
porciones son no deseadas por ser excesivamente finas y parecida al
papel. Ya que el curtidor tiene como función el producir una pieza
uniforme de cuero, un segundo paso de curtido, conocido como
"recurtido", se emplea para mejorar las propiedades estéticas
y físicas. Estas propiedades incluyen, por ejemplo, mejoras en la
plenitud del cuero, la ajustabilidad y la suavidad de la fibra, la
rotura, la igualación y la intensidad del tono del tinte, una mejor
uniformidad en carácter o en la flexibilidad, una mejor capacidad
de mojado y una estabilidad adicional contra el agua y la
transpiración. El recurtido puede ser logrado usando una variedad de
materiales naturales derivados incluyendo extractos de vegetales o
plantas, y agentes sintéticos de curtido conocidos como
"syntants", o combinaciones de estos. Históricamente, extractos
de los árboles y de arbustos como el quebracho, zarzo, zumaque,
cicuta, encina y pícea fueron usados como agentes de curtido. A lo
largo de los últimos 50 años muchos syntants hechos por el hombre
fueron desarrollados y estos son utilizados extensamente todavía,
especialmente para la producción de cuero suave y para la
fabricación de cueros de color blanco o tonos pastel. El recurtido
es llevado a cabo normalmente desde temperaturas de 80ºF (27ºC)
hasta 120ºF (49ºC) usando aproximadamente desde un 3 hasta un 20 por
ciento en peso del agente de recurtido sobre el peso en mojado del
cuero curtido. En algunos casos la piel debe de ser recurtida con
cromo antes del paso de recurtido regular para conseguir un
completo curtido de porciones previamente no curtidas y nivelar el
cromo especialmente en la fibra para una más uniforme coloración.
El recurtido viene a tardar del orden de 1 a 2 horas, mientras que
la secuencia del recurtido entero, coloreado y fatliquoring
normalmente puede tardar entre 4 a 6 horas. Después del recurtido la
piel es coloreada usando o bien un tipo de tinte de superficie o un
tinte penetrante. En general, tintes ácidos penetran a través de la
piel mientras los tintes básicos son usados únicamente para
colorear la superficie.
Después del recurtido y del coloreado la piel es
sometida al paso de fatliquor. El fatliquor proporciona las
propiedades deseadas de fuerza y carácter al cuero. El fatliquor
lubrica las fibras del cuero con lo que después del secado las
fibras son capaces de deslizarse encima unas de otras. Con el fin
de regular la flexibilidad del cuero, el fatliquoring contribuye
enormemente a la tensión y a la fuerza de desgarre del cuero. El
fatliquoring afecta también a lo ceñido de la rotura o en otras
palabras a la línea patrón formada cuando la superficie fibrosa es
torcida hacia dentro.
Los ingredientes básicos usados en el
fatliquoring son aceites insolubles en agua y sustancias grasas
como aceites sin refinar y sulfatados y aceites sulfitados.
Típicamente el tanto por ciento de peso en cuero del aceite de licor
de grasa se mueve en el rango de desde el 3 al 10 por ciento. La
manera en la cual el aceite es distribuida a través del cuero
afecta a las características del cuero y por consiguiente a las
operaciones finales. Para conseguir un recubrimiento de aceite
uniforme a lo largo de la superficie de las fibras del cuero es
necesario diluir el aceite con un disolvente orgánico o
preferiblemente dispersar el aceite en un sistema acuoso usando
agentes emulsionadores. Ver Manual Técnico del Cuero, J.H.
Sharphouse, Asociación de productores del Cuero (1971) capítulos 21
al 24.
Mientras que las técnicas dirigidas a controlar
el grado con el que la emulsión penetra el cuero antes de la rotura
y de depositarse como aceite en las fibras han sido empleadas para
conseguir cueros más blandos y más flexibles, largos periodos de
resistencia al agua o impermeabilidad no han sido satisfactoriamente
conseguidos usando solo el proceso de fatliquoring convencional.
Varias publicaciones han propuesto varios
copolímeros para el tratamiento del cuero durante el curtido y el
recurtido, particularmente como sustitutos para agentes de curtido
naturales y syntans formados a partir de resinas de fenol
formaldehído.
US-A-2205882 y
US-A-2202883 revelan el uso de
polímeros ácidos como el ácido poliacrílico; copolímeros del ácido
acrílico y ácido metacrílico; copolímeros del maleico anhidro y
estireno; copolímeros del ácido metacrílico y estireno; y metil
metacrilato hidrolizado.
US-A-2,475,886 y
US-A-2452536 muestran sulfatados
solubles en agua, copolimeros de estireno-maleico
anhidros para el curtido o el recurtido del cuero.
US-A-3103447 está
dirigida a soluciones acuosas de amonio o sales de aminas ácidas que
contienen copolímeros para la impregnación de cueros con el fin de
conseguir las propiedades asociadas con el cuero recurtido como
pueda ser la mejora de roturas, resistencia a la abrasión y completa
sustancia. Los copolímeros se muestran insolubles en agua cuando se
encuentran en su forma ácida, pero solubles cuando se encuentran
como sal, forma en la cual son utilizadas. Los copolímeros son
formados a partir de los ácidos insaturados polimerizables
monoetilenicales como el ácido acrílico o el ácido metacrílico, con
ésteres como ésteres saturados de alcoholes alifáticos monohídricos
del ácido acrílico o metacrílico obtenidos a partir del
ciclohexanol, alcanoles con átomos de Carbono en un rango de 1 a 18
o vinil ésteres de ácidos grasos con átomos de Carbono en un rango
de 1 a 18 como el vinil acetato, vinil laurato y vinil estearato.
Los copolímeros preferidos son aquellos formados a partir del 5 al
35 por ciento en peso del ácido acrílico o metacrílico y del 95 al
65 por ciento en peso en éster. Los copolímeros específicos
ilustrados incluyen aquellos formados a partir del 85 por ciento en
peso del etil acrilato y 15 por ciento en peso del ácido
metacrílico; 66 por ciento en peso del butil acrilato y 34 por
ciento en peso del ácido acrílico; 60 por ciento en peso del metil
acrilato, 25 por ciento en peso de 2-etilhexil
acrilato y 15 por ciento en peso del ácido metacrílico.
US-A-3231420 está
dirigido a un proceso de impregnación del cuero con copolímeros
insolubles en agua para preparar el cuero para el proceso final.
Este proceso se muestra para mejorar la resistencia a la rotura,
proveer completa sustancia, mejorar la abrasión y la resistencia a
las rozaduras; propiedades típicamente alcanzadas con el recurtido.
Los copolímeros usados están formados a partir de (a) 3.5 a 18.5
por ciento en moles de un ácido seleccionado del ácido acrílico,
ácido metacrílico y ácido itacónico (b) a partir de 1.5 a 8 por
ciento en moles de al menos un éster de ácido (met)acrílico
y un alcohol saturado monohídrico que contenga de 8 a 18 átomos de
carbono (c) a partir de 10.5 a 43 por ciento en moles de metil, etil
o isobutil metacrilato, y (d) a partir de 47 a 84.5 por ciento en
moles de un éster del ácido acrílico con un alcohol saturado
monohídrico que contenga de 1 a 14 átomos de carbono; la
concentración total de (a) más (c) siendo de 15 a 45 en tanto por
ciento en moles, y la relación de (b) con (c) siendo desde 1:3.3
hasta 1:6.7. El copolímero, conteniendo los cuatro ingredientes
esenciales, es formulado en un solvente orgánico como puedan ser
alcoholes, cetonas, ésteres, hidrocarburos y hidrocarburos clorados
o mezclas de estos, siendo una preferencia los hidrocarburos
hidrófobos y hidrocarburos halogenados que no hinchan el cuero y que
además permiten la impregnación.
US-A-3945792 está
dirigido a un proceso para el cuero curtido llenado usando no
sustituidos o sustituidos homo- o co-polímeros del
ácido acrílico que son solubles en agua en una mezcla a la que se
añade una cola de proteína en la relación de polímero a cola de
proteína de 1:12 a 12:1.
US-A-4314802
muestra un proceso de curtido del cuero llevado a cabo en múltiples
pasos. El primer paso usa una solución acuosa o dispersión de un
copolímero conteniendo al menos 50 por ciento de ácido acrílico o
metacrílico con una opcional, menor cantidad de un alquíl éster de
(met)acrílico ácido o de un sulfatado, aceite seco
insaturado. El segundo paso usa un compuesto de curtido de
zirconio.
US-A-4345006 está
dirigido a procedimientos para tratar el cuero curtido con una
resina de acrilato hidrófilo en una dispersión acuosa. El acrilato
hidrófilo es una película formada de un copolímero formado por un
60 a 80 por ciento en peso de un éster de (met-) acrilato teniendo
una temperatura de transición vítrea (Tg) menor de 0ºC como por
ejemplo el etil acrilato; de 10 a 20 por ciento de un hidroxialquil
éster de ácido (met) acrílico; 1 a 10 por ciento en peso de un
compuesto polimerizable aniónico como el itacónico, maléico,
fumárico, crotónico, acrílico o ácido metacrílico, preferiblemente
en la forma de metal alcalino soluble en agua o de sal amónica; 0.2
a 0.5 en tanto por ciento en peso de al menos un monómero
entrecruzado; y de 0 a 2.5 en tanto por ciento en peso de
(met)acrilamida. El componente predominante (met) acrilato
que tiene un valor bajo de Tg es generalmente descrito como un éster
de alcoholes, preferiblemente alcanoles, conteniendo de 2 a 18
átomos de carbono. Las composiciones son películas hidrofílicas que
forman recubrimientos con bajo contenido en monómeros de ácido
funcional (por ejemplo 10 a 20 en tanto por ciento en peso de un
monómero funcional hidroxi) útiles como agentes de recurtido, pero
no revelados como sustitutos para el fatliquoring o como parte del
tratamiento de impermeabilización.
US-A-4526581 está
dirigido al proceso de curtido o recurtido usando copolímeros del
ácido metacrílico de un estrecho rango de pesos moleculares. Los
copolímeros contienen al menos el 5 por ciento en moles de una
pequeña cadena (C_{1}-C_{4}) de alcohol éster
del ácido acrílico. La combinación del ácido metacrílico y la
pequeña cadena del comonómero de alcohol éster es indicado ya que
proporciona propiedades no esperadas, como por ejemplo una
sustancial resistencia de la fibra a la rotura y decurtido.
Además un número de publicaciones han apuntado
por separado el problema de fabricar cuero tratado más resistente al
agua o completamente impermeable. Alguna de estas publicaciones
intentan hacer la superficie del cuero menos hidrofílica por medio
de una reacción química con cromo u otros agentes minerales de
curtido en el cuero, o por múltiples tratamientos usando ácidos y
sales de metales polivalentes.
US-A-2968580
muestra la impregnación del cuero con una solución acuosa de sales
de ésteres de ácido teniendo al menos dos sales que formen grupos
acil, secando el cuero, y entonces reaccionando el ácido con una sal
compleja de un metal polivalente miscible en agua.
US-A-3010780 usa
un agente de curtido mineral para formar un complejo con derivados
de ácido tribásico no poliméricos o polibásicos mayores que
contienen grupos hidrófobos como por ejemplo, ácido bórico, ácido
fosfórico, ácido arsénico, ácido cítrico, ácido trimesitínico,
ácido mellítico, ácido etano-tetraacético y
parecidos.
US-A-3276891 usa
ésteres parciales y amidas parciales de ácidos policarboxílicos
alifáticos que contienen de 3 a 10 átomos de carbono y de 2 a 4
grupos de ácidos carboxílicos; ácidos policarboxílicos alifáticos
que contienen de 4 a 10 átomos de carbono o feníl o hidroxifeníl
policarboxílicos ácidos con de 2 a 6 grupos carboxílicos ácidos,
con ésteres parciales y éteres parciales de polialcoholes que
contengan de 2 a 10 átomos de carbono y al menos dos grupos hidroxi
libres y un no saturado C_{8}-C_{22} radicales
lipofílicos como impregnadores en un solvente orgánico.
La patente 265,063 de la Unión Soviética titulada
"Tratamiento Hidrófobo" muestra el uso de un hidrófobo de peso
molecular alto, que es el producto de reacción de un metal alcalino
glicolado con el estireno-maleíco anhídro o el
copolímero ácido poliacrílico, para aumentar la repulsión al
agua.
C.E. Retzche en "Un sistema acuoso destinado
para la producción de un cuero seco que se pueda limpiar y nunca
más permeable" Rev. Tech. Ind. Cir., Vol. 69, tomo 4 (1977)
apunta la dificultad en la fabricación de cueros, que han sido
tratados con syntans hidrófilos y fatliquors, resistentes al agua.
Retzche propone el uso de ciertos fosfatos que contienen polímeros
en combinación con compuestos de cromo.
US-A-4527992 está
también dirigido a un proceso para producir cueros impermeables y
pieles mediante el tratado de pellejos curtidos con un agente de
relleno seleccionado de hidrocarburos alifáticos oxidados
C_{18}-C_{26}, hidrocarburos alifáticos
oxidados y parcialmente sulfonatados
C_{18}-C_{26}, ceras
C_{32}-C_{40} oxidadas y ceras oxidadas y
parcialmente sulfonatadas C_{32}-C_{40}. Este
tratamiento con el agente de relleno es seguido por el uso de
agentes para impregnar en la forma de un metal álcali o amonio o
por sales de copolímeros de alquil aminas de bajo peso molecular en
un rango en tanto por ciento en moles de 60 a 95 de ácido
insaturado seleccionado del ácido acrílico o metacrílico y un 5 a 40
por ciento en moles de un monómero seleccionado del metil acrilato,
etil acrilato, propil acrilato, butil acrilato, acrilamida,
acrilonitrilo, metil metacrilato, etil metacrilato, propil
metacrilato, butil metacrilato, metacrilamida y metacrilonitrilo,
donde el copolímero tiene un peso molecular de desde 800 hasta
10,000. Este tratamiento es seguido por una acidificación, fijado y
finalizado.
El objeto de la presente invención incluye la
deseada provisión de un procedimiento para el tratamiento del cuero
curtido para posibilitar la mejora de las propiedades del cuero
curtido o de la deseada provisión de un proceso de mejora para el
tratamiento del cuero curtido.
Estas numerosas publicaciones, empleando varias
combinaciones de monómeros hidrófilos y hidrófobos, han demostrado
que nadie hasta este momento ha encontrado un material útil para el
tratamiento del cuero curtido en un paso para proveer de las
propiedades deseadas mediante los pasos húmedos finales del
recurtido, fatliquoring e impermeabilización.
Es otro objetivo de la invención presente el
proveer de un copolímero que pueda ser útil para el tratamiento de
cuero curtido en un paso con lo que se puedan obtener la
combinación deseada de propiedades con el recurtido húmedo final
convencional y los pasos de fatliquoring.
Es un objetivo adicional de la presente invención
el proporcionar un copolímero que pueda también mejorar la
resistencia al agua del cuero.
Es un objetivo adicional de la presente invención
el proporcionar un copolímero que pueda también mejorar la
intensidad del tinte de sombra, resistencia a la extracción con
solvente, posibilidad de lavado, e impermeabilidad del cuero la cual
reduce el tiempo de secado y la energía requerida al final del
proceso final de mojado.
\newpage
De acuerdo con la presente invención, nosotros
proporcionamos una dispersión acuosa de un copolímero como se expone
en las reivindicaciones que se acompañan. El copolímero amfifílico
seleccionado está demostrado ser un sustituto efectivo para
tratamientos en un paso para recurtidos convencionales y pasos de
fatliquoring, y otra virtud del copolímero seleccionado es que es
mostrado también para mejorar la resistencia al agua del cuero
tratado.
Las dispersiones acuosas de los copolímeros
amfifílicos insolubles en agua formados a partir de una cantidad
predominante de al menos un momómero hidrófobo y una cantidad menor
de al menos un comonómero copolimerizable hidrófilo son útiles para
el tratamiento del cuero curtido durante el proceso final húmedo
para conseguir un número de propiedades deseables estéticas y
físicas, como la de mejorar la intensidad del tinte de sombra una
resistencia al agua dinámica preferiblemente mayor de 1500 Maeser
flexes.
El copolímero amfifílico contiene ambos grupos
hidrófilos e hidrófobos. El copolímero está formado por más de un
10 por ciento en peso hasta menos de un 50 por ciento en peso,
preferiblemente desde más o menos un 15 hasta un 45 por ciento en
peso, más preferiblemente desde un 20 hasta un 40 por ciento en
peso, de al menos un monómero hidrófilo y mayor de un 50 por ciento
en peso hasta menos de un 90 por ciento en peso, preferiblemente
desde cerca de 55 hasta cerca de un 85 por ciento en peso, más
preferiblemente desde cerca de 60 hasta cerca de un 50 por ciento en
peso, de al menos un comonómero hidrófobo. El copolímero tiene un
peso medio de peso molecular desde cerca de 2000 hasta cerca de
100,000.
La selección de la concentración relativa de los
monómeros hidrófilos e hidrófobos usada para la preparación de los
copolímeros amfifílicos es el resultado del test empírico de los
copolímeros comparados con controles usando los criterios de
interpretación seleccionados u objetivos. Los ejemplos ilustrativos
presentados de aquí en adelante demuestran claramente que los
copolímeros amfifílicos comparados, preparados desde 10 por ciento
en peso de monómero hidrófilo y 90 por ciento en peso de comonómero
hidrófobo, no consiguen los objetivos de rendimiento; especialmente
el carácter y la resistencia al agua. Igualmente, cuando el
copolímero es formado con igual (50/50) concentraciones en peso del
monómero hidrófilo y monómero hidrófobo estos objetivos de
rendimiento son igualmente no conseguidos.
El monómero hidrófilo usado para preparar el
copolímero amfifílico es al menos un monómero seleccionado de ácido
acrílico y ácido metacrílico.
La selección de la naturaleza y de la
concentración del monómero hidrófilo fue hecha para conferir al
copolímero amfifílico la capacidad de ser bien dispersado en una
solución acuosa, y para ello ser preparado con sólidos de polímeros
elevados con una viscosidad manejable y rompibles sin afectar
adversamente la capacidad del copolímero de penetrar el cuero y
proveerlo con mejoras estéticas, fuerza, carácter, y resistencia al
agua.
El comonómero hidrófobo usado para preparar el
copolímero amfifílico es al menos un monómero seleccionado de
C_{12}-C_{22} alquíl acrilatos,
C_{12}-C_{22} alquíl metacrilatos;
C_{8}-C_{22} alkoxi o
C_{6}-C_{12} alquil fenoxi (óxido de
polietileno) (met) acrilatos; C_{12}-C_{22}
1-Alquenos, y vinil ésteres de
C_{12}-C_{22} ácidos alquíl carboxílicos.
Ejemplos de estos monómeros hidrófobos incluye el dodecil (met)
acrilato, pentadecil (met) acrilato, cetil (met) acrilato, estearil
(met) acrilato, eicosil (met) acrilato, vinil estearato,
nonilfenoxi (etileneoxido) 1-20 (met) acrilato,
octadeceno, hexadeceno, tetradeceno, dodeceno, y mezclas de
cualquiera de los de arriba.
Los monómeros hidrófobos preferidos buscan el
proveer al copolímero amfifílico con las mejores características de
rendimiento, particularmente en términos de resistencia al agua,
son de cadena larga (C_{12}-C_{20}) alquil
(met)acrilatos y mezclas de estos, como mezclas de
C_{16}-C_{20} alquíl metacrilatos (referidos de
aquí en adelante como "CEMA" para
cetil-eicosil metacrilato). El uso de la
terminología (met) seguido de otro término como acrilato o
acrilamida, como la usada durante esta revelación se refiere a
ambos acrilatos o acrilamidas y metacrilatos o metacrilamidas,
respectivamente.
Cantidades menores, de otros monómeros
etilenicales copolimerizables insaturados a concentraciones iguales
o menores del 50 por ciento en peso del total de la concentración
del comonómero hidrófobo, pueden ser usadas en combinación con una
cantidad predominante mayor de (50 por ciento en peso) de al menos
uno de los tipos de monómeros hidrófobos arriba mencionados. Estos
comonómeros hidrófobos adicionales han sido encontrados útiles como
diluentes para los otros comonómeros hidrófobos sin afectar
adversamente las propiedades de recurtir/fatliquor obtenidas tras
el tratamiento del cuero con el copolímero amfifílico. El uso de
estos diluentes para el monómero hidrófobo puede ser justificado
por razones económicas; aunque, mejoras en la resistencia al agua
obtenidas usando el monómero hidrófobo predominante pueden ser
sacrificadas por el uso de estos diluyentes hidrófobos. Ejemplos de
estos diluyentes comonómeros hidrófobos copolimerizables incluyen
(C_{1}-C_{7}) alquil (met) acrilatos, estireno,
alfa-metilestireno, vinilacetato, (met)
acrilonitrilo y olefinas. Cuando tales diluyentes de comonómeros
hidrófobos son usados, es preferible usar monómeros no funcionales
antes que monómeros funcionales, tales como por ejemplo monómeros
funcionales hidroxil y amida.
La cantidad efectiva de copolímero amfifílico
presente en una dispersión acuosa es al menos un 1 por ciento en
peso del cuero curtido. No hay un máximo para la cantidad de
copolímero amfifílico que puede estar presente en la dispersión, ya
que cualquier exceso añadido de copolímero a la mezcla de reacción
permanecerá sin reaccionar, y entonces reusado o desechado, después
de que el proceso ha sido completado. Generalmente, aunque, la
cantidad de copolímero amfifílico presente en la dispersión acuosa
no debería de ser más del 20% en peso del cuero curtido. Es una
cualidad preferida, el que la cantidad de copolímero amfifílico
usado en el proceso esté en el orden del 1% al 10% en peso del
cuero curtido, y la cantidad preferente es del 3% al 7% en peso del
cuero curtido.
El copolímero amfifílico puede ser preparado por
la polimerización de los monómeros hidrófilos y hidrófobos mediante
una técnica convencional. Hemos encontrado una preferencia para
conducir la polimerización en un alcohol miscible en agua tal como,
por ejemplo, tert- butanol o butil Cellsolve (Union Carbide Corp)
usando un iniciador de radicales libres insoluble en agua en una
concentración de más o menos el 0.2% en peso hasta el 5 por ciento
en peso del total de los monómeros. Ejemplos de iniciadores de
radicales libres apropiados que pueden ser usados incluyen
perésteres y azo compuestos. La polimerización es conducida
preferiblemente a unas temperaturas en el rango desde 60ºC hasta
más o menos 150ºC, preferiblemente a una temperatura de más o menos
85ºC hasta 120ºC. Los agentes de transferencia de cadena tales como
los mercaptanos, son usados para controlar el peso molecular. La
polimerización debe de ser conducida polimerizando todos los
monómeros juntos o por adición gradual de los monómeros y el
iniciador a lo largo de un periodo de 1 a 6 horas hasta que la
polimerización sea esencialmente completada (valores de conversión
mayores del 98%). La polimerización produce una concentración de
polímeros sólidos amfifílicos en solvente de cómo al menos 20% en
sólidos hasta un máximo del 75% en sólidos con una viscosidad
Brookfield de cerca de 100 hasta más o menos 1,000,000 cps.
Los copolímeros formados usando monómeros
olefínicos hidrófobos deben de ser preparados de acuerdo a los
procedimientos mostrados en
US-A-3968148 y
US-A-4009195.
Después de contactar el cuero curtido con el
copolímero amfifílico, el cuero debe de ser entonces tratado con un
agente mineral de curtido para mejorar el carácter y la resistencia
al agua del cuero. Preferiblemente, el cuero así tratado, debería
tener una resistencia dinámica al agua mayor de 15000 Maeser flexes.
Los agentes minerales de curtido preferidos incluye cranio, aluminio
y zirconio como agentes de curtido.
Los copolímeros amfifílicos mostrados en los
ejemplos ilustrativos presentados de aquí en adelante fueron hechos
de acuerdo a uno de los siguientes procesos (de A hasta D).
Proceso
A
Todas las cargas estuvieron basadas en 1000
gramos (g) de monómero. El proceso es ilustrado para hacer un
copolímero con un 40 por ciento en peso de ácido acrílico/60 por
ciento en peso de CEMA. En un matraz de fondo redondo de tres litros
y 4 cuellos equipado con un agitador, termómetro, condensador de
reflujo y en atmósfera de nitrógeno se añadieron 900 gramos de
butanol terciario. El matraz fue entonces calentado hasta 85ºC. Los
siguientes monómeros: 400 g de ácido acrílico y 600 g de
cetil-eicosil metacrilato, junto con 10 g Vazo 67
(E.I. Dupont de Nemours & Co) iniciador de radicales libres y 20
g de ácido 3-mercaptopropiónico en 165 g de agua
desionizada como agente de transferencia de cadena (CTA) fueron
añadidos regularmente en una relación constante a lo largo de dos
horas manteniendo la reacción a una temperatura de 85ºC. Durante
todo. Esto fue seguido de la adición de 1 g de Vazo 67 en 5 g de
t-butanol y la reacion fue mantenida a 85ºC. Durante
una hora adicional. La vasija de reacción fue entonces enfriada y el
producto copolímero fue vertido en una jarra. El copolímero producto
tuvo el 48.1 por ciento en peso de sólido teórico y un 51.2% en
peso de sólidos observados y un peso medio de peso molecular de
10,600 y número medio de peso molecular de 6,500.
Proceso
B
Todas las cargas estuvieron basadas en 200 gramos
de monómero. Este proceso se ilustra para la preparación de 70% en
peso CEMA/30% en peso de 2-sulfoetil metacrilato
copolímero. El matraz de reacción fue el mismo que el utilizado en
el proceso A, excepto que fue de 1 litro de volumen. Al matraz se le
añadió 150 g de isopropanol y el matraz fue calentado hasta 82ºC.
La siguiente mezcla de monómeros, iniciador y el agente de
transferencia de cadena fueron añadidos linealmente y uniformemente
al matraz calentado (82ºC) a lo largo de dos horas. La mezcla de
monómero fue 200 g de isopropanol, 140 g CEMA, 60 g
2-sulfoetil metacrilato, y 2 g de iniciador Vazo 67.
El CTA fue 2 g de ácido 3 -mercaptopropiónico y 25 g de
isopropanol. Al final de añadir la mezcla de monómero, iniciador
con CTA, 1 g de Vazo 67 y 10 g de isopropanol fueron añadidos a la
vasija de reacción la cual fue mantenida a la temperatura de 82ºC.
Durante una hora adicional. Al final de esta hora la reacción fue
enfriada y el producto vertido en una jarra. El producto copolímero
tenía un 34.7% en peso de sólidos teóricos y un 34.3% en peso de
sólidos observados. El peso medio del peso molecular fue de 13,000 y
el número medio de peso molecular de 9,660.
Proceso
C
Este proceso fue llevado a cabo de acuerdo con lo
expuesto en US-A-3968148 y
US-A-4009195. Está ilustrado para
hacer un copolímero de 35% en peso de ácido acrílico y 65% en peso
de hexadeceno. A un matraz de fondo redondo de 1 litro y con 4
cuellos equipado con un agitador, termómetro, condensador de
reflujo y en atmósfera de nitrógeno le fueron añadidos 450 g de
hexadeceno. El matraz fue entonces calentado a 130ºC. Una adición
de 120 g de ácido acrílico, 30 g de hexadeceno y 3 g de iniciador
t-butil perbenzoato fue entonces linealmente y
uniformemente añadido al matraz a lo largo de 5 horas mientras se
mantiene la temperatura a 130º C. La temperatura fue mantenida a
130ºC. Durante 1 hora y entonces el enfriado es comenzado y el
diluyente de 150 g de butil Cellosolve
(2-butoxietanol) (Union Carbide Corp) fue añadido.
El copolímero formado tenía un 46.2% en peso de sólidos totales en
butil Cellosolve con algún hexadeceno residual.
\newpage
Proceso
D
Los polímeros usados para una escala de pesos
moleculares (ejemplo 5) fueron preparados de acuerdo al proceso A
con la excepción de que la cantidad de ácido
3-mercaptopropiónico (3 MPA) (agente de
transferencia de cadena o CTA) fue variado como sigue. Todas las
dosis son en gramos.
Monómeros | Peso Molecular | ||||
AA | CEMA | 3MPA | PM | MN | |
300 | 700 | 0 | 69,000 | 24,200 | |
300 | 700 | 2.5 | 25,100 | 16,500 | |
300 | 700 | 6 | 16,650 | 11,300 | |
300 | 700 | 20 | 10,000 | 6,500 | |
300 | 700 | 40 | 4,500 | 3,400 | |
300 | 700 | 60 | 3,000 | 2,400 |
El proceso de la presente invención envuelve el
tratamiento de cueros con copolímeros amfifílicos seleccionados.
Nosotros evaluamos los copolímeros amfifílicos mediante la
comparación de estéticas, fuerza, flexibilidad, elasticidad y
resistencia al agua de los cueros tratados con los copolímeros
amfifílicos con los mismos cueros tratados con agentes de recurtido
convencionales syntan y fatliquors. La fuerza del cuero tratado fue
medida mediante una técnica llamada elongación en rotura de fibras y
elongación en reventón de bolas. Está técnica es comúnmente usada
en la evaluación de la efectividad de los fatliquors convencionales
en la lubricación del cuero. El test está diseñado para reproducir
el ensanchamiento del cuero sobre la horma durante el proceso de
fabricación de zapatos, usando un instrumento llamado hormómetro.
Una tira de cuero tratado es fijado en posición y una probeta
entonces ensancha el cuero. La extensión del cuero bajo la fuerza
de la probeta es medida en milímetros en el punto en el cual se
observa la primera rotura sobre la fibra ("rotura de fibra") y
en el punto en el que el cuero se desgarra ("reventón de
bolas"). El mayor en extensión en la rotura de fibra y reventón
de bolas, el mayor en fuerza de desgarre del cuero. Para el
propósito de la evaluación de la efectividad de los copolímeros
amfifílicos, nosotros establecimos un criterio para extensión en
rotura de fibra y reventón de bolas de 5 onzas (oz.) (142g) el
cuero curtido con cromo valores mayores o iguales que 13 mm mayores
o iguales que 15 mm, respectivamente, siendo el valor mínimo para la
mejora de fuerza por el tratamiento. Además para la evaluación de
las mejoras en la fuerza del cuero conseguida mediante la
aplicación de los copolímeros amfifílicos, nosotros también
evaluamos cuantitativamente el carácter del cuero y comparamos estos
con las medidas del carácter obtenidas mediante el tratamiento con
agentes convencionales de recurtido y fatliquoring. El carácter es
una medida de la flexibilidad y elasticidad del cuero, el mayor
carácter, la mejor flexibilidad y elasticidad del cuero. Nosotros
medimos el carácter de muestras de cuero tratado usando el test de
tensión de Hunter-Spring modificado de acuerdo con
Stubbings: Stubbings y E. Senfelder, JALCA, Vol. 58, No. 1, Jan.
(1963), y establece un criterio mínimo en un valor de carácter de
155 mils.
Además de la evaluación cuantitativa de la fuerza
y del carácter, nosotros también observamos las características de
rotura del cuero tratado.
Además, nosotros también evaluamos la intensidad
de la sombra de tinte para muestras de cuero tratado y curtido con
cromo frente a cueros curtidos con cromo y tratados con copolímeros
amfifílicos. La mayor intensidad de sombra de tinte, el más intenso
en sombra de tinte en el cuero para un tanto por ciento en peso dado
de tinte dado (usado).
Nosotros advertimos que los cueros de la
invención resultaron tener tiempos más rápidos de secado durante
operaciones subsecuentes. Esta mejora en el tiempo de secado, junto
con la posibilidad de eliminar al menos uno de los procesos húmedos
de finalizado convencionales, proporciona a la presente invención
características económicas y de conservación de energía
adicionales.
En una incorporación preferente de la invención,
nosotros inesperadamente encontramos que tratando cueros con los
copolímeros amfifílicos seleccionados no solo mejoramos las
propiedades del cuero estéticas y físicas antes mencionadas, sino
que también tenían la posibilidad de mejorar la resistencia al agua
del cuero tratado y esto, si el cuero tratado con el copolímero
amfifílico fue tratado subsecuentemente con un agente de curtido
mineral, el cuero resultante cumple los requerimientos de un
producto de cuero impermeable. Como se usa aquí el termino
"impermeable" no significa que el cuero no pueda absorber nada
de agua o ser penetrada por agua bajo ningún tipo de condiciones,
pero se prefiere usar para expresar un mayor grado de resistencia
al agua que con el término "resistencia al agua", como usado
aquí, implica.
La resistencia al agua de los cueros tratados con
copolímeros amfifílicos y controles fueron determinados por dos
test separados. El primero es llamado test dinámico de resistencia
al agua salina. Este test usa un tester de penetración de agua
Maeser de acuerdo con ASTM
D-2009-70. El número de Maeser
flexes que se necesitan para causar la penetración del agua al cuero
es grabado. Como este test utiliza agua salina, es útil para
predecir la resistencia del cuero ha ser dañado no solo por el
agua, sino también por la transpiración. Un valor de Maeser flex
mayor de 15,000 es el mínimo criterio establecido por el ejercito de
los EEUU para la impermeabilidad de las botas de cuero.
Cueros tratados fueron también evaluados mediante
un test de absorbancia estático de agua mediante el cual las
muestras de los cueros tratados con copolímeros amfifílicos fueron
sumergidos en agua durante dos horas a temperatura ambiente, y el
cuero fue entonces pesado de nuevo para determinar el porcentaje de
agua admitido por el cuero. Menor porcentaje de agua admitido, más
resistente es el cuero al agua. La especificación militar para la
admisión de agua por absorción estática de agua es menor o igual al
30%.
La evaluación de los copolímeros amfifílicos para
el tratamiento de cueros curtidos (procedimiento F) fue comparado
con un proceso de control usado con agentes de recurtido
convencionales y fatliquors (procedimiento E). A no ser que se diga
lo contrario, todos los cueros fueron preparados a partir de 5 onzas
(peso stock) de cueros curtidos con cromo. Los procedimientos son
aplicables, sin embargo, para los otros tipos de pellejos y pieles
como las pieles de cerdo curtidas con cromo, pieles de carneros
curtidas con cromo, pieles de carneros curtidas con vegetales, y
parecidas.
Procedimiento
E
Todos los pesos están basados en el peso del
stock azul (i. E. 100% quiere decir un peso igual al peso del stock
azul en el tambor).
- 1)
- Se sometió al stock a un lavado a puerta abierta con agua durante diez minutos.
- 2)
- A esto se le añadió 200% de flotante (flotante referido al agua: 200% flotante quiere decir la adición de dos veces la cantidad de agua al peso de stock) a 32ºC. Y entonces 1% de agente neutralizante La mezcla fue entonces centrifugada (mezclada) durante 120 minutos.
- 3)
- El tambor fue entonces secado y se sometió al stock a un lavado de agua con la puerta abierta durante diez minutos a 55ºC.
- 4)
- A esto se le fue añadido 100% flotante a 46ºC hasta 54ºC.
- 5)
- El agente de recurtido convencional usado como control (6.6% Leukotan? 974 en 30% sólido igual al 2% Leukotan activo?) fue diluido con un peso igual de agua y añadido a la mezcla del tambor a través de la apertura (tambor abierto). La mezcla fue entonces centrifugada durante 60 minutos.
- 6)
- Un tinte ácido (0.5% Derma Naranja 2R predisuelto en agua caliente) fue entonces añadido al tambor y la mezcla fue centrifugada durante 20 minutos.
- 7)
- Un uno por ciento de ácido fórmico (prediluido a un 10% de solución) fue entonces añadido para fijar el stock tintado.
- 8)
- El tambor fue escurrido y el stock fue lavado con agua durante 10 minutos con la puerta abierta a 35ºC.
- 9)
- A esto se le añadió 100% de flotante a 55ºC., y entonces el fatliquor (6% Morite G-82 sulfatado fatliquor(70% activo)) dispersado en 20% de agua a 55ºC. Fue añadido seguido de centrifugado de la mezcla durante 40 minutos.
- 10)
- 0.5% de ácido fórmico fue entonces añadido para fijar y el stock fue entonces centrifugado durante diez minutos y entonces escurrido.
- 11)
- Este paso fue un paso opcional paso que envuelve un post tratamiento con agente mineral de curtido. En este caso, se utilizó cromo. Una solución preparada a partir de 100% de flotante, 3% de Tanolin? M-1 y 0.5% de ácido fórmico, preparada de 0.5 a 4 horas antes de su uso, fue añadida y centrifugada durante 60 minutos a 35ºC.
- 12)
- El stock fue lavado durante diez minutos con la puerta abierta a 27ºC.
- 13)
- El stock fue entonces apilado (guardado en una pila) durante la noche.
- 14)
- El stock fue entonces sacado (para eliminar y quitar el exceso de humedad) y secado al vacío durante 2 minutos a 70ºC.
- 15)
- El stock fue entonces aireado (colgado para su secado) durante la noche y acondicionado durante 1-7 días a una temperatura ambiente constante de 72ºF (22ºC), 60% de humedad relativa y entonces apilado (mecánicamente suavizado).
\newpage
Procedimiento
F
Este procedimiento fue usado con el paso de
recurtido y fatliquoring con los copolímeros amfifílicos de la
invención. Todos los pesos están basados en el peso del stock azul
o de otras pieles curtidas.
- 1)
- Se sometió al stock a un lavado a puerta abierta durante 15 minutos a 40ºC.
- 2)
- A esto se le añadió un 200% de flotante a 40ºC. Seguido por la adición de un 1% de agente neutralizante? Y un 1% de bicarbonato amónico y la mezcla fue centrifugada durante 120 minutos.
- 3)
- El tambor fue entonces secado y el stock fue entonces sometido a un lavado con agua durante 15 minutos con la puerta abierta a 50ºC.
- 4)
- El copolímero fue predispersado primeramente por la adición al flotante de cualquiera de las dos hidróxido sódico (en el caso de que el copolímero fuera formado a partir de monómero hidrófilo ácido) o ácido fórmico (en el caso de que el copolímero fuera formado a partir de monómero hidrófilo básico) en una cantidad suficiente como para neutralizar al menos el 50% del ácido polimérico o base como fue el caso. El copolímero fue entonces dispersado en 100% de flotante mediante agitación vigorosa con cualquiera de las dos, barra de agitación magnética o con un agitador de pala. El copolímero amfifílico anteriormente predispersado en 100% de flotante fue entonces añadido y la mezcla fue centrifugada durante 60 minutos a 50ºC. El copolímero amfifílico fue cargado al 6% en peso sobre el peso de stock a no ser que fuera indicado de otra manera.
- 5)
- A esto se le añadió un tinte ácido (0.5% Derma Naranja 2R predisuelto en agua caliente) y centrifugado durante 20 minutos a 50ºC.
- 6)
- Un uno por ciento de ácido fórmico (10% de solución) fue añadido para fijar cuando un comonómero hidrófilo ácido fue usado (y un uno por ciento de bicarbonato sódico cuando un comonómero básico hidrófilo fue usado), y la mezcla fue centrifugada durante 10 minutos a 50ºC.
- 7)
- El tambor fue escurrido y el stock fue lavado durante 15 minutos con la puerta abierta a 35ºC.
- 8)
- Este paso (como el paso 11 en el procedimiento E) es un paso opcional que envuelve un post tratamiento con un agente de curtido mineral, en este caso Cromo. Una solución preparada a partir de 100% de flotante, 3% Tanolin M-1 y 05% de ácido fórmico (preparado de 0.5 a 4 horas antes de su uso) fue añadido al stock y centrifugado durante 60 minutos a 35ºC.
- 9)
- El stock fue entonces lavado durante 15 minutos con la puerta abierta a 35ºC.
- 10)
- El stock fue entonces apilado durante toda la noche.
- 11)
- El stock fue entonces sacado y secado al vacío durante 2 minutos a 70ºC.
- 12)
- El stock fue entonces aireado durante la noche y acondicionado durante 1-7 días en una temperatura ambiente constante (72ºF. (22ºC., 60% humedad relativa) y entonces apilado.
Nótese que el procedimiento F, usado para
recurtir y fatliquor las pieles curtidas usando los copolímeros
amfifílicos de esta invención, requieren sólo 12 pasos comparados
con los 15 pasos para el procedimiento convencional; eliminando la
fijación y un paso de lavado y un separado paso de adición de
fatliquor.
Los siguientes ejemplos se presentan para
ilustrar la invención y los resultados obtenidos mediante los test
de los procedimientos. Los ejemplos son ilustrativos sólo y no
están dirigidos, ni deben de ser interpretados, para limitar el
ámbito de la invención ya que las modificaciones deben de ser
obvias para estas técnicas ordinarias.
Este ejemplo compara el proceso de la invención
para el tratamiento de cueros con copolímeros amfifílicos con
cueros preparados con curtidos y fatliquor convencionales. En cada
caso, 5 oz. (142 g) de stock azul curtido con cromo se usaron como
sustrato. Los cueros tratados con cantidades efectivas de copolímero
amfifílico consiguen o exceden las propiedades de comportamiento
objetivo incluyendo, amplitud (relación de grosor), rotura,
carácter y fuerza (elongaciones en el reventón de bola y rotura de
fibra) e intensidad de sombra de tinte, y son superiores a los
cueros tratados convencionalmente en resistencia al agua. El
procedimiento F también tiene la ventaja de requerir menos pasos
que el procedimiento E.
Notas a la tabla
1
- 1)
- La resistencia dinámica al agua fue medida con un tester de penetración de agua Maeser de acuerdo con ASTM D2099-70 (revisada en 1984) El instrumento usado fue fabricado por Koehler Instrument Co. De Nueva York. El valor son ciclos para quebrar por penetración de agua el cuero. >15,000 ciclos flex es la especificación del ejercito de los EEUU para la impermeabilidad de las botas de cuero.
- 2)
- Absorción estática de agua: una pieza de 4 inch x 4 inch de cuero fue pesada y colocada en agua a temperatura ambiente durante 2 horas. La pieza fue entonces repesada y el tanto por ciento incrementado en peso fue grabado. La especificación del ejercito de los EEUU para botas de cuero es del 30% o menos.
- 3)
- Rotura: La rotura del cuero es un patrón de una arruga diminuta formada en la superficie de la fibra cuando la fibra es doblada hacia dentro. Un patrón sin arrugas o con un número pequeño de finas arrugas es preferido sobre uno de bastas arrugas. La rotura fue ensayada cualitativamente mediante estas experiencias en el arte.
- 4)
- Carácter: una medida de la flexibilidad y elasticidad del cuero. El carácter fue medido en un tester de compresión de tensión Hunter - Spring, modificado de acuerdo con Stubbings: Stubbings y Eisenfelder, JALCA, Vol.58, No. 1, Enero 1963. La medida se expresa en mils(cm), el mayor el valor de más lubricación del material.
- 5)
- Una determinación de la fuerza o lubricación del cuero. El test es diseñado para reproducir el ensanchamiento del cuero a lo largo de un periodo durante la fabricación de zapatos. El instrumento se llama Lactómetro. Una tira de cuero es fijado en un lugar, entonces una probeta ensancha el cuero. La extensión es medida en milímetros en el punto en el que se observa la primera rotura de fibra(extensión en rotura de fibra), y en el punto en el que el cuero se desgarra (reventón de bolas). El mayor la extensión en rotura de fibra y reventón de bolas, el mayor la mayor fuerza de desgarre del cuero.
- 6)
- \geq mayor que o igual a
- 7)
- Comp. (Muestra comparativa: (Esta abreviación es usada en ejemplos subsecuentes)).
- 8)
- Cr era Tanolin M-1, un producto comercial de Hamblett y Hayes: un polvo 33% sulfato básico de cromo que contiene un equivalente de 25% Cr_{2}O_{3} (Oxido crómico).
- L-794 era Leukotan 974, un agente de recurtido acrílico comercial (conocido como un agente de curtido auxiliar) de Rohm y Haas Co.
- Morite G-82 era un fatliquor sulfatado comercial.
- Amph. Era un copolímero amfifílico = 70/30 w/w CEMA/AA (Síntesis A). Todas las cargas son tanto por ciento en peso de ingrediente activo como cargado en el peso del stock curtido de cromo.
- 9)
- TR = relación de grosor, que es una medida de amplitud. TR es la relación del grosor de la capa después del tratamiento con recurtidos y fatliquor (o copolímeros amfifílicos) con el grosor del stock azul húmedo antes de su tratamiento.
- 10)
- DS = intensidad de sombra de tinte. Considerado en una escala de 5 = fuerte sombra de tinte hasta 1 = débil sombra de tinte.
- Una más intensa sombra de tinte para un tanto por ciento en peso dado cargado sobre el cuero demuestra su eficiencia y sus ventajas económicas.
Este ejemplo demuestra el proceso de tratamiento
utilizando copolímeros amfifílicos preparados a partir de varias
relaciones de hidrófobicos (CEMA) y hidrófilos (AA) monómeros en
términos de propiedades objetivo: carácter, fuerza y resistencia al
agua.
Todos los polímeros ilustrados en este ejemplo
fueron sintetizados de acuerdo al proceso A. Todos los cueros fueron
tratados de acuerdo al procedimiento F, usando un 6% en peso de
copolímeros sólidos en el peso de stock azul, y usando el paso de
post tratamiento opcional de cromo. El ejemplo muestra las
sorpresivas ventajas de las composiciones del copolímero
conteniendo más de un 10% en peso hasta menos de un 50% de monómero
hidrófilo y más de mas o menos un 50% hasta menos de cerca de un 90%
en peso de monómero hidrófobo.
Este ejemplo muestra los resultados de tratar los
cueros con polímeros amfifílicos seleccionados, composiciones
preparadas con una variedad de monómeros hidrófobos seleccionados.
La composición de todos los materiales fue de un 30% en peso de AA
y 70% en peso del hidrófobo seleccionado como se indicó. La tabla 3
demuestra la utilidad de algunos de los monómeros hidrófobos
seleccionados que pueden ser usados, y las ventajas del proceso de
esta invención usando estas composiciones poliméricas sobre otras
composiciones convencionales (i.e. Estireno/ácido o BMA/ácido). En
relación a la comparativa de composiciones poliméricas, las
composiciones de esta invención demuestran sorpresivamente mejoras
en la fuerza del cuero (carácter y extensiones en rotura de fibra y
reventón de bolas), así como también en las propiedades de
resistencia al agua del cuero.
(Tabla 3 pasa a página
siguiente)
Polímeros amfifílicos cubriendo un amplio rango
de pesos moleculares pueden ser usados en la práctica de esta
invención. Esto se ilustra en la tabla 5. Los polímeros en la tabla
5 fueron preparados de acuerdo con el proceso D. Los cueros fueron
tratados de acuerdo al proceso F, incluyendo el post tratamiento
opcional con cromo (Paso 8). Todos los polímeros confieren mejoras
sobre el cuero en la resistencia al agua y fuerza.
(Tabla 5 pasa a página
siguiente)
La tabla 6 ilustra el proceso de tratamiento
usando composiciones de copolímeros amfifílicos preparados usando
varios monómeros hidrófilos. Los copolímeros demostraron ser
efectivos, en un tratamiento de recurtido/fatliquor como se muestra
mediante los parámetros de fuerza del cuero resultante. Todos los
cueros fueron tratados de acuerdo con el procedimiento F, y fueron
tratados con el post tratamiento de cromo (Paso 8).
(Tabla 6 pasa a página
siguiente)
La tabla 7 ilustra las ventajas de usar polímeros
amfifílicos sobre los fatliquors convencionales para la fabricación
de cueros lavables. Los cueros fueron lavados en una lavadora
automática de introducción de carga superior usando detergente en
polvo Tide (Proctle & Gamble). Ambos cueros tratados con
fatliquor sulfatado convencional (comparativa) y cueros tratados
con los copolímeros amfifílicos de la invención retienen un
considerable grado de suavidad y fuerza, como se indica mediante los
valores para el carácter y la elongación en la rotura de fibra y
reventón de bolas. A diferencia de los otros cueros, el cuero
preparado con los copolímeros amfifílicos, que han sido tratados
posteriormente con cromo (Paso 8), ilustran las mejoras en suavidad
y fuerza. Los cueros tratados con los copolímeros amfifílicos
mostraron ventajas considerables en las relaciones a las cuales se
secan después de ser lavadas. Los cueros fueron secados al aire para
simular el secado en una cuerda de tender como es generalmente
recomendado para prendas finas lavables.
(Tabla 7 pasa a página
siguiente)
La tabla 8 ilustra los efectos post tratamiento
de varios agentes de recurtido mineral en la resistencia al agua de
cueros tratados con copolímeros amfifílicos seleccionados. La
fijación de licores grasos convencionales mediante un post
tratamiento con un metal de curtido como el Aluminio (Al), zirconio
(Zr), Cromo (Cr) o Hierro (Fe) es un procedimiento conocido de
mejora de la resistencia al agua del cuero.
Ver | "Cuero Hidrófobo". Fabricantes de cuero. Mayo 1986, p 11-14 US-A-3010780 de Bohme Fettchemi, |
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mojable nunca más''. Rev. Tech. Ind. Cuir, vol 69, tema 4,p. 107-111 (1977). |
Todos los cueros fueron preparados de acuerdo al
procedimiento F, que incluye el opcional post tratamiento (Paso 8)
como se indica. Incluso en la ausencia del post tratamiento, los
cueros preparados con el copolímero amfifílico se muestran
sustancialmente más resistentes al agua que los cueros
convencionales (Ver tabla 1). El copolímero amfifílico en este
ejemplo fue 30 AA/70 CEMA, usado al 6% ofrecido.
(Tabla 8 pasa a página
siguiente)
La tabla 9 nos ilustra la mejora en la
resistencia a la extracción con solvente de los cueros tratados con
el copolímero amfifílico comparado con los cueros preparados con un
licor de grasa convencional. La resistencia a la extracción con
solvente es un indicador de la posibilidad de lavado en seco. El
copolímero amfifílico en este ejemplo fue 70 CEMA/30 AA usado al 6%
ofrecido. El licor de grasa convencional fue Morite
G-82, un aceite sulfatado, usado al 4.2 ofrecido. El
post tratamiento opcional con cromo fue utilizado cuando se indicó.
El cuero fue primeramente secado durante 4 horas a 100ºC. Fue
entonces pesado y este peso del cuero secado fue tomado como el peso
inicial. El cuero fue colocado en el interior de un extractor
Soxhlet y extraído durante 10-12 horas con cloruro
de metileno. El cloruro de metileno fue entonces evaporado del
cuero. La cantidad de material extraído es reportado como un tanto
por ciento en peso del peso inicial.
Licor de grasa | Proceso | Post tratamiento | %Peso extractables |
fabricación | con cromo | basados en peso | |
cuero | peso del cuero | ||
Control ninguno | N/A | Ninguno | (aprox.) 0.5 |
Control ninguno | N/A | 3% Tanolín M-1 | 1.0 |
Comp. G-82 | Proceso E | Ninguno | 2.4 |
Comp. G-82 | Proceso E | 3% Tanolín M-1 | 2.4 |
Copolímero | Proceso F | 1.3 | |
Amfifilico | ninguno | ||
Copolímero | Proceso F | 1.0 | |
Amfifilico | 3% Tanolín M-1 |
Al final del proceso húmedo final el cuero es
secado. Los cueros tratados con los copolímeros amfifílicos
resultaron ser, sorpresivamente, para secar más fácilmente que los
cueros tratados con licores de grasa convencionales. Esto nos ofrece
un ahorro de tiempo en ambos y en la energía requerida para secar
un cuero. La más rápida velocidad de secado del cuero fatliquored
con copolímeros amfifílicos es ilustrado en la Tabla 10. En este
ejemplo, el cuero fue preparado de acuerdo al procedimiento E o F
hasta el último paso. Después del lavado final, el cuero fue colgado
en una barra durante toda la noche y entonces secado al aire a
temperatura ambiente. La tabla muestra el % en peso de humedad en el
cuero frente al tiempo de secado en la barra. El cuero es
considerado que está seco y preparado para apilar cuando el
contenido en humedad alcance el 18%. La extrapolación de los datos
en la tabla 10 nos da un tiempo de toggle de aire seco de 12 horas
para el cuero tratado convencionalmente frente a las 8 horas para
el cuero tratado con el copolímero amfifílico.
Post Tratamiento | Morite G-82 | Copolímero Amfifílico | ||
Licor de grasa | 3% Cromo | ninguno | 3% Cromo | ninguno |
Tiempo de secado | Tanto por ciento de humedad en el cuero | |||
Inicial | 50 | 50 | 50 | 50 |
5 hrs | 27 | 28 | 23 | 26 |
6 hrs | 26 | 26 | 19 | 21 |
15 hrs | 17 | 17 | 14 | 14 |
72 hrs | 17 | 17 | 14 | 14 |
Claims (4)
1. Una dispersión acuosa de un copolímero, para
el uso en el proceso para el tratamiento del cuero, teniendo un peso
molecular promedio en peso de 2,000 a 100,000, formados en la
presencia de un agente de transferencia de cadena de más de un 10%
en peso a menos de un 50% en peso de ácido acrílico o ácido
metacrílico monómero y desde más de un 50% en peso a menos de un 90%
en peso de al menos uno de los siguientes monómeros hidrófobos:
alquil C_{12-22}(met)acrilatos,
alkoxi C_{8-22} o alquil fenoxi
C_{6-12}-poli(etilenoóxido)(met)acrilatos,
alquenos C_{12-22} primarios, y vinil ésteres de
ácidos alquilC_{12-22} carboxílicos.
2. Una dispersión acuosa como se reivindica en la
reivindicación 1, en la que el copolímero mencionado es formado por
desde más de un 10% en peso hasta menos de un 50% en peso de ácido
acrílico.
3. Una dispersión acuosa como se reivindica en la
reivindicación 1, en la que el copolímero mencionado es formado por
desde más de un 50% en peso hasta menos de un 90% en peso de al
menos uno de los siguientes monómeros: alquil
C_{12-22} (met)acrilatos.
4. Una dispersión acuosa como se reivindica en la
reivindicación 1, en la que el copolímero mencionado es formado por
desde más de un 50% en peso hasta menos de un 90% en peso de al
menos uno de los siguientes monómeros: alquil
C_{16-20} metacrilatos.
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