IT202100017357A1 - Composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti e relativo procedimento di preparazione - Google Patents

Composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti e relativo procedimento di preparazione Download PDF

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Giuseppe Rosace
Claudio Colleoni
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Univ Degli Studi Di Bergamo
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Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: ?COMPOSIZIONE SOL-GEL PER IL FINISSAGGIO IDROREPELLENTE DI TESSUTI E RELATIVO PROCEDIMENTO DI PREPARAZIONE?.
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti.
Nel settore tessile, ? noto l?uso di particolari composizioni per il finissaggio di tessuti, volte a fornire un effetto idrorepellente e oleorepellente agli stessi. Tali tessuti vengono utilizzati ad esempio come indumenti tecnici, destinati ad essere indossati da un utente, ma anche per la realizzazione di rivestimenti o strutture protettive.
Per gli scopi della presente domanda di brevetto, per tessuti sono da intendersi materiali, rappresentati sia da tessuti (con struttura ortogonale e/o maglia) che da non-tessuti, entrambi di origine naturale, artificiale o sintetica. Tali materiali, costituiti da fibre anche differenti per composizione, includono sia prodotti di origine animale (ad esempio: lana, seta), che quelli di origine vegetale (ad esempio: cotone, lino) e sintetica (ad esempio: poliestere, poliammide, aramidica), eventualmente in mischia.
Dalla loro introduzione negli anni 50, il pi? alto livello di repellenza sia per la resistenza all?olio che all?acqua ? stato raggiunto utilizzando sostanze polimeriche per- e polifluoroalchiliche (PFAS), che rappresentano una classe di sostanze chimiche altamente fluorurate.
Le propriet? repellenti sono essenziali per la protezione contro i liquidi, ad esempio nell?ambito dei tessuti medicali e degli indumenti protettivi nell?industria petrolifera e del gas; sono anche vitali per la salute, la sicurezza e il comfort degli appassionati di outdoor in condizioni climatiche estreme. I requisiti richiesti degli utenti finali differiscono a seconda degli utilizzi specifici e dell?ambiente di utilizzo. La repellenza nell?abbigliamento outdoor ? pi? comunemente associata agli indumenti impermeabili per esterni, offrendo protezione dalla pioggia. Nei tessuti medicali, l?esposizione e il trasferimento di sangue e fluidi corporei tra i pazienti e il personale medico durante le cure di primo intervento o all?interno degli ospedali ? motivo di grande preoccupazione, con il potenziale trasferimento di batteri e virus. La repellenza al sangue e ai fluidi corporei ? essenziale per la protezione professionale ed ? necessaria una finitura repellente per propriet? barriera sufficienti, di cui un alto livello di repellenza ? attualmente fornito dai polimeri fluorurati.
Le composizioni note per il finissaggio idrorepellente dei tessuti comprendono generalmente composti organici a base di fluoro, nello specifico appartenenti alla classe dei composti organici perfluoroalchilici (per- and polyfluoroalkyl substances: PFAS), come ad esempio acido perfluoroottanoico (PFOA) e acido perfluoroottansulfonico (PFOS).
I PFAS presentano lunghe catene alchiliche fluorurate e, oltre ad avere un effetto idrorepellente, vengono utilizzati in prodotti industriali e di consumo per aumentare la resistenza alla bagnabilit? con oli e acqua di tessuti, tappeti ed abbigliamento.
I PFAS sono composti chimicamente stabili ed estremamente versatili. Il loro impiego ?, infatti, noto in numerosi settori industriali.
Tuttavia, tali composti, seppur largamente utilizzati risultano estremamente pericolosi per la salute.
I PFAS sono, infatti, classificati come sostanze potenzialmente cancerogene per l?uomo.
Oltre a ci?, i PFAS sono difficilmente degradabili e, se rilasciati nell?ambiente durante la fabbricazione, l?uso e lo smaltimento dei prodotti che li contengono, risultano essere persistenti e presenti sia nel suolo, che nell?aria e nell?acqua per molto tempo. In particolare, i PFAS a catena lunga (? C7 per PFCA, Acidi carbossilici perfluoroalchilici, e ? C6 per PFSA, Acidi perfluoroalcano solfonici) sono in grado di bioaccumularsi con un numero di sostanze specifiche identificate come persistenti, bioaccumulabili e tossiche (PBT) o come molto persistenti e molto bioaccumulabili (vPvB). Tali composti possono permanere nell?aria anche per diversi giorni portando ad esposizione per inalazione e nel suolo possono essere facilmente trasportati dall?acqua, determinando un inquinamento delle falde acquifere. All?interno dell?Unione Europea, l?acido perfluoroottansolfonico (PFOS) ? regolato a livelli rilevabili di 1 ?g m<-2 >nei tessuti. Mentre i limiti per il PFOA sono attualmente in discussione nell?UE, molti paesi membri stanno introducendo limitazioni pi? stringenti all?utilizzo di composti fluorurati nelle applicazioni tessili. Numerosi standard, promossi da brand del settore tessile in risposta alle pressioni provenienti dai consumatori, prevedono l?esclusione di sostante fluorurate dai finissaggi tessili, indipendentemente dal contenuto di fluoro.
? facile comprendere dunque come le composizioni note per il finissaggio idrorepellente di tessuti siano suscettibili di perfezionamenti.
Il compito principale della presente invenzione ? quello di escogitare una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti che consenta di ottenere un efficace effetto idrorepellente.
Un altro scopo del presente trovato ? quello di escogitare una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti che conferisca un effetto idrorepellente di lunga durata, resistente ai cicli di manutenzione del tessuto trattato.
Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di escogitare una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti che sia di semplice preparazione, sicura per l?ambiente e per la salute dell?uomo e di ridotto impatto ambientale.
Ancora uno scopo del presente trovato ? quello di escogitare una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti che permetta un efficace e pratico processo di finissaggio di un tessuto da trattare.
Altro scopo del presente trovato ? quello di escogitare una composizione solgel per il finissaggio idrorepellente di tessuti che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell?ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto. Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dalla presente composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti avente le caratteristiche di rivendicazione 1.
Ulteriormente, gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal procedimento per la preparazione di una composizione sol-gel avente le caratteristiche di rivendicazione 13.
Ancora, gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal procedimento per il finissaggio idrorepellente di tessuti avente le caratteristiche di rivendicazione 15.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti.
Come noto al tecnico del settore, con l?espressione ?sol-gel? si indicano particolari composizioni comprendenti una soluzione colloidale (sol), la quale ? precursore per una successiva fase gel attraverso reazioni di idrolisi e condensazione. A seguito di trattamenti termici di essiccamento e solidificazione viene eliminata la fase liquida dal gel, promuovendo ulteriori reazioni di condensazione e polimerizzazione.
Secondo il trovato, la composizione sol-gel comprende:
- almeno una soluzione colloidale acquosa comprendente uno o pi? alchilsilani reticolati in soluzione idroalcolica; e
- almeno un agente legante che, in uso, per riscaldamento a temperature superiori a 50?C, ? atto a fissare la soluzione colloidale ad un tessuto da trattare.
Nell?ambito della presente trattazione, con l?espressione ?uno o pi? alchilsilani? ci si riferisce sia a composti che possono avere tra loro lo stesso peso molecolare, sia a composti aventi tra loro pesi molecolari differenti. La composizione sol-gel ? applicabile ad un tessuto da trattare per fornire un effetto idrorepellente allo stesso.
Vantaggiosamente, l?alchilsilano ? ottenuto per idrolisi da un precursore alchil alcossisilano di formula generale a):
in cui R1 ? un gruppo alchile C1-C20, R2 ? un gruppo alcossi C1-C10 e il gruppo R3 ? scelto tra un gruppo alchile C1-C20 e un gruppo alcossi C1-C10.
In altre parole, l?alchil alcossisilano ? scelto tra un monoalchil alcossisilano e dialchil alcossisilano.
Preferibilmente, in accordo con la formula a), R1 ? un gruppo alchile C3-C15, R2 ? un gruppo alcossi C1-C5 e R3 ? un gruppo alchile C3-C15 o un gruppo alcossi C1-C5.
Pi? preferibilmente, in accordo con la formula a), R1 ? un gruppo alchile C5-C10, R2 ? un gruppo alcossi C1-C3 e R3 ? un gruppo alchile C5-C10 o un gruppo alcossi C1-C3.
Ancora pi? preferibilmente, il precursore alchil alcossisilano in accordo con la formula a) ? trietossi ottilsilano.
Il precursore alchil alcossisilano viene idrolizzato in presenza di un catalizzatore acido per generare la specie reattiva alchilsilano.
Utilmente, il catalizzatore acido comprende almeno uno tra un acido minerale e un acido carbossilico C1-C3.
Non si esclude, tuttavia, che il catalizzatore acido possa essere un donatore protonico di tipo differente.
Il catalizzatore acido ? presente in una concentrazione in peso compresa tra 0,1% e 3% valutata rispetto al peso finale della composizione sol-gel.
A seguito dell?idrolisi, l?alchilsilano reticola e polimerizza formando un gel. L?alchilsilano ? presente in una concentrazione in peso compresa tra 0,05% e 10% valutata rispetto al peso finale della composizione sol-gel.
La soluzione colloidale pu? anche includere uno o pi? agenti emulsionanti che hanno la funzione di favorire ulteriormente l?emulsione dell?alchilsilano. L?agente emulsionante ?, ad esempio, isotridecanolo etossilato.
La composizione sol-gel comprende anche l?agente legante che permette il fissaggio della soluzione colloidale alle fibre del tessuto da trattare, incrementando la resistenza dell?effetto idrorepellente anche a seguito di frequenti lavaggi del tessuto.
Utilmente, l?agente legante ? scelto dall?elenco comprendente: acido policarbossilico, isocianato bloccato, resina acrilica e resina poliuretanica. Nello specifico, l?acido policarbossilico ? scelto dall?elenco comprendente: acido citrico, acido 1,2,3,4-butanetetracarbossilico, una combinazione degli stessi. Non si esclude, tuttavia, l?uso di acidi policarbossilici di tipo differente.
La resina acrilica ? scelta dall?elenco comprendente: poli(2-idrossietile metacrilato), polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, copolimero stirolo acrilico, una combinazione degli stessi. Non si esclude, tuttavia, l?uso di resine acriliche di tipo differente.
La resina poliuretanica pu? essere di tipo mono- o bi- componente.
La resina poliuretanica ? scelta tra quelle ottenute a partire da toluene diisocianato e/o metilendifenil diisocianato.
In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, l?isocianato ? un dimero o trimero, ma possono anche essere usati oligomeri e isocianati polimerici. Tra gli isocianati si includono 2,4- o 2,6-tolilene diisocianato, etilene diisocianato, propilene diisocianato, 4,4-difenilmetano diisocianato, p-fenilene diisocianato, tetrametilene diisocianato, esametilene diisocianato, decametilene diisocianato, dodecamino diisocianato, 2,4 -trimetil esametilene-1,6-diisocianato, fenilene diisocianato, tolilene o naftilene diisocianato, 4,4?-metilene-bis (fenilisocianato), 2,4?-metilene-bis (fenilisocianato), 3,4?-metilene-bis (fenilisocianato), 4,4?-etilene-bis (fenilisocianato), ?, ??-diisocianato-1,3-dimetil benzene, ?, ??-diisocianato-1,4-dimetil cicloesano, ?, ??-diisocianato -1,4-dimetilbenzene, ?, ??-diisocianato-1,3-dimetil cicloesano, 1-metil-2,4-diisocianato cicloesano, 4,4?-metilene-bis (cicloesil isocianato), 3-isocianato- metil-3,5,5-trimetilcicloesilisocianato, dimero acido-diisocianato, ?, ??-diisocianato dietilbenzene, ?, ??-diisocianato dimetil toluene, ?, ??-diisocianato dietil toluene, 1,4-bis (2-isocianato-prop-2-il) benzene e 1,3-bis (2-isocianatoprop-2-il) benzene.
Preferibilmente, l?agente legante ? un isocianato bloccato.
Pi? in dettaglio, come noto al tecnico del settore, un isocianato bloccato ? un composto in cui il gruppo funzionale isocianato viene protetto mediante l?uso di un agente bloccante producendo un composto inerte a temperatura ambiente ma che fornisce la funzionalit? reattiva propria dell?isocianato a temperature elevate ( Handbook of Polymer Foams, ? noto, infatti, come gli isocianati siano una classe di composti estremamente sensibili all?umidit? dell?ambiente di reazione e, oltre a ci?, risultano pericolosi per l?ambiente e per la salute degli operatori che li utilizzano.
Gli isocianati bloccati oltre ad essere maggiormente stabili risultano anche a minor impatto ambientale e maggiormente sicuri per la salute degli operatori rispetto agli isocianati liberi ( Emerging Organic Pollutants in Waste Waters and Sludge, Springer, Berlin Heidelberg, 2004,
L?agente bloccante ? scelto da un elenco che include pirazoli come 3,5-dimetilpirazolo, 3-metilpirazolo, 3,5-dimetil-4-nitropirazolo, 3,5-dimetil-4-bromopirazolo e pirazolo; fenoli come fenolo, metilfenolo, clorofenolo, isobutilfenolo, terz-butilfenolo, iso-amilfenolo, ottilfenolo e nonilfenolo; lattami come ?-caprolattame, ?-valerolattame e ?-butrolattame; composti metilenici attivi come dimetil malonato, dietil malonato, acetil acetone, metil acetoacetato e etil acetoacetato; ossime come formaldoxima, acetaldoxima, acetone ossima, metil etil chetone ossima, cicloesanone ossima, acetofenone ossima e benzofenone ossima; composti imidazolici come imidazolo, 2-metil imidazolo; e bisolfito di sodio.
Preferibilmente, l?agente bloccante ? scelto tra i pirazoli e le ossime.
Esempi adatti di isocianato bloccato sono:
- IS GREEN, commercializzato da
- PERFLORO EXT commercializzato da
Altri isocianati bloccati disponibili in commercio sono anche adatti per l'uso nel presente contesto.
Utilmente, l?agente legante ? presente in una concentrazione in peso compresa tra 0,2% e 10% valutata rispetto al volume finale della composizione sol-gel.
L?agente legante forma un cross-link tra la soluzione colloidale e le fibre del tessuto.
La composizione sol-gel pu? comprendere uno o pi? agenti emulsionanti scelti tra polialchilen glicole e acido grasso alcossilato.
Gli agenti emulsionanti contribuiscono a favorire l?emulsione dell?alchilsilano nel solvente.
La composizione sol-gel pu? anche comprendere uno o pi? composti tensioattivi.
I composti tensioattivi hanno la funzione di incrementare la bagnabilit? del tessuto da trattare e, conseguentemente, l?assorbimento della composizione sol-gel.
I composti tensioattivi sono scelti dall?elenco comprendente: alcoli, tensioattivi anionici, tensioattivi cationici, tensioattivi anfoteri, tensioattivi non ionici o una combinazione degli stessi.
I composti tensioattivi sono presenti in una concentrazione in peso compresa tra 0,001% e 0,1% valutata rispetto al peso finale della composizione solgel.
Vantaggiosamente, la composizione sol-gel presenta un valore di pH compreso tra 4 e 8.
Preferibilmente, il valore di pH ? compreso tra 5,5 e 7.
La composizione sol-gel risulta, dunque, indicata anche per il trattamento di tessuti delicati e non rischia di indurre alterazioni del tessuto stesso, a causa dei valori particolarmente acidi o alcalini della soluzione.
Secondo un ulteriore aspetto, il presente trovato si riferisce ad un procedimento per la preparazione di una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti, in accordo con una o pi? delle forme di attuazione sopra descritte.
Il procedimento secondo il trovato comprende almeno le fasi di:
- preparazione dell?alchilsilano in un solvente idroalcolico;
- miscelazione ad ottenere una soluzione colloidale;
- aggiunta dell?agente legante alla soluzione colloidale ad ottenere la composizione sol-gel il finissaggio idrorepellente di tessuti.
Utilmente, il solvente idroalcolico ? ottenuto dalla combinazione di acqua e alcol.
La fase di preparazione dell?alchilsilano comprende un passo di dissoluzione del precursore alchil alcossisilano nel solvente idroalcolico e un passo di idrolisi del precursore alchil alcossisilano stesso in presenza del catalizzatore acido.
Il solvente idroalcolico ? preparato mescolando acqua ed alcol. Possono essere utilizzati per tale scopo gli alcoli: metilico, etilico, n-propilico, isopropilico, t-butilico. Preferibilmente, l?alcol utilizzato ? quello etilico. Il rapporto tra acqua e alcol ? compreso nel seguente intervallo:
H2O:alcool = 80:20 e H2O:alcool = 20:80.
Preferibilmente ? H2O:alcool = 50:50.
Il passo di idrolisi determina la trasformazione dei gruppi Si-alcossi in Si-OH e fornisce la specie reattiva alchilsilano.
Il passo di idrolisi ? preferibilmente completo, ossia tutti i gruppi alcossi vengono rimossi dal precursore alchil alcossisilano.
La fase di miscelazione viene eseguita per un tempo compreso tra 10 e 60 minuti.
Utilmente, il procedimento pu? comprendere anche almeno una fase di aggiunta di almeno uno tra un composto tensioattivo e un agente emulsionante.
Il procedimento di preparazione della composizione sol-gel viene eseguito vantaggiosamente a temperatura ambiente.
Esempio 1
In un contenitore di opportuna grandezza si aggiungono 977,9 grammi di soluzione idroalcolica, 0,4 g di HCl 0,1M e 14 grammi di ottil trietossisilano. La soluzione cos? preparata ? posta in agitazione per 60 minuti al fine di idrolizzare il precursore. Sotto agitazione, si aggiungono 2,30 di alcol etossilato, successivamente 5 grammi di isocianato bloccato e acido acetico per ottenere un pH finale 4,5-5.
Secondo un ulteriore aspetto, il presente trovato si riferisce ad un procedimento per il finissaggio idrorepellente di tessuti.
Il procedimento di finissaggio secondo il trovato di comprende le fasi di: - fornitura di un tessuto da trattare;
- fornitura di una composizione sol-gel in accordo con una o pi? delle forme di attuazione sopra descritte;
- applicazione della composizione sol-gel al tessuto da trattare ad ottenere un tessuto impregnato; e
- asciugatura del tessuto impregnato ad ottenere un tessuto idrorepellente. L?applicazione viene eseguita mediante impregnazione, esaurimento, spalmatura o spray.
La fase di applicazione fa s? che la composizione sol-gel penetri tra le fibre del tessuto da trattare.
Al termine di tale fase, il tessuto impregnato presenta una percentuale di assorbimento della composizione sol-gel compresa tra 30% e 100%.
La percentuale di assorbimento, nota al tecnico del settore anche come percentuale di ?wet pick-up?, ? un parametro che indica la quantit? di liquido che viene assorbita da un tessuto o comunque da un materiale assorbente. Tale parametro dipende da una molteplicit? di fattori, tra i quali la bagnabilit? del materiale assorbente e le propriet? chimico-fisiche del liquido.
Al fine di ottenere un finissaggio efficace e al tempo stesso una rapida asciugatura del tessuto trattato, la percentuale di assorbimento della composizione sol-gel ? compresa preferibilmente tra 72% e 77%.
La fase di asciugatura viene eseguita ad una temperatura incrementata da 110?C a 220?C.
La fase di asciugatura viene eseguita mediante macchina asciugatrice, denominata rameuse.
Pi? in dettaglio, la rameuse ? una macchina costituita da una successione di camere, isolate termicamente e riscaldate tramite opportuni radiatori. Il tessuto impregnato viene condotto lungo un percorso attraverso pi? camere, cedendo in maniera controllata l?umidit? acquisita a seguito della fase di impregnazione. La macchina ? impostata in maniera che, in funzione della velocit? di scorrimento del tessuto, quest?ultimo sia sottoposto per un intervallo di tempo definito ad una determinata temperatura.
Durante la fase di asciugatura, il solvente viene allontanato e viene completata la polimerizzazione della composizione sol-gel.
Utilmente, la fase di asciugatura comprende un primo passo di riscaldamento della composizione sol-gel ad un primo valore di temperatura compreso tra 110?C e 150?C e un secondo passo di riscaldamento della composizione solgel ad un secondo valore di temperatura compreso tra 151?C e 190?C.
Il primo passo di asciugatura e il secondo passo di asciugatura vengono eseguiti ciascuno per un tempo compreso tra 30 secondi e 5 minuti.
? facile comprendere come tali valori temporali siano indicativi e, in funzione della scala industriale ai quali vengono applicati, possano variare sensibilmente. Il tempo di asciugatura varia anche in funzione della massa areica del tessuto, ossia il rapporto massa/superficie. In funzione di tale parametro, infatti, si distinguono generalmente tessuti leggeri (50-110 g/m<2>), medi (110-200 g/m<2>) e pesanti (>200 g/m<2>), con differenti destinazioni d?uso (abbigliamento, arredo, tecnico). Per tessuti leggeri, i suddetti intervalli temporali possono essere ridotti, mentre per i tessuti pesanti vengono incrementati.
La fase di asciugatura permette di ottenere un tessuto finito con una percentuale di acquisizione compresa tra 0.25% e 6%, in funzione della natura del substrato trattato.
La percentuale di acquisizione, nota al tecnico del settore anche come percentuale di ?add-on?, rappresenta la quantit? di componente idrorepellente che rimane legata al tessuto a seguito della rimozione del solvente.
Esempio 2
La soluzione sol-gel viene applicata su un materiale tessile mediante un sistema per impregnazione con percentuale di assorbimento finale pari a circa 70%. Il materiale cos? ottenuto ? dapprima asciugato e successivamente polimerizzato a 170?C per 2 minuti.
Si ? in pratica constatato come l?invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che la presente composizione sol-gel permette di ottenere un efficace effetto idrorepellente.
La composizione sol-gel secondo il trovato conferisce un effetto idrorepellente di lunga durata, resistente ai cicli di manutenzione del tessuto trattato.
Inoltre, la presente composizione risulta di semplice preparazione, sicura per l?ambiente e per la salute dell?uomo e di ridotto impatto ambientale.
Infine, la presente composizione sol-gel permette un efficace e pratico processo di finissaggio di un tessuto da trattare.

Claims (19)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti, comprendente: - almeno una soluzione acquosa colloidale comprendente uno o pi? alchilsilani reticolati; e - almeno un agente legante che, in uso per riscaldamento a temperature superiori a 50?C, ? atto a fissare detta soluzione colloidale ad un tessuto da trattare.
  2. 2) Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto alchilsilano ? ottenuto per idrolisi da un precursore alchil alcossisilano di formula generale a):
    in cui R1 ? un gruppo alchile C1-C20, R2 ? un gruppo alcossi C1-C10 e il gruppo R3 ? scelto tra un gruppo alchile C1-C20 e un gruppo alcossi C1-C10.
  3. 3) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che in accordo con detta formula a), R1 ? un gruppo alchile C3-C15, R2 ? un gruppo alcossi C1-C5 e R3 ? un gruppo alchile C3-C15 o un gruppo alcossi C1-C5.
  4. 4) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che in accordo con detta formula a), R1 ? un gruppo alchile C5-C10, R2 ? un gruppo alcossi C1-C3 e R3 ? un gruppo alchile C5-C10 o un gruppo alcossi C1-C3.
  5. 5) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto precursore alchil alcossisilano in accordo con detta formula a) ? octil trietossisilano.
  6. 6) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto alchilsilano ? presente in una concentrazione in peso compresa tra 0,05% e 10% valutata rispetto al peso finale di detta composizione sol-gel.
  7. 7) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto agente legante ? scelto dall?elenco comprendente: acido policarbossilico, isocianato bloccato, resina acrilica e resina poliuretanica.
  8. 8) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto agente legante ? presente in una concentrazione in peso compresa tra 0,2% e 10% valutata rispetto al volume finale di detta composizione sol-gel.
  9. 9) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende uno o pi? agenti emulsionanti scelti tra polialchilen glicole e acido grasso alcossilato.
  10. 10) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende uno o pi? composti tensioattivi scelti dall?elenco comprendente: alcoli, tensioattivi anionici, tensioattivi cationici, tensioattivi anfoteri, tensioattivi non ionici o una combinazione degli stessi.
  11. 11) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto composto tensioattivo ? presente in una concentrazione in peso compresa tra 0,001% e 0,1% valutata rispetto al peso finale di detta composizione sol-gel.
  12. 12) Composizione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che presenta un valore di pH compreso tra 4 e 8.
  13. 13) Procedimento per la preparazione di una composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno le fasi di: - preparazione di detto alchilsilano in un solvente idroalcolico; - miscelazione ad ottenere una soluzione colloidale; - aggiunta di detto agente legante a detta soluzione colloidale ad ottenere detta composizione sol-gel per il finissaggio idrorepellente di tessuti.
  14. 14) Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una fase di aggiunta di almeno uno tra un composto tensioattivo e detto agente emulsionante.
  15. 15) Procedimento per il finissaggio idrorepellente di tessuti caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - fornitura di un tessuto da trattare; - fornitura di una composizione sol-gel secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 14; - applicazione di detta composizione sol-gel a detto tessuto da trattare ad ottenere un tessuto impregnato; - asciugatura di detto tessuto impregnato ad ottenere un tessuto idrorepellente.
  16. 16) Procedimento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detta applicazione viene eseguita mediante impregnazione, esaurimento, spalmatura o spray.
  17. 17) Procedimento secondo la rivendicazione 15 o 16, caratterizzato dal fatto che detto tessuto impregnato presenta una percentuale di assorbimento (wet pick-up) di detta composizione sol-gel compresa tra 30% e 100%.
  18. 18) Procedimento secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 17, caratterizzato dal fatto che detta asciugatura presenta una temperatura incrementata da 110?C a 220?C.
  19. 19) Procedimento secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 18, caratterizzato dal fatto che detta fase di asciugatura comprende un primo passo di riscaldamento di detta composizione sol-gel ad un primo valore di temperatura compreso tra 110?C e 150?C e un secondo passo di riscaldamento di detta composizione sol-gel ad un secondo valore di temperatura compreso tra 151?C e 190?C.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103726302A (zh) * 2013-12-06 2014-04-16 南京工业大学 一种多功能超疏水杂化材料的制备方法
CN106012543A (zh) * 2016-07-05 2016-10-12 无锡嘉加科技有限公司 一种无氟拒水防污整理剂及其制备方法和应用
CN106149361A (zh) * 2016-08-04 2016-11-23 东华大学 一种高耐磨防污座椅面料的制备方法
CN108867032A (zh) * 2018-06-14 2018-11-23 江南大学 一种无氟超疏水棉织物的制备方法
CN109518468A (zh) * 2018-11-13 2019-03-26 疏博（上海）纳米科技有限公司 一种有机硅聚合物超疏水织物整理剂的制备及应用
CN112411175A (zh) * 2020-11-24 2021-02-26 苏州浩纳新材料科技有限公司 一种红外自发热的功能布料及其制备方法
CN112553900A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 财团法人纺织产业综合研究所 疏水纱线的制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103726302A (zh) * 2013-12-06 2014-04-16 南京工业大学 一种多功能超疏水杂化材料的制备方法
CN106012543A (zh) * 2016-07-05 2016-10-12 无锡嘉加科技有限公司 一种无氟拒水防污整理剂及其制备方法和应用
CN106149361A (zh) * 2016-08-04 2016-11-23 东华大学 一种高耐磨防污座椅面料的制备方法
CN108867032A (zh) * 2018-06-14 2018-11-23 江南大学 一种无氟超疏水棉织物的制备方法
CN109518468A (zh) * 2018-11-13 2019-03-26 疏博（上海）纳米科技有限公司 一种有机硅聚合物超疏水织物整理剂的制备及应用
CN112553900A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 财团法人纺织产业综合研究所 疏水纱线的制造方法
CN112411175A (zh) * 2020-11-24 2021-02-26 苏州浩纳新材料科技有限公司 一种红外自发热的功能布料及其制备方法

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D. BARCELO: "Emerging organic Pollutants in waste waters and Sludge", 2004, RAMRA TECHNOLOGY
DATABASE WPI Week 201438, Derwent World Patents Index; AN 2014-K99513, XP002805961 *
DATABASE WPI Week 201713, Derwent World Patents Index; AN 2016-67829R, XP002805964 *
DATABASE WPI Week 201720, Derwent World Patents Index; AN 2016-758897, XP002805963 *
DATABASE WPI Week 201904, Derwent World Patents Index; AN 2018-95421H, XP002805965 *
DATABASE WPI Week 201932, Derwent World Patents Index; AN 2019-30249T, XP002805962 *
DATABASE WPI Week 202103, Derwent World Patents Index; AN 2021-27182L, XP002805960 *
DATABASE WPI Week 202103, Derwent World Patents Index; AN 2021-343354, XP002805966 *
S. SUBRAMANIA. SULTAN NASART. PHILIP GNANARAJANN. PADMANABHA LYERG. RADHAKRISHNAN, POLYM. INT., vol. 49, 2000, pages 546 - 550

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