ES2232051T3

ES2232051T3 - Productos planos textiles.

Info

Publication number: ES2232051T3
Application number: ES99114691T
Authority: ES
Inventors: Hermann Seyffer; Ralf Mossbach; Klaus Haas
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2005-05-16
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: EP0976866A1; CA2278946A1; EP0976866B1; ATE281552T1; DE19833920A1; DE59910972D1

Abstract

Un textil hidrofílico plano (lana) retiene su carácter hidrofílico después de múltiples lavados mediante el tratamiento con dispersiones coloidales de óxidos específicos y/o hidróxidos junto con agentes humectantes específicos. El tejido textil comprende una estructura de fibra en el que las fibras se mantienen juntas mediante un ligante polímero y la textura plana contiene un óxido y/o hidróxido de aluminio, B, Si, Mg, Ti y /o Zn en dispersión coloidal y un agente humectante de surfosucinato o surfosucinamato.

Description

Productos planos textiles.

La presente invención se refiere a productos planos textiles, que comprenden una estructura de fibras, que están unidas entre sí por medio de un agente aglutinante polímero (telas no tejidas), y a un procedimiento para su obtención.

Para la obtención de una tela no tejida se deposita una estructura de fibras (vellón), que se fija, o bien se pega a continuación. Las fibras pueden presentar un sentido preferente, o no estar orientadas. Para la obtención de vellones son conocidos diversos procedimientos, por ejemplo (1) la formación mecánica de vellones a partir de fibras de hilatura o filamentos; (2) la formación aerodinámica de vellones a partir de fibras de hilatura o filamentos, y (4) la formación electrostática de vellones a partir de fibras ultrafinas o filamentos. Los vellones obtenidos de este modo se fijan según diversos procedimientos para dar telas no tejidas.

Los procedimientos de aglutinado en húmedo tienen el máximo significado. En este caso se trata el vellón con un agente aglutinante acuoso, por ejemplo un látex polímero, y a continuación, en caso dado tras eliminación del agente aglutinante excedente, se seca, y en caso dado se endurece. Existe un gran número de procedimientos perfeccionados, que, no obstante, se basan en este principio básico en último término.

Se emplean telas no tejidas para un gran número de posibilidades de aplicación. De este modo, se emplean telas no tejidas, por ejemplo, de manera creciente como paños limpiadores y bayetas, paños de lavado y servilletas. En estas aplicaciones es importante que, por ejemplo, los líquidos derramados, como leche, café, etc, se absorban rápida y completamente en la limpieza, y las superficies húmedas se sequen por completo. La velocidad y la integridad con la que se absorben líquidos determinan las propiedades de empleo de un paño de limpieza y bayeta, y son los criterios principales para la calidad del artículo.

Un paño de limpieza absorbe líquidos tanto más rápidamente cuanto más rápidamente se efectúe su transporte en la superficie de fibras. Una superficie hidrófila se humedece por agua fácil y rápidamente. El agua se distribuye muy rápidamente a través de la superficie total de la tela no tejida, y el agua se "absorbe" por el punto de contacto. Por el contrario, no se humedecen superficies hidrófobas. Por lo tanto, éstas no conducen el líquido de modo subsiguiente, y son inapropiadas para un empleo como paño limpiador o bayeta. Para la cantidad de líquido que se puede absorber es decisivo, entre otras cosas, también el comportamiento de hinchamiento de fibras. Un agente aglutinante hidrófobo, que envuelve sensiblemente las fibras, reduce la cinética de absorción de agua.

Para la mejora de las propiedades de absorción de agua de telas no tejidas, en su obtención se emplean, entre otros, agentes tensioactivos hidrófilos, como emulsionantes, agentes tensioactivos o agentes humectantes. De este modo se consigue una hidrofilia inicial extraordinaria. No obstante, estas telas no tejidas presentan el inconveniente de que los agentes hidrófilos se pueden eliminar por lavado paulatinamente a través de agua u otros medios acuosos. Tras contacto con agua reiterado, el producto se vuelve hidrófobo en medida creciente. Por consiguiente, el paño de lavado, limpieza o la bayeta pierde su capacidad de absorber rápidamente líquidos tras el lavado reiterado. Por consiguiente, el paño se vuelve inservible para el empleo subsiguiente, y se debe eliminar, aunque la resistencia mecánica del paño sea aún suficiente para otros ciclos de empleo. Esto es desfavorable con respecto a un manejo responsable de materias primas.

Por lo tanto, la presente invención tomaba como base de poner a disposición un producto plano textil hidrófilo, cuya hidrofilia se conservara también tras lavado reiterado.

Sorprendentemente se descubrió que se puede solucionar este problema mediante el empleo de determinados óxidos y/o hidróxidos en distribución dispersa coloidal en combinación con determinados agentes humectantes.

Por consiguiente, la presente invención se refiere a un producto plano textil, que comprende una estructura de fibras, que están unidas entre sí por medio de un agente aglutinante polímero, y que está caracterizado porque el producto plano contiene un óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn en distribución dispersa coloidal, así como un agente humectante seleccionado entre sulfosuccinatos y sulfosuccinamatos.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para la obtención de un producto plano textil, en el que se impregna una estructura de fibras con una dispersión de un agente aglutinante polímero, se seca, y en caso dado se endurece, que está caracterizado porque la estructura se impregna además (i) con una suspensión coloidal de un óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn, o se impregna con la disolución de un precursor de un óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn, y se induce a la formación de óxido y/o hidróxido en distribución dispersa coloidal, y (ii) se impregna la estructura con un agente humectante seleccionado entre sulfosuccinatos y sulfosuccinamatos.

Las explicaciones en la presente descripción, que se efectúan en relación al producto plano textil según la invención, son válidas también para el procedimiento según la invención y viceversa, en tanto sea oportuno.

Preferentemente, el producto plano textil según la invención contiene un 1 a un 20% en peso, referido al peso seco del agente aglutinante polímero, en especial un 3 a un 15% en peso, y de modo especialmente preferente un 5 a un 15% en peso de óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn.

El producto plano textil según la invención contiene preferentemente un 1 a un 20% en peso, referido al peso seco del agente aglutinante polímero, en especial un 2 a un 10% en peso.

El concepto "óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn", presentará el más amplio significado para los fines de la presente invención. De este modo, además de los óxidos e hidróxidos simples de los citados elementos, también pueden estar contenidos sus formas hidratadas con contenido en agua variable, y las sales de oxoaniones, por ejemplo con cationes metálicos alcalinos o metálicos alcalinotérreos, por ejemplo los silicatos y aluminatos. Además, el concepto óxidos e hidróxidos se debe comprender en diversos grados de oxidación, por ejemplo los neso-, hilo- y filosilicatos, así como óxidos y/o hidróxidos mixtos. Los óxidos y/o hidróxidos preferentes son ácido silícico, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, silicatos de aluminio, por ejemplo bentonitas, montmorillonitas.

Los productos planos textiles según la invención contienen un agente humectante seleccionado entre sulfosuccinatos y sulfosuccinamatos en forma distribuida uniformemente. Los agentes humectantes empleados presentan especialmente la siguiente fórmula estructural general.

X ---

\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}

--- CH_{2} ---

\delm{C}{\delm{\para}{SO _{3} M}}

H ---

\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}

--- Y

en la que M representa un metal alcalino, en especial sodio, o un equivalente de un metal alcalinotérreo o amonio, que puede estar substituido con 1 a 4 grupos alquilo con 1 a 4 átomos de carbono o hidroxialquilo con 1 a 4 átomos de carbono;

X e Y son iguales o diferentes, y representan respectivamente O-(C_{n}H_{2n}O)_{m}-R,

(C_{n}H_{2n}O)_{m}-NHCOR, OM, OH, o NHR, siendo al menos uno de los restos X e Y diferente a OM o OH, y representando R alquilo con 5 a 18 átomos de carbono, alquenilo con 5 a 18 átomos de carbono, cicloalquilo con 5 a 18 átomos de carbono, (alquilo con 1 a 12 átomos de carbono)arilo o fenilo, en caso dado ramificado;

n representa un número entero de 2 a 4, y

m representa un número entero de 0 a 30.

Especialmente han dado buen resultado sulfodisuccinatos, en los que los alcoholes empleados para el esterificado presentan una longitud de cadena de 4 a 8 átomos de carbono, por ejemplo di(etilhexil)sulfosuccinato sódico.

Con respecto a las fibras empleadas, la invención no está sujeta a ninguna limitación esencial. Son apropiados todos los tipos de fibras que se emplean actualmente para la obtención de vellones, por ejemplo fibras de polipropileno, poliéster, poliamida, fibras de celulosa, como fibras de viscosa, fibras de dos componentes, por ejemplo fibras de poliéter-copoliéster, polipropileno-polietileno, poliéster-poliamida, poliéster-polipropileno y poliamida-6-poliamida-6,6. Otras fibras apropiadas son fibras de poliacrilonitrilo, poliimida, politetrafluoretileno y poli(sulfuro de fenileno), fibras minerales o fibras de vidrio, y fibras semisintéticas, como fibras de acetato. Son preferentes fibras de polipropileno, fibras de poliéster y fibras de celulosa, y fibras mixtas de los citados materiales.

Se pueden emplear todos los agentes aglutinantes polímeros utilizados habitualmente. Entre éstos cuentan, en especial, las dispersiones de poliacrilato, por ejemplo a base de (met)acrilatos de alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, ácido (met)acrílico y/o (met)acrilamida. Los polímeros o copolímeros que contienen amida se pueden reticular con compuestos de NN-metilol, como resinas de urea-formaldehído o melamina-formaldehído. Un reticulado interno se efectúa en el caso de incorporación de N-metilol(met)acrilamida. Además son apropiados látices de caucho, como por ejemplo cauchos de estireno-butadieno sintéticos (SBR) y caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR), dispersiones de poliviniléster, en caso dado copolimerizadas con etileno y/o cloruro de vinilo, como por ejemplo copolímeros de acetato de vinilo y etileno o acetato de vinilo, cloruro de vinilo y etileno, así como alcoholes polivinílicos. Además se pueden indicar dispersiones de poliuretano, así como precondensados de aminoplásticos y fenoplásticos. Es preferente el empleo de un agente aglutinante que comprende un polímero de monómeros, que es seleccionado entre (met)acrilatos de alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, ácido (met)acrílico, (met)acrilamida, N-metilol(met)acrilamida, estireno, butadieno, (met)acrilonitrilo, ésteres vinílicos de ácido alcanóico con 1 a 6 átomos de carbono, cloruro de vinilo, etileno y alcohol vinílico. La cantidad de aplicación de agente aglutinante, expresada como agente aglutinante seco, referida al peso total de la tela no tejida unida, asciende generalmente a un 10 hasta un 40% en peso, de modo preferente aproximadamente un 20% en peso.

Para la presente invención es de significado crítico que el óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn se presente en distribución dispersa coloidal en la tela no tejida según la invención. Con partículas no coloidales, más groseras, como se emplean ocasionalmente como aditivos antiadhesivos u otras cargas, no se consigue la acción deseada. "dispersa coloidal" debe significar que una pluralidad de partículas, por ejemplo más de un 90% en peso, de óxido y/o hidróxido, presentan un tamaño de < 1 \mum, en especial < 0,1 \mum. La distribución dispersa coloidal se puede conseguir en el ámbito de la presente invención, por ejemplo, partiéndose de una suspensión coloidal de óxido y/o hidróxido, por ejemplo un sol, como un hidrosol, o un gel, o bien induciéndose la formación de óxido y/o hidróxido en forma dispersa coloidal, por ejemplo como gel, en el vellón.

Para el impregnado del vellón con la dispersión de agente aglutinante son apropiados todos los procedimientos comunes de impregnado, por ejemplo el impregnado con la instalación de impregnado o en Foulard. En tanto el óxido y/o hidróxido forme una suspensión coloidal estable en presencia del agente aglutinante polímero, es conveniente incorporar el óxido y/o hidróxido en la dispersión de agente aglutinante. De este modo se pueden elaborar, por ejemplo, ácidos silícicos coloidales. Las dispersiones coloidales de determinados óxidos y/o hidróxidos no se pueden obtener in situ en la dispersión de agente aglutinante. De este modo, por ejemplo las sales de Al^{3+}, tienden a coagular la dispersión, o bien se presenta una coagulación en el ensayo, las sales de Al^{3+} se transforman en Al(OH)_{3} mediante adición de una base, por ejemplo de amoniaco. En estos casos es conveniente impregnar el vellón con una suspensión coloidal, preferentemente una suspensión coloidal recién obtenida, en la forma de un sol o gel, y secar e impregnar a continuación las mismas con el agente aglutinante polímero. Por otra parte es posible impregnar el vellón con la disolución de un precursor de óxido y/o hidróxido, e inducir la formación de óxido y/o hidróxido en el vellón. De este modo, se puede impregnar el vellón, por ejemplo con una disolución de iones Al^{3+}, por ejemplo una disolución de Al_{2} (SO_{4})_{3} o una disolución de Al (NO_{3})_{3}, y secar el mismo preferentemente. A continuación se impregna el vellón con la dispersión de agentes aglutinantes. El valor de pH de la dispersión, neutro a ligeramente alcalino, conduce a una transformación de iones Al^{3+} en Al (OH)_{3}. En caso dado, se puede añadir a la dispersión de agentes aglutinantes una substancia reguladora de pH, a modo de ejemplo un tampón, para ajustar un valor de pH neutro a ligeramente alcalino, por ejemplo en el intervalo de 6 a 9.

Además se podría impregnar el vellón o la tela no tejida con una disolución de vidrio soluble, es decir una disolución de ortosilicato sódico, pudiéndose generar a continuación ácido silícico coloidal mediante tratamiento con ácido mineral diluido, por ejemplo ácido clorhídrico. Otro ejemplo es el tratamiento con una disolución acuosa de borax (Na_{2}B_{4}O_{7} \cdot 10 H_{2}O) con subsiguiente secado.

El impregnado del vellón o de la tela no tejida con la suspensión coloidal de óxido/hidróxido, o bien el impregnado con la disolución de precursor, y la inducción de la formación de óxido/hidróxido, se pueden efectuar en cualquier momento durante la obtención del producto plano textil. Es preferente efectuar el mismo antes, o al mismo tiempo que el impregnado con el agente aglutinante.

El impregnado del vellón o de la tela no tejida con el agente humectante se puede efectuar en cualquier momento durante la obtención del producto plano textil según la invención. En general es conveniente efectuar el impregnado con el agente humectante al mismo tiempo que el impregnado con agente aglutinante. A tal efecto se añade simplemente el agente humectante a la dispersión acuosa de agentes aglutinantes.

La invención se explica ahora más detalladamente mediante los siguientes ejemplos.

Ejemplos 1 a 10

Se condujeron vellones de poliéster-fibra de viscosa (70PES/30ZW; 1,7 dtex; longitud de fibras 38 mm; 30 g/m^{2}) de una longitud de 35 a 50 cm, y una anchura de 25 a 28 cm, a través de un baño de agente aglutinante al 25% y a través de un dispositivo de succión en una instalación de impregnado y succión en sentido longitudinal, por medio de una banda de tamizado PES sin fin. En el caso de la dispersión de agentes aglutinantes empleada se trataba de Acronal DS 2350 X^{TM} (dispersión de poliacrilato a base de acrilato de butilo y acrilonitrilo). La velocidad de banda ascendía a 1 a 2 m por min. A través de la intensidad de succión regulable se ajustó la aplicación en húmedo a aproximadamente un 160%, lo que correspondía a una aplicación en seco de aproximadamente un 40%. El baño de agentes aglutinantes contenía los aditivos indicados en la siguiente tabla (% en peso, referido al peso seco de agente aglutinante). Se colocaron los vellones impregnados sobre la banda de un secador de banda de tamizado Mathis tipo TH, se aseguraron contra deslizamiento, y se secaron durante 2 minutos a 150ºC. Se caracterizó el lado superior del respectivo vellón, y se determinó la cantidad de aplicación mediante pesada.

Inmediatamente, y tras lavado quíntuple, se sometieron las telas no tejidas obtenidas de este modo a un ensayo de humectado. El lavado se efectuó exprimiéndose (retorciéndose) la tela no tejida con la mano aproximadamente 15 veces en un cubo de 5 litros con agua corriente bajo agua, arrollándose después en un paño, y secándose por retorcimiento en el mismo. Se repitió este proceso 5 veces.

Para la determinación cuantitativa de la hidrofilia se recurrió al ensayo de goteo de color, este ensayo se desarrolla esencialmente de la siguiente manera: sobre la tela no tejida tensada oblicuamente se aplica una cantidad definida de agua teñida. Según hidrofilia, el agua gotea, o penetra más o menos rápidamente en la tela no tejida. De este modo se obtienen manchas de color características, por ejemplo circulares para penetración rápida en la tela no tejida, o bien estrechas y oblongas para penetración lenta, y goteo preferente. Las valoraciones se asignan según una escala de notas.

Para la puesta en práctica del ensayo se tensa un cuerpo de ensayo de tamaño 21 x 5 cm en un bastidor, que describe una tendencia de 30 grados frente a la horizontal. El lado situado por encima en el secador apunta hacia abajo en este control. Por medio de una pipeta se aplican 0,5 ml de líquido de ensayo a partir de una altura de 10 mm y una distancia al borde superior de vellón de 30 mm. El líquido de ensayo estaba constituido por 2 g de disolución de Hostapal CV, 2,5 g de Lurantin-sólido a la luz-azul turquesa-GL en 1 litro de agua completamente desalinizada. Tras secado del cuerpo de ensayo (al aire) se valoró el lado superior de vellón, y se indicó un valor de notas de 0 para humectado nulo (líquido de ensayo completamente expulsado por goteo) hasta 5 para humectado total. Los resultados se indican en la siguiente tabla.

TABLA

1

	^{\text{*}1} Lumiten® IRA
	^{\text{*}2} Alquilo = diisobutilo (Nekal® BX)
	^{\text{*}3} Distribuidor pigmentario A®
	^{\text{*}4} Levasil® 200 (firma Bayer)
	^{\text{*}5} Se añadió emulsionante al baño.

De la tabla se desprende que sólo en los ejemplos 4 y 10 se obtuvo una tela no tejida que era aún hidrófila tras lavado quíntuple. Estos ejemplos contenían un sulfosuccinato en combinación con ácido silícico coloidal. Sin ácido silícico (ejemplo 2) no se obtiene una hidrofilia permanente, incluso en el caso de empleo del mismo emulsionante. Otros emulsionantes (ejemplo 5, 6) no conducen a la hidrofilia permanente deseada. Tampoco aditivos polímeros (ejemplo 8) o cantidades de ácido silícico más elevadas en ausencia de sulfosuccinatos (ejemplo 9), no conducen a las propiedades deseadas.

Ejemplos 11 a 18

Se remojaron telas no tejidas de celulosa estándar (Whatman #4; 100% de celulosa), de una longitud de 35 a 50 cm y una anchura de 25 a 28 cm, en Foulard a través de un baño de agentes aglutinantes al 10% (Acronal DS 2350 X), se retorcieron, y a continuación se secaron en un secador de bastidor tensor Mathis con gasa de recepción. El baño contenía los aditivos indicados en la siguiente tabla. En los ejemplos 13 y 14 se impregnaron los vellones en primer lugar en Foulard con una disolución de Al_{2} (SO_{4})_{3} al 5%, se retorcieron, y se secaron, y sólo después se impregnaron en Foulard con agente aglutinante, y se secaron de nuevo.

Se sometieron las telas no tejidas obtenidas a un ensayo de resistencia de succión. A tal efecto se colgó una banda de vellón lavada y desecada (70 x 30 mm), con una profundidad de inmersión de aproximadamente 5 mm, en el líquido de ensayo (véase anteriormente), y se anotó su altura de ascenso después de 30 segundos. Además se midió la velocidad de penetración en la tela no tejida. A tal efecto se aplicaron 0,1 ml de líquido de ensayo sobre el lado superior de muestras de tela no tejida lavadas y secadas 5 veces, y se anotó el tiempo hasta que la gota había penetrado completamente en la tela no tejida. Los resultados se indican en la siguiente tabla.

TABLA

3

	^{\text{*}4} Levasil® 200 (firma Bayer)
	^{\text{*}5} Se añadió emulsionante al baño
	^{\text{*}6} Sipernat D 10 = polvo de ácido silícico
	^{\text{*}7} Polvo de silicato de aluminio
	^{\text{*}8} CaCO_{3}.

De la tabla se desprende que sólo la combinación de carga mineral (óxido/hidróxido de aluminio, o bien ácido silícico; ensayos 14, 15) con sulfosuccinatos conduce a la hidrofilia permanente deseada. Los componentes por separado (ensayos 12, 13) no son apropiados a tal efecto. Los ejemplos con aditivos minerales no coloidales (ejemplos 16, 17 y 18) muestran de manera crítica el significado de la distribución dispersa coloidal.

Claims

1. Producto plano textil, que comprende una estructura de fibras, que están unidas entre sí por medio de un agente aglutinante polímero, caracterizado porque el producto plano contiene un óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn en distribución dispersa coloidal, así como un agente humectante seleccionado entre sulfosuccinatos y sulfosuccinamatos.

2. Producto plano textil según la reivindicación 1, caracterizado porque contiene un 1 a un 20% en peso de óxido y/o hidróxido, referido al peso seco del agente aglutinante polímero.

3. Producto plano textil según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque contiene un 1 a un 20% en peso de agente humectante, referido al peso seco del agente aglutinante polímero.

4. Producto plano textil según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el óxido y/o hidróxido es seleccionado entre ácido silícico, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio y alumosilicatos.

5. Producto plano textil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sulfosuccinato y/o sulfosuccinamato presenta una o dos grupos alquilo con 4 a 8 átomos de carbono.

6. Producto plano textil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras son seleccionadas entre fibras de polipropileno, poliéster y celulosa.

7. Producto plano textil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente aglutinante comprende un polímero de monómeros, que son seleccionados entre (met)acrilatos de alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, ácido (met)acrílico, (met)acrilamida, N-metilol(met)acrilamida, estireno, butadieno, (met)acrilonitrilo, ésteres vinílicos de ácido alcanóico con 1 a 6 átomos de carbono, cloruro de vinilo, etileno y alcohol vinílico.

8. Procedimiento para la obtención de un producto plano textil, impregnándose una estructura de fibras con una dispersión de un agente aglutinante polímero, se seca, y en caso dado se endurece, porque la estructura se impregna además (i) con una suspensión coloidal de un óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn, impregnándose con la disolución de un precursor de un óxido y/o hidróxido de Al, B, Si, Mg, Ti y/o Zn, induciéndose a la formación de óxido y/o hidróxido en distribución dispersa coloidal, y (ii) impregnándose la estructura con un agente humectante seleccionado entre sulfosuccinatos y sulfosuccinamatos.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la suspensión coloidal de óxido y/o hidróxido se presenta en la dispersión de agente aglutinante polímero.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque, en el caso de la suspensión coloidal, se trata de una suspensión de ácido silícico coloidal.

11. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el precursor de un óxido y/o hidróxido es una disolución que contiene Al^{3+}.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la inducción de la formación de óxido y/o hidróxido se efectúa al mismo tiempo que el impregnado con la dispersión de agente aglutinante polímero.