FR2941971A1 - Procede de fonctionnalisation d'un substrat textile en vue de lui conferer des proprietes hydrophobes et oleophobes. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile en vue de lui conférer des propriétés hydrophobes et oléophobes, ledit procédé comprenant les étapes prévoyant de : - préparer une formulation de macromolécules présentant une partie hydrophile (3) qui est entourée respectivement par une partie hydrophobe (2) et par une partie réactive sous rayonnement ionisant ; - imprégner ledit substrat textile avec ladite formulation ; - appliquer un rayonnement ionisant sur ledit substrat imprégné de sorte à assurer le greffage des macromolécules sur ledit substrat par réaction de leur partie réactive.
Description
1 L'invention concerne un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile en vue de lui conférer des propriétés hydrophobes et oléophobes, ainsi qu'un substrat textile fonctionnalisé par mise en oeuvre d'un tel procédé.
En particulier, un substrat textile selon l'invention permet la confection de vêtements, notamment professionnels, pour les rendre résistants tant à l'eau qu'aux huiles.
Pour ce faire, on connaît l'utilisation de chaînes fluorées dont la longueur du squelette carbone qui supporte les fluors peut être comprise entre 6 et 12 atomes. Toutefois, la formulation en phase aqueuse de telles chaînes ainsi que leur fixation sur les fibres du substrat textile s'avèrent difficiles à mettre en oeuvre. En particulier, la stabilité de la formulation ainsi que sa comptabilité avec le matériau formant le substrat textile posent problème.
II en résulte que la fiabilité des propriétés hydrophobes et oléophobes d'un substrat textile selon l'art antérieur n'est pas satisfaisante, notamment relativement à sa durabilité au cours des lavages successifs que les vêtements ont à subir.
L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile en vue de lui conférer des propriétés hydrophobes et oléophobes qui sont fiables, notamment dans le temps relativement aux lavages successifs. En outre, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est particulièrement simple, notamment en pouvant être réalisée en phase aqueuse.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile en vue de lui conférer des propriétés hydrophobes et oléophobes, ledit procédé comprenant les étapes prévoyant de: 2 préparer une formulation de macromolécules présentant une partie hydrophile qui est entourée respectivement par une partie hydrophobe et par une partie réactive sous rayonnement ionisant ; - imprégner ledit substrat textile avec ladite formulation ; - appliquer un rayonnement ionisant sur ledit substrat imprégné de sorte à assurer le greffage des macromolécules sur ledit substrat par réaction de leur partie réactive.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un substrat textile fonctionnalisé par mise en oeuvre d'un tel procédé, les macromolécules étant greffées sur ledit substrat par liaison de leur partie réactive sur les fibres dudit substrat, les parties hydrophobes étant distribuées sur ledit substrat en étant portées par les parties hydrophiles, de sorte à conférer audit substrat des propriétés hydrophobes et oléophobes.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en relation avec la figure jointe qui schématise le greffage de macromolécules sur une fibre d'un substrat textile selon un mode de réalisation de l'invention.
On décrit ci-dessous un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile en vue de lui conférer des propriétés hydrophobes et oléophobes. En particulier, le matériau formant le substrat textile peut être de toute nature compatible avec une utilisation dans le domaine de la confection de vêtements, notamment en fibres synthétiques à base de polyester.
Le substrat textile peut prendre toute forme adaptée pour la confection de vêtement, notamment en étant formé d'une nappe de tricot, de tissu ou de non-tissé. En outre, le substrat textile peut subir, préalablement à sa fonctionnalisation, des traitements particuliers, notamment pour améliorer sa cohésion. 3 Le procédé de fonctionnalisation prévoit de préparer une formulation de macromolécules présentant une partie hydrophile 3 et une partie hydrophobe 2, ladite partie hydrophobe présentant donc des propriétés d'hydrophilie qui sont inférieures à celles de la partie hydrophile 3.
Plus précisément, la partie hydrophile 3 est entourée respectivement par la partie hydrophobe 2 et par une partie réactive sous rayonnement ionisant. Ainsi, les parties hydrophiles 3 et hydrophobes 2 sont orientées de façon optimale afin de gagner en efficacité tant sur le plan des propriétés visées que sur leur durabilité.
En particulier, la partie réactive sous rayonnement ionisant est formée d'au moins un groupement comprenant une liaison insaturée qui, sous l'effet du rayonnement ionisant, forme un radical libre réactif. Par exemple, la partie réactive sous rayonnement ionisant peut être choisie parmi les groupements vinyliques, acrylates, amines, époxy, hydroxyles, phényles, éthers, esters, carboxyles, thiol.
Selon une réalisation, la partie hydrophobe 2 est formée par la chaîne d'un haloalcane, notamment par une chaîne perfluorée. Par exemple, la longueur du squelette carbone qui supporte les fluors peut être comprise entre 6 et 12 atomes, de sorte à accentuer l'hydrophobie et donc l'effet perlant conféré par la macromolécule.
Concernant la partie hydrophile 3, elle peut être formée d'une chaîne oligomérique. En particulier, la nature de la partie hydrophile 3 peut être adaptée pour que la macromolécule soit compatible avec les fibres 1 du support textile. En outre, la longueur des chaînes oligomériques peut être adaptée pour moduler la balance entre les propriétés hydrophobes et oléophobes obtenues.
Les parties hydrophiles 3 des macromolécules peuvent présenter une distribution de chaînes oligomériques de longueur différente. Du fait des différences de longueur de chaînes hydrophiles 3, l'espacement entre les parties hydrophobes 2 et le substrat textile est distribué, de sorte à améliorer les propriétés recherchées par rapport à celles obtenues avec une partie hydrophile de longueur unique.
Selon une réalisation avantageuse, la partie hydrophile 3 est formée d'une chaîne polyoxazoline. On décrit ci-dessous un exemple de macromolécule TAF dont la formule chimique s'écrit : o
H O N
0 o 0
1 o Cette macromolécule TAF présente donc : une partie hydrophobe 2 formée par la chaîne perfluorée : une partie hydrophile 3 formée par la chaîne polyoxazoline :
- une partie réactive formée par un groupement méthacrylate : o
Cette macromolécule TAF peut être synthétisée en trois étapes. La polymérisation de la 2-méthyl-2-oxazoline MOx se fait en présence d'espèces ROTf (Tf=SO2CF3) ou ROTs (Ts=SO2-pTol). L'amorceur ACOTf a été 15 synthétisé avec un taux de conversion de 80% à partir de l'alcool perfluoré : 1 H,1 H,2H,2H-perfluorodécanol AC8 en présence d'anhydride trifluorométhanesulfonique et de carbonate de potassium en excès dans le dichlorométhane à -20°C pendant 24h. C5F -(CH2)2 ( N C8F17(CH2)2 ''('' N o H Tf,O, CH,CI,
K,CO3, 24h, -20°C C8F17-(CH2)2ùOH C8F17-(CH2)2ùOTf 80% AC8 ACTf Tf = SO2CF3 A partir d'ACTf, des polyoxazolines fluorées Rf-POx ont été synthétisées au reflux de l'acétonitrile après 24h de réaction suivi d'un ajout de potasse et 6h de réaction à 50°C. Diverses longueurs de chaînes polyoxazoline (5,6<n<10,5) ont été obtenues. 1- CII3CN. 80°C. 24h ACTf CBF1--(CH2)2 2- KOII / MeOH 50°C. 6h MOx RfPOx La dernière étape consiste en la modification chimique de l'extrémité de chaîne hydroxyle du Rf-POx en fonction méthacrylate réactive sous rayonnement. Ceci est réalisé en présence de 2-isocyanatoéthylméthacrylate (IEM) (1,2 éq) et de SnBu2(dilaurate)2 (0,1% en masse) dans l'acétonitrile à 60°C. o H C,F,--!CH_1~~N\" v 1 IEM 0 t Y N v '0" J 0 CH_CN, 1 nuit, 60`C o / 0 SnBu2(dilaurate)2 Rf-POx TA F La formulation de macromolécules peut être réalisée en phase aqueuse, avec éventuellement un co-solvant. Outre les macromolécules, la formulation peut comprendre des agents de réticulation et de pontage, notamment à base d'acrylates ou de composés hybrides organo-silanes, ainsi qu'éventuellement un monomère fluoré ou des anti-mousses. La formulation peut également comprendre d'autres additifs tels que des agents de rhéologie ou de thixotropie mais également des résines, des gommes, des promoteurs d'adhérence, des agents de mouillage. 6 Le procédé de fonctionnalisation prévoit ensuite d'imprégner le substrat textile avec la formulation. Pour ce faire, la formulation peut être pulvérisée sur le substrat textile. En variante, une technique d'imprégnation / foulardage, de sérigraphie ou de transfert peut être utilisée.
Le procédé de fonctionnalisation prévoit d'appliquer un rayonnement ionisant sur le substrat imprégné de sorte à assurer le greffage des macromolécules sur ledit substrat par réaction de leur partie réactive. Selon une réalisation, le rayonnement ionisant est un bombardement électronique généré par un accélérateur d'électrons qui est ajusté en puissance et en durée pour permettre le greffage des macromolécules.
Le procédé peut également prévoir, avant et/ou après application du rayonnement, une étape de traitement thermique du substrat textile imprégné, par exemple au moyen de lampes infrarouges, de sorte à assurer le séchage du substrat textile. Le traitement thermique peut permettre en outre d'assurer une thermofixation de la formulation sur le substrat textile.
Enfin, le substrat textile peut être lavé puis séché ou subir d'autres traitements nécessaires à son utilisation ultérieure.
En relation avec la figure, le procédé selon l'invention permet de réaliser un substrat sur lequel les macromolécules sont greffées par liaison de leur partie réactive sur les fibres 1 dudit substrat. Ainsi, la fixation des macromolécules sur le substrat textile est particulièrement durable avec notamment une bonne tenue en machine à laver. Par exemple, le taux massique de macromolécules sur le substrat peut être compris entre 0.5 et 5%.
En outre, les parties hydrophobes 2 sont distribuées sur ledit substrat en étant portées par les parties hydrophiles 3, de sorte à conférer audit substrat des propriétés hydrophobes et oléophobes. En particulier, l'efficacité du greffage des macromolécules TAF sur fibre textile polyester a été validée selon le test 7 de l'arrosoir (ISO 4920-1981) en présence d'eau afin d'évaluer les propriétés hydrophobes et en présence d'hydrocarbures afin d'évaluer les propriétés oléophobes (AATCC 118-1997).
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile en vue de lui conférer des propriétés hydrophobes et oléophobes, ledit procédé comprenant les étapes 5 prévoyant de : - préparer une formulation de macromolécules présentant une partie hydrophile (3) qui est entourée respectivement par une partie hydrophobe (2) et par une partie réactive sous rayonnement ionisant ; imprégner ledit substrat textile avec ladite formulation ; 10 appliquer un rayonnement ionisant sur ledit substrat imprégné de sorte à assurer le greffage des macromolécules sur ledit substrat par réaction de leur partie réactive.
- 2. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que la partie hydrophobe (2) est formée par la chaîne d'un haloalcane.
- 3. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie hydrophobe (2) est formée d'une chaîne perfluorée. 20
- 4. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie hydrophile (3) est formée d'une chaîne oligomérique.
- 5. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 4, caractérisé en ce 25 que les parties hydrophiles (3) des macromolécules présentent une distribution de chaînes oligomériques de longueur différente.
- 6. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie hydrophile (3) est formée d'une chaîne polyoxazoline.
- 7. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie réactive sous rayonnement ionisant est 30 10choisie parmi les groupements vinyliques, acrylates, amines, époxy, hydroxyles, phényles, éthers, esters, carboxyles, thiol.
- 8. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 7, caractérisé en ce que le rayonnement ionisant est un bombardement électronique.
- 9. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la formule chimique de la macromolécule s'écrit : o
- 10. Substrat textile fonctionnalisé par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, les macromolécules étant greffées sur ledit substrat par liaison de leur partie réactive sur les fibres (1) dudit substrat, 15 les parties hydrophobes (2) étant distribuées sur ledit substrat en étant portées par les parties hydrophiles (3), de sorte à conférer audit substrat des propriétés hydrophobes et oléophobes. H o
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