ITFI20100246A1 - Trattamento impermeabilizzante - Google Patents

Description

“Trattamento impermeabilizzanteâ€

DESCRIZIONE

SETTORE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda una composizione ed il suo uso per impermeabilizzare un materiale scelto tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni; i metodi per impermeabilizzare tali materiali; e i materiali trattati.

ANTEFATTO DELL’INVENZIONE

Il trattamento di vari tessuti per conferire loro idro-, oleorepellenza riveste un ruolo commerciale importante. L’uso di composizioni a base di polimeri fluorurati per impartire idro-, oleorepellenza alle fibre e ai materiali fibrosi, quali tessuti, carta e cuoio, à ̈ noto. Generalmente, perfluoro carburi sono combinati a siliconi per impartire proprietà idro-, oleorepellenti. Per esempio, US 3681266 descrive l’utilizzo di perfluoro derivati e siliconi per impartire proprietà idrofobiche ai tessuti.

GB 2085491 descrive una composizione contenente una schiuma di poliuretano, e facoltativamente una cera o una miscela di cere, composti metallici, composti di silicone o fluorocarburi, che rende resistenti all’acqua i tessuti trattati.

US 20020142162 descrive un metodo per impregnare parzialmente le fibre di canapa ed esaltarne le proprietà, utilizzando una miscela di monomeri fluorurati in solventi organici, o, in alternativa, una miscela costituita da paraffina, sali di zirconio e acido acetico.

US 3486911 descrive una composizione contenente un composto perfluoro abiatico C2-C4, o un complesso di coordinazione del Cr con l’acido perfluoro ottanoico, una cera naturale, sali di Al o Zr in un veicolo liquido per impermeabilizzare tessuti, cuoio e carta. Tale composizione conferisce caratteristiche idro-, oleorepellenti al materiale trattato solo dopo aver scaldato il tessuto a temperature elevate per un certo periodo di tempo.

WO 2009088564 descrive un trattamento della superficie di nanofibre con caratteristiche di peso e dimensioni ben precise per ottenere tessuti idrorepellenti, trattamento che, preferibilmente, prevede la calandratura. Il trattamento avviene con surfattanti della serie Zonyl® della DuPont e resine, quali isocianati, resine a base di formaldeide, miscele di paraffine e sali di zirconio o alluminio, in rapporti 2:1 fino a 4:1, in acqua e/o altri solventi, quali esteri dell’acido acetico, chetoni, dioli e glicol eteri.

I metodi di impermeabilizzazione finora noti richiedono un trattamento termico a temperature superiori a 110-130 °C, con effetti deleteri su alcune fibre, quali la lana e la seta. Il trattamento con polimeri fluorurati può alterare le caratteristiche del tessuto, quali morbidezza, sofficità, colore, ....

Al giorno d'oggi, criteri ambientali e di sicurezza richiedono l’utilizzo preferenziale di composizioni acquose al posto di composizioni in solventi organici.

Un obiettivo della presente invenzione à ̈ fornire una composizione che conferisca buone caratteristiche idro-, oleorepellenti ai materiali trattati e un metodo semplice, economico, ecocompatibile, resistente ai lavaggi, per impermeabilizzare i materiali trattati senza alterarne le caratteristiche originali.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Ora abbiamo trovato un metodo semplice, economico, ecocompatibile, resistente ai lavaggi, per impermeabilizzare i materiali trattati senza alterarne le caratteristiche originali.

La presente invenzione riguarda un metodo per impermeabilizzare un materiale scelto tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni comprendente: a. bagnatura del materiale con ima dispersione acquosa della composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21, paraffine e zirconil derivati;

b. asciugatura del materiale trattato a temperatura ambiente, al sole o mediante un’asciugatrice;

c. facoltativamente umidificazione e vaporizzazione del materiale trattato;

d. facoltativamente stiratura.

In un ulteriore aspetto la presente invenzione riguarda un metodo per impermeabilizzare un filato comprendente:

a. l’aggiunta di una dispersione acquosa della composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21, paraffine e zirconil derivati, diluita fino ad avere una concentrazione del 20-50%, più preferibilmente 25-45%, ancor più preferibilmente 35%; durante l’ensimaggio;

b. asciugatura del filato;

c. facoltativamente stiratura.

In un ulteriore aspetto la presente invenzione riguarda un materiale trattato con la composizione impermeabilizzante sopra descritta.

In un ulteriore aspetto la presente invenzione riguarda una composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C8-C21, paraffine e zirconil derivati.

In un ulteriore aspetto la presente invenzione riguarda l’uso della composizione e dei metodi sopra descritti per il trattamento di materiali scelti tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni.

Sorprendentemente, la composizione impermeabilizzante dell’invenzione conferisce al materiale trattato idro-, oleorepellenza e resistenza alle macchie, senza dover ricorrere a temperature elevate, consentendo quindi al materiale trattato di mantenere le proprie caratteristiche, quali, per esempio, le proprietà meccaniche, per esempio elasticità, flessibilità, colore, solidità alla luce, morbidezza, traspirabilità. L’effetto impermeabilizzante resiste a lavaggi ripetuti, sia a secco che a umido. Qualunque tipo di materiale può essere impermeabilizzato sia allo stato grezzo che a prodotto finito.

La composizione impermeabilizzante dell’invenzione à ̈ utilizzata in forma di dispersione acquosa, evitando l’uso di solventi chimici, con i conseguenti problemi di smaltimento, tossicità ambientale, precauzioni particolari per il personale addetto o attrezzature, macchinari particolari.

LISTA DEI DISEGNI

Gli annessi disegni mostrano schematicamente esempi preferiti del metodo dell’invenzione, nei quali:

- la fig.l mostra uno schema di un metodo secondo l’invenzione applicato a capi di abbigliamento finiti;

- la fig.2 mostra uno schema di un metodo secondo l’invenzione applicato a manufatti tessili in lana, ad esempio baschi;

- la fig.3 mostra uno schema di un metodo secondo l’invenzione applicato a manufatti tessili, ad esempio coni di materia prima per la produzione di cappelli;

- la fig.4 mostra uno schema di un metodo secondo l’invenzione applicato a fibre tessili o filati.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Tutti i termini utilizzati nella presente domanda, salvo indicazioni contrarie, devono essere compresi nel loro comune significato come conosciuti nell'arte. Altre definizioni più specifiche per alcuni termini, come utilizzati in questa domanda, sono messe in evidenza più avanti e si applicano costantemente per tutta la descrizione e le rivendicazioni, a meno che una diversa definizione fornisca esplicitamente una definizione più ampia.

Il termine “materiale†si riferisce sia a materiale grezzo che a prodotti di lavorazione finiti. Il termine “materiale grezzo†si riferisce, ma non à ̈ limitato, a fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone, loro combinazioni e simili.

Qualunque fibra, filato, tessuto noto all’esperto del ramo, può essere usato nella presente invenzione, per esempio, fibre naturali, fibre cellulosiche, fibre sintetiche, fibre semisintetiche, microfibre, e loro combinazioni. Esempi di fibre, filati, tessuti includono, ma non sono limitate a, tessuti delicati, tessuti resistenti, cotone, lana, angora, cachemire, cammello, mohair, alpaca, lama, vigogna, pashmina, seta, lino, canapa, iuta, sisal, paglia, acrilico, poliammide, nylon, aramide, poliestere, polipropilene, viscosa, rayon, poliuretano, cellulosa, e simili.

Il termine “prodotti di lavorazione finiti†si riferisce, ma non à ̈ limitato, a abbigliamento da interno e da esterno, indumenti, quali per esempio, cappelli, baschi, cuffie in lana, guanti, calze, maglie, camicie, t-shirts, polo, abiti, abiti in maglia, maglie, pullover, gonne, pantaloni, pigiami, indumenti intimi, magliette intime, biancheria, costumi, tute, giacche, soprabiti, cappotti, mantelle, impermeabili; abbigliamento tecnico e sportivo, per esempio, giacche a vento, abbigliamento da sci, da jogging, da calcio, da bici, da golf; abbigliamento per proteggersi dalla pioggia, per esempio, mantelle; abbigliamento da lavoro, per esempio, camici, grembiuli, tute; scarpe, stivali, scarponi; accessori, quali per esempio, cinture, borse, ombrelli; equipaggiamento militare; equipaggiamento da campeggio, per esempio, sacchi a pelo, zaini, tende; tende da sole, teloni, tendoni, tele cerate, coperture per barche, gazebo, tappezzerie, tappeti; valigie, bauli; e simili.

I termini “cappello†, “cappelli†si riferiscono a “coni†e “cappelline†: materia prima del cappello, prima che questo venga stirato, modellato e rifinito.

Il termine “impermeabilizzante†si riferisce alla capacità di conferire proprietà idro-, oleorepellenti e resistenza alle macchie. L’idrorepellenza/oleorepellenza à ̈ la capacità di un materiale di repellere rispettivamente l’acqua, sostanze oleose, essere impermeabile, resistente alla penetrazione dell’acqua, di sostanze oleose dal lato esterno verso P interno.

L’idrorepellenza à ̈ misurata valutando la resistenza alla bagnatura superficiale del materiale misurando l’indice di bagnabilità secondo la norma UNI EN 24920 (Spray Test) e valutando la resistenza alla penetrazione d’acqua (prova sotto pressione idrostatica) misurando la pressione idrostatica sopportata dal campione in esame secondo la norma UNI EN 20811: 1993.

L’oleorepellenza à ̈ misurata valutando la resistenza agli idrocarburi secondo la norma UNI EN ISO 14419:2010.

Il termine “traspirabilità†si riferisce alla capacità di un materiale, quale per esempio i tessuti, di trasferire dall’interno verso l’esterno la maggior quantità possibile di vapor acqueo.

La determinazione della velocità di trasmissione del vapor d’acqua del materiale à ̈ valutata misurando la massa in grammi del campione in esame prima e dopo la prova, secondo la norma UNI 4818-26: 1992.

Il termine “lavaggio†si riferisce al lavaggio del materiale, in ambito domestico e/o industriale, a mano, in lavatrice o a secco con temperature tra 30 °C e 90 °C.

Il termine “bagnatura†si riferisce al trattamento del materiale mediante immersione in una soluzione, emulsione, dispersione acquosa contenente la composizione dell’invenzione.

I termini “catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21†si riferiscono a catene alchiliche o alcheniche, con uno o più doppi legami, lineari, ramificate, cicliche o loro combinazioni, aventi almeno un atomo di H sostituito da un atomo di F, contenenti da 2 a 21 atomi di carbonio, preferibilmente, da 8 a 21 atomi di carbonio (C8-C21), più preferibilmente da 8 a 14 atomi di carbonio (C8-C14). Esempi includono, senza limitazione, perfluoroetano, perfluoropropano, perfluoroisopropano, perfluorobutano, perfluoropentano, perfluoroesano, perfluoroottano, perfluorononano, perfluorodecano, perfluoroundecano, perfluorododecano, perfluoroetilene, perfluoroacrilato, perfluorometacrilato, perfluoropropene, perfluorobutene, perfluoropentene, perfluoroesene, perfluoroeptene, perfluoroottene, perfluorononene, perfluorodecene, perfluoro n-ottiletilene, perfluoroottil acrilato, e simili.

I termini “monomeri fluorurati†, “polimeri fluorurati†si riferiscono a monomeri, omopolimeri, copolimeri, compresi per esempio, terpolimeri, tetrapolimeri, e termini superiori, in cui la gran parte dei legami chimici presenti à ̈ di tipo C-F e aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21, preferibilmente C8-C21, ancor più preferibilmente C8-C14. È evidente che i monomeri, polimeri fluorurati possono includere parti che non sono fluorurate. I monomeri, polimeri fluorurati dell’invenzione comprendono monomeri, polimeri perfluorurati. Idrogeno, altri alogeni e altri elementi possono essere presenti in minor quantità. Monomeri, polimeri fluorurati sono noti all’esperto del ramo, ed includono, ma non sono limitati a, composti fluorurati quali C2-C21 alcoli o acidi che hanno reagito con composti chimici appropriati per formare esteri, amidi o polimeri, vinil polimeri, quali acrilati, metacrilati, e simili. Esempi includono, senza limitazione, perfluoroetano, perfluoropropano, perfluoroisopropano, perfluorobutano, perfluoropentano, perfluoroesano, perfluoroottano, perfluorononano, perfluorodecano, perfluoroundecano, perfluorododecano, perfluoroetilene, perfluoroacrilato, perfluorometacrilato, perfluoropropene, perfluorobutene, perfluoropentene, perfluoroesene, perfluoroeptene, perfluoroottene, perfluorononene, perfluorodecene, perfluoro n-ottiletilene, perfluoroottil acrilato, e simili.

Preferibilmente i monomeri, polimeri fluorurati sono perfluoroottano, perfluorononano, perfluorodecano, perfluoroundecano, perfluorododecano, perfluoro n-ottiletilene, perfluoroottil acrilato, perfluoroottene, perfluorononene, perfluorodecene; più preferibilmente i monomeri, polimeri fluorurati sono perfluoroottene, perfluorodecene, perfluoro nottiletilene, perfluoroottil acrilato.

Sono venduti, per esempio, con i nomi commerciali Draig 300<®>(Bozzetto Group), e sono caratterizzati più per le loro proprietà che per la loro composizione chimica. I monomeri, polimeri fluorurati dell’invenzione hanno un punto di fusione compreso tra 30 e 80 °C, preferibilmente 30-60 °C, più preferibilmente 40-50 ° C.

Preferibilmente, i monomeri e polimeri fluorurati dell’invenzione sono dispersi in una soluzione acquosa (si veda in generale Fluorine-Containing Polymers, Encyclopedia of Polymer Science & Technology, pp. 179-203, Interscience, 1967); preferibilmente a diluizioni comprese tra 5-50%; più preferibilmente a diluizioni comprese tra 20-40%; ancor più preferibilmente a diluizioni del 30% in peso.

I monomeri, polimeri fluorurati dell’invenzione conferiscono alla soluzione acquosa in cui sono dispersi un pH compreso tra 1 e 5, preferibilmente 2 - 4, ancor più preferibilmente 2.5 -3.5.

Il termine “paraffina†si riferisce a qualunque idrocarburo saturo, comprendendo normali paraffine, paraffine ramificate, iso- paraffine, cicloparaffine, microcere e loro miscele. Qualunque paraffina nota all’esperto del ramo, può essere usata nella presente invenzione, indipendentemente dal punto di fusione. Preferibilmente, le paraffine dell’ invenzione hanno un punto di fusione compreso tra 0 e 80 °C, più preferibilmente 20-60 °C, ancor più preferibilmente 50-60 ° C.

Qualunque zirconil derivato noto all’esperto del ramo, può essere usato nella presente invenzione. Zirconil derivati comprendono, per esempio, zirconio ossido, zirconio idrossido, zirconio solfato, zirconio silicato; sali di zirconio, per esempio, zirconio nitrato, zirconio disolfato, zirconio fosfato, sali di zirconio con acidi grassi contenenti nella loro catena 2-21 atomi di carbonio, per esempio zirconio stearato; alogenuri di zirconio, per esempio zirconio cloniro, zirconio fluoruro, zirconio tetrafluoruro; esteri di zirconio, per esempio, zirconio acetato, zirconio tetraacetato, zirconio propionato, zirconio butilato, zirconio valerato, zirconio esanato, zirconio eptanato, zirconio octoato, zirconio stearato;

zirconio alcossidi, per esempio zirconio tetrapropossido, zirconio tetrabutossido; alchil zirconati e zirconati polimerici con gruppi alchilici aventi 2-21 atomi di carbonio nella catena; e simili.

Gli zirconil derivati hanno la funzione di fissare la paraffina. Qualunque metallo derivato noto all’esperto del ramo per fissare la paraffina, può essere usato nella presente invenzione.

Preferibilmente paraffine e zirconil derivato/derivati sono preventivamente dispersi in una soluzione acquosa, diluiti in modo opportuno a secondo dell’esigenza, preferibilmente a diluizioni comprese tra 5-50%; più preferibilmente a diluizioni comprese tra 20-40%; ancor più preferibilmente a diluizioni del 30% in peso. La dispersione acquosa di paraffine e zirconil derivato/derivati possiede un pH compreso tra 1 e 5, preferibilmente 2 - 5, ancor più preferibilmente 3.5 - 4.5. La concentrazione totale di zirconio metallico in tale dispersione à ̈ compresa tra 0.01-3%, preferibilmente 0.1-1%, ancor più preferibilmente 0.15-0.18%. Miscele di questo tipo sono presenti in commercio, per esempio con il nome commerciale Draig NSZ<®>(Bozzetto Group).

Il termine “acidi grassi†si riferisce ad acidi monocarbossilici abiatici saturi o insaturi, ramificati o lineari, contenenti da 4 a 32 atomi di carbonio, preferibilmente da 4 a 22 atomi di carbonio, più preferibilmente da 6 a 18 atomi di carbonio. Esempi di acidi grassi includono, senza limitazione, acidi monocarbossilici alifatici saturi, per esempio acido butirrico, valerico, caproico, enantico, caprilico, pelargonico, caprinico, undecanoico, laurico, tridecanoico, miristico, pentadecanoico, palmitico, margarico, isoeptadecanoico, stearico, isostearico, nonadecanoico, arachidico, beenico, tricosanoico, lignocerico, cerotico, montanico, melissico, laceroico, e simili; acidi monocarbossilici alifatici insaturi monoinsaturi, per esempio acido miristoleico, undecilenico, palmitoleico, oleico, petroselinico, eptadecenoico, elaidico, vaccenico, gadoleico, cetoleico, erucico, nervonico; o poliinsaturi, per esempio acido linoleico, linolenico, stearidonico, arachidonico, timnodonico, clupanodonico, cervonico, e simili. Gli acidi grassi possono essere facoltativamente sostituiti. Esempi di acidi grassi sostituiti includono, senza limitazione, acido ricinoleico, idrossistearico, mercaptoundecanoico, metiltetradecanoico, metilpentadecanoico, e simili. Il termine “circa†comprende l’ambito dell’errore sperimentale che può avvenire in una misurazione.

La composizione dell’invenzione comprende monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C8-C21, paraffine e zirconil derivati. Altri additivi, quali per esempio, resine, coloranti, profumi, conservanti, battericidi, ..., possono essere aggiunti a tale composizione. La composizione dell’invenzione à ̈ usata preferibilmente in forma di dispersione acquosa miscelando i monomeri, polimeri fluorurati facoltativamente pre-dispersi in acqua e le paraffine e zirconil derivato/derivati facoltativamente pre-dispersi in acqua. La composizione dell’invenzione à ̈ diluita con acqua in modo opportuno a secondo dell’esigenza e/o del materiale da trattare. Se necessario, si aggiusta il pH ai valori desiderati. Preferibilmente, la composizione dell’invenzione à ̈ diluita fino ad avere una concentrazione del 5-20%, più preferibilmente 10-15%, ancor più preferibilmente 13.4%. Tale dispersione à ̈ stabile, soprattutto in fase di stoccaggio e in fase di lavorazione e ha buone proprietà fissanti. Può essere ulteriormente diluita fino al livello desiderato e viene applicata al materiale che deve essere trattato con qualunque metodo noto all’esperto del ramo, per esempio, per immersione in un bagno (“bagnatura†), spray, rullatura e simili. Preferibilmente, il materiale da trattare à ̈ immerso nella composizione dell’ invenzione fino ad assorbimento completo ed uniforme per circa 1-5 min. La rimozione della dispersione in eccesso à ̈ effettuata con qualunque metodo noto all’esperto del ramo, per esempio, centrifugazione. Preferibilmente, si elimina la miscela acquosa in eccesso mediante centrifugazione per circa 4-5 min. La dispersione recuperata, può essere interamente riutilizzata per ulteriori cicli di lavorazione. Il materiale così trattato risulta impermeabilizzato dopo averlo asciugato completamente a temperatura ambiente, al sole o mediante asciugatrice domestica o asciugatrice industriale. Per impermeabilizzare il materiale trattato bastano temperature comprese nel range 40-70 °C. La stiratura à ̈ un processo preferito di trattamento in temperatura, non sempre necessario per ottenere Γ impermeabilizzazione.

In un ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda un metodo per impermeabilizzare un materiale scelto tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni comprendente:

a. bagnatura del materiale con una dispersione acquosa della composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21, paraffine e zirconil derivati. Preferibilmente, la composizione impermeabilizzante à ̈ diluita fino ad avere una concentrazione del 5-20%, più preferibilmente 10-15%, ancor più preferibilmente 13.4%;

b. asciugatura del materiale trattato a temperatura ambiente, al sole o mediante un’asciugatrice;

c. facoltativamente umidificazione e vaporizzazione del materiale trattato;

d. facoltativamente stiratura.

A secondo della natura, delle caratteristiche del materiale da trattare, il metodo per impermeabilizzare può comprendere ulteriori fasi di lavorazione. Per esempio, nel caso di cappelli, dopo il processo di bagnatura e dopo l’asciugatura a temperatura ambiente per 12-24 hr a seconda del materiale, si umidifica con qualunque metodo noto all’esperto del ramo, per esempio mediante spruzzatura, e vaporizza il materiale trattato per circa 5-10 min e, aggiustato il cappello sulla forma, lo si stira. Lo stiraggio avviene a temperature e con tempi diversi a secondo del materiale da trattare. Per esempio, materiali tipo paglia, carta, viscosa, etc. sono stirati a circa 50 °C per circa 2-5 min; materiali tipo angora, termoplastico angora, feltro lana, feltro lapin, etc. sono stirati a circa 80-100 °C per circa 2-5 min. Il cappello così trattato à ̈ pronto per essere rifinito ed eventualmente guarnito a seconda del modello che si vuole ottenere.

La bagnatura con la composizione dell’invenzione può avvenire nelle diverse fasi di lavorazione di un materiale. Per esempio, i baschi, le cuffie in lana sono messi a bagno in una vasca d’acciaio, durante la “follatura†, dove il tessuto e le fibre sono compresse con l’aggiunta di acido solforico. L’asciugatura dei baschi, delle cuffie in lana avviene preferibilmente mediante stiratura su apposite forme a circa 40-45 °C.

Il metodo della presente invenzione può essere utilizzato direttamente all’inizio del ciclo produttivo di un tessuto. Il metodo, la composizione di impermeabilizzazione della presente invenzione possono essere utilizzati direttamente sui filati durante l’ensimaggio, sempre mediante bagnatura. Nessuna procedura e nessun tempo di realizzazione tipici della filatura devono essere modificati.

Più in particolare, le fibre sono convogliate alla battitrice che provvede alla depolverizzazione e alla rimozione di polveri ed impurità. Le fibre sono aperte con l’ausilio per esempio del lupo apritore. Si provoca lo sfioccamento del materiale con l’ausilio di macchine e si procede alla bagnatura con la composizione dell’ invenzione durante l’ensimaggio. Preferibilmente, la composizione dell’invenzione à ̈ diluita fino ad avere una concentrazione del 20-50%, più preferibilmente 25-45%, ancor più preferibilmente 35%. Si prelevano quindi le fibre, tramite la fresa, si eseguono tutte le tipiche fasi di lavorazione del filato, quali per esempio, la cardatura, lo stiro e la filatura finale, ottenendo il filato impermeabilizzato. Una volta prodotto il filato, l’attivazione dell’ impermeabilizzazione della composizione avviene in fase di rifinizione (nel caso di tessuti) o nella fase di lavaggio, asciugatura e stiratura (nel caso di maglieria).

Il processo della presente invenzione consente di impermeabilizzare un materiale in modo uniforme, omogeneo, estremamente semplice e rapido, in condizioni molto blande, senza ricorrere a temperature elevate per asciugare il materiale trattato. L’utilizzo di temperature blande necessarie per attivare la composizione impermeabilizzante dell’invenzione contribuisce a lasciare inalterate le caratteristiche proprie del materiale trattato e contribuisce ad abbattere i costi di produzione. Tessuti sensibili a trattamenti termici, per esempio la seta, possono essere impermeabilizzati mediante la composizione dell’invenzione.

Il processo dell’invenzione avviene in soluzione acquosa, evitando quindi l’uso di solventi, solventi tossici, o solventi ambientalmente inaccettabili, che richiederebbero sempre uno smaltimento. Il processo della presente invenzione non richiede nessuna attrezzatura, nessun macchinario particolare, nessun macchinario chiuso. Le sostanze utilizzate non sono tossiche, non creano irritazione e sono facilmente smaltibili.

In un ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda i materiali trattati con la composizione impermeabilizzante dell’invenzione, quali fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni.

Il processo della presente invenzione consente di impermeabilizzare un materiale senza alterare le sue caratteristiche: i colori rimangono inalterati, sono resistenti alla luce, non sbiadiscono; materiali bianchi o chiari non ingialliscono; la morbidezza, la sofficità, relasticità, la flessibilità, la resistenza, le caratteristiche meccaniche permangono immutate. Tessuti, capi di abbigliamento trattati secondo il metodo della presente invenzione non irritano la pelle.

La composizione impermeabilizzante dell’invenzione copre in modo omogeneo il materiale trattato e può essere applicata sul materiale grezzo o sul prodotto finito, ottenendo sempre ottimi livelli di impermeabilizzazione.

L’impermeabilizzazione permane anche dopo ripetuti lavaggi, sia a secco che a umido, anche in presenza di ammorbidenti. In caso di lavaggio del materiale, per la “riattivazione†della composizione impermeabilizzante à ̈ sufficiente l’asciugatura naturale o la semplice stiratura. Il trattamento dei materiali d’interesse con la composizione dell’invenzione à ̈ resistente ad almeno sette lavaggi. La resistenza ai lavaggi à ̈ un'indicazione della stabilità della composizione dell’invenzione sulla superficie del materiale trattato.

Il materiale trattato presenta ottime caratteristiche idra- oleorepellenti, come si vede dai dati riportati nelle Tabelle 1 e 3 ed à ̈ resistente alle macchie. Il materiale trattato presenta ottima traspirabilità (Tabella 2), consente l’evaporazione del sudore, caratteristica importante soprattutto nel caso delTabbigliamento sportivo e dell’abbigliamento per proteggersi dalla pioggia.

Dopo numerosi lavaggi, l’impermeabilizzazione del materiale d’interesse, per esempio un tessuto o un capo di abbigliamento, può essere ripristinata immediatamente semplicemente durante la fase di lavaggio e la successiva stiratura. Questo vantaggio à ̈ molto importante nel caso dei capi d’abbigliamento, quali maglie, t-shirts, camicie, pantaloni, che vengono lavate molto frequentemente.

In un ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda l’uso della composizione e dei metodi dell’invenzione per il trattamento di materiali scelti tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni.

Sebbene la presente invenzione sia stata descritta nei suoi aspetti caratteristici, modifiche ed equivalenti che sono evidenti all’esperto del ramo sono incluse nella presente invenzione. Di seguito, la presente invenzione sarà illustrata per mezzo di alcuni esempi, che non devono essere visti come limitanti la portata dell'invenzione.

Esempi

Le seguenti abbreviazioni si riferiscono rispettivamente alle definizioni qui sotto:

hr (ore); min (minuti).

Esempio 1

Preparazione della miscela C

Una dispersione di polimeri fluorurati (Draig 300<®>conc., Bozzetto Group) in acqua e una miscela di paraffine e zirconil derivati (Draig NSZ<®>, Bozzetto Group) sono miscelate in rapporto 1:1 a temperatura ambiente e diluite con acqua (miscela di polimeri fluorurati, paraffine e zirconil derivati 13.40% / acqua 86.60%). La miscela così ottenuta può essere stoccata.

Esempio 2

Trattamento del materiale

Si bagna il materiale da trattare con la miscela dell’Esempio 1 fino ad assorbimento completo ed uniforme (1-5 min). Si elimina la miscela acquosa in eccesso mediante centrifugazione (circa 5 min). Si asciuga completamente il materiale trattato al sole o mediante asciugatrice domestica o asciugatrice industriale (40-70 °C).

Esempio 3

Trattamento del materiale

Si stira il materiale trattato secondo l’Esempio 2 mediante stiratura domestica. .

Esempio 4

Trattamento cappello

Si bagna il cappello da trattare con la miscela dell’Esempio 1 fino ad assorbimento completo ed uniforme (1-5 min). Si elimina la miscela acquosa in eccesso mediante centrifugazione (circa 5 min). Si asciuga completamente il cappello a temperatura ambiente, per 12-24 hr a seconda del materiale. Si umidifica a spruzzo, il tempo di effettuare una bagnatura superficiale del materiale, e si vaporizza il cappello per 5-10 min. Terminata la vaporizzazione, si aggiusta il cappello sulla forma e lo si stira. Si toglie il cappello dalla forma, e lo si rifinisce e guarnisce a seconda del modello che si vuole ottenere.

Esempio 5

Trattamento baschi in lana

La miscela dell’Esempio 1 à ̈ inserita durante la “follatura†. I baschi sono messi a bagno in una vasca d’acciaio, dove il tessuto e le fibre sono compresse con l’aggiunta di acido solforico. Si aggiunge la miscela dell’Esempio 1 e si lascia a bagno per circa 30 min ad una temperatura di circa 40 °C. Si elimina la miscela acquosa in eccesso mediante centrifugazione (circa 5 min). Si asciuga il materiale mediante stiratura su apposite forme a circa 40-45 °C

Esempio 6

Trattamento del filato “filatura laniera cardataâ€

Dopo aver aperto le balle di materiale, le fibre di un materiale misto cachemire sono convogliate alla battitrice che provvede alla depolverizzazione e alla rimozione di polveri ed impurità. Le fibre sono aperte con l’ausilio del lupo apritore. Si provoca lo sfioccamento del materiale con l’ausilio di macchine. Le fibre sono trattate con la miscela dell’Esempio 1 durante l’ensimaggio. Si prelevano quindi le fibre, tramite la fresa (eventuale secondo o terzo passaggio dalla macchine di apertura del fiocco a seconda della finezza e della qualità del prodotto che si vuole ottenere), la cardatura, lo stiro e la filatura finale.

Tests

Resistenza alla bagnatura superficiale: metodo dello spruzzo (Spray Test)

(UNI EN 24920: 1993 corrispondente a AATCC Test Method 22-1996, Water Repellency: Spray Test)

La valutazione della resistenza alla bagnatura superficiale del materiale à ̈ stata effettuata misurando l’indice di bagnabilità secondo la norma UNI EN 24920 (Spray Test).

Il grado di repellenza all’acqua à ̈ espresso in conformità della norma UNI EN 24920: valore ISO 1 (50) {min) - valore ISO 5 (100) {max).

In particolare:

valore ISO 1 significa “bagnatura di tutta la superficie esposta†;

valore ISO 2 significa “bagnatura di metà della superficie esposta†;

valore ISO 3 significa “bagnatura della superficie esposta solamente su piccole zone separate†;

valore ISO 4 significa “nessuna bagnatura, ma solo piccole goccioline†;

valore ISO 5 significa “nessuna bagnatura e nessuna gocciolina†.

Gli indici della scala descrittiva ISO corrispondono ai valori della scala dell’AATCC nel seguente modo:

ISO 1 = AATCC50

ISO 2 = AATCC70

ISO 3= AATCC80

ISO 4 = AATCC90

ISO 5= AATCC100

Tabella 1

Campione Indice di repellenza all’acqua {spray test index ) Cappello paglia comp. 100% paglia ISO 5 (100)<a>

Cappello panama comp. 100% paglia ISO 5 (100)<a>

Cappello parasisol comp. 100% paglia ISO 5 (100)<a>

Cappello visca comp. 100% VI<b>ISO 5 (100)<a>

Cappello carta panama comp. 100% carta ISO 5 (100)<a>

Cuffia in angora comp. 50% WA<c>-50% WO<d>ISO 5 (100)<a>

Cappello in termoplastico angora comp. 45% WA<C>- ISO 4 (90)<a>

33% cloro fibra - 22% PA<e>

Cappello in feltro lana comp. 100% WO<d>ISO 4 (90)<a>

Cappello in feltro lapin comp. 100% Lapin Felt<1>ISO 5 (100)<a>

<a>valori della scala AATCC;

<b>VI: viscosa;<c>WA: angora;<d>WO: lana;<e>PA: poliammidica;<f>Lapin Felt: feltro in pelo di Lapin

Valori ISO 5 (100) indicano migliore resistenza alla bagnatura superficiale del materiale trattato.

Determinazione della velocità di trasmissione del vapor d’acqua

(UNI 4818-26: 1992)

La determinazione della velocità di trasmissione del vapor d’acqua del materiale à ̈ stata effettuata misurando la massa in grammi del campione in esame prima e dopo la prova, secondo la norma UNI 4818-26: 1992.

La velocità di trasmissione del vapor d’acqua, espressa in grammi al metro quadro in 24 hr, à ̈ data da:

1000 (mi -m2)

dove:

mi = massa in grammi del campione in esame prima della prova;

m2= massa in grammi del campione in esame al termine della prova.

Si calcola la media aritmetica di due determinazioni.

Tabella 2

Campione Permeabilità al Vapor Acqueo<3>

(g/m<2>giorno) Cappello paglia comp. 100% paglia 642,7

Cappello panama comp. 100% paglia 461,5

Cappello parasisol comp. 100% paglia 689,7

Cappello visca comp. 100% VI<b>563,6

Cappello carta panama comp. 100% carta 454,0

Cuffia in angora comp. 50% WA<C>-50% WO<d>558,6

Cappello in termoplastico angora comp. 45% WA<C>- 604,1

33% cloro fibra - 22% PA<e>

Cappello in feltro lana comp. 100% WO<d>564,8

Cappello in feltro lapin comp. 100% Lapin Felt<1>554,9

<a>media aritmetica di due prove

<b>VI: viscosa;<c>WA: angora;<d>WO: lana;<6>PA: poliammidica;<f>Lapin Felt: feltro in pelo di Lapin

Resistenza alla penetrazione d’acqua (prova sotto pressione idrostatica!

(UNI EN 20811: 1993)

La valutazione della resistenza alla penetrazione d’acqua (prova sotto pressione idrostatica) à ̈ stata effettuata misurando la pressione idrostatica sopportata dal campione in esame secondo la norma UNI EN 20811 : 1993.

Tabella 3

Campione Resistenza alla nenetrazione d’acqua<3>

(cut di colonna d’acqua per minuto )

Cappello in feltro lana comp. 100% WO<b>35,3

Cappello in feltro lapin comp. 100% Lapin Felt<c>42,4

<a>media aritmetica di due prove

<b>WO: lana;<c>Lapin Felt: feltro in pelo di Lapin

Prove effettuate ad atmosfera normale, temperatura = 20 °C, umidità relativa = 65%; temperatura dell’acqua: 21 °C; incremento della pressione dell’acqua: 10 mm/s; lato del tessuto sottoposto a prova: dal diritto verso il rovescio.

Con riferimento alle figure 1-4 sono schematicamente rappresentate forme preferite di attuazione dell’invenzione, nelle quali:

In figura 1 à ̈ mostrata una fase fi di bagnatura di capi finiti 1 in una vasca 2 contenente la composizione dell’ invenzione.

I capi 1 al termine della fase di bagnature vengono preferibilmente trattati in una centrifuga 3 (fase f2) e quindi inviati alla fase di asciugatura f3, ad esempio tramite una asciugatrice 4, e/o al sole, e/o tramite stiratura 5, allo scopo di attivare la impermeabilizzazione dei capi trattati.

Vantaggiosamente, si à ̈ trovato che la fase di asciugatura effettuata solamente o anche mediante stiratura aumenta l’effetto impermeabilizzante sul capo.

In figura 2 Ã ̈ mostrato il trattamenti di baschi di lana 1 , immessi in una vasca 2 per eseguire la fase fi di bagnatura.

Preferibilmente, durante la fase bagnatura nella vasca 2 oltre al composizione dell’invenzione sono presenti additivi per ottenere l’infeltrimento del basco 1 (trattamento di follatura).

Al termine della fase di bagnatura e/o di follatura, il basco 1 viene preferibilmente inviato ad una centrifuga (fase £2) e quindi in asciugatura (fase f3) preferibilmente mediante forme di stiratura 6 ad una temperatura preferita di circa 40-45°C.

In figura 3 Ã ̈ mostrato il trattamenti di coni o cappelline 1 ovvero materiale di partenza per la produzione di cappelli 13.

Nell’esempio illustrato, la fase di bagnatura fi comprende l’immersione dei coni 1 in una vasca 2 comprendente la composizione dell’invenzione.

Preferibilmente, durante la fase bagnatura successivamente alla immersione nella vasca 2 può essere prevista una fase f4 di umidificazione mediante aspersione del capo ed una fase f5 di assorbimento della composizione, della durata ad esempi di 12/24hr .

Al termine della fase di assorbimento, il cono 1 viene inviato alla fase di asciugatura f3, eseguita preferibilmente mediante forme di stiratura 7 ad una temperatura preferita dipendente dal materiale trattato.

In figura 4 Ã ̈ mostrato il trattamenti di fibre tessili ovvero materiale di partenza per la produzione di filati 11 per tessuti e/o capi finiti di maglieria 12.

Nell’esempio illustrato, la fase di bagnatura fi viene effettuata durante il trattamento di ensimaggio delle fibre unendo nella vasca 2 la composizione dell’invenzione e gli altri additivi necessari per l’ensimaggio, di tipo in se noto.

Al termine della fase di bagnatura ed ensimaggio, le fibre vengono lavorate mediante apparati 9 di tipo in se noto per ottenere filati 11.

Preferibilmente, i filati 11 utilizzati per la produzione di tessuti sono inviati alla fase di asciugatura f3 in fase di finissaggio per ottenere l’attivazione della impermeabilizzazione. In una diversa forma di attuazione, i filati sono utilizzati per la produzione di capi di maglieria 12 e la fase di asciugatura f3 viene eseguita mediante stiratura dei capi 12 stessi.

Claims (15)

1. Rivendicazioni 1. Metodo per impermeabilizzare un materiale scelto tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone, e loro combinazioni, comprendente: a. bagnatura del materiale con una dispersione acquosa della composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21, paraffine e zirconil derivati; b. asciugatura del materiale trattato a temperatura ambiente, al sole o mediante un’asciugatrice; c. facoltativamente umidificazione e vaporizzazione del materiale trattato; d. facoltativamente stiratura.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, fase b., in cui l’asciugatura avviene ad una temperatura di 40-70 °C.
3. 3. Metodo per impermeabilizzare un materiale secondo le rivendicazioni 1-2 comprendente: a. bagnatura del materiale con una dispersione acquosa della composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21, paraffine e zirconil derivati durante una fase di follatura del materiale; b. asciugatura del materiale trattato a temperatura ambiente, al sole o mediante un’asciugatrice; c. umidificazione e vaporizzazione del materiale trattato d. stiratura.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui il materiale à ̈ scelto tra baschi, cuffie in lana.
5. 5. Metodo per impermeabilizzare un filato comprendente: a. l’aggiunta di una dispersione acquosa della composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C2-C21, paraffine e zirconil derivati, diluita fino ad avere una concentrazione del 20-50%, più preferibilmente 25-45%, ancor più preferibilmente 35%; durante l’ensimaggio; b. asciugatura del filato; c. facoltativamente stiratura.
6. 6. Metodo secondo le rivendicazioni 1-5 in cui: a. i monomeri, polimeri fluorurati sono perfluoroottano, perfluorononano, perfluorodecano, perfluoroundecano, perfluorododecano, perfluoro n-ottiletilene, perfluoroottil acrilato, perfluoroottene, perfluorononene, perfluorodecene; più preferibilmente perfluoroottene, perfluorodecene, perfluoro n-ottiletilene, perfluoroottil acrilato; b. i monomeri, polimeri fluorurati hanno un punto di fusione compreso tra 30 e 80 °C, preferibilmente compreso tra 30 e 60 °C, più preferibilmente compreso tra 40 e 50 ° C; c. i monomeri, polimeri fluorurati sono facoltativamente dispersi in una soluzione acquosa a diluizioni comprese tra 5-50%; più preferibilmente 20-40%; ancor più preferibilmente a diluizioni del 30% in peso; d. i monomeri, polimeri fluorurati conferiscono alla soluzione acquosa in cui sono dispersi un pH compreso tra 1 e 5, preferibilmente 2 - 4, ancor più preferibilmente 2.5 - 3.5; e. le paraffine hanno un punto di fusione compreso tra 0 e 80 °C, più preferibilmente 20 - 60 °C, ancor più preferibilmente tra 50 - 60 ° C; f. le paraffine e zirconil derivati sono facoltativamente preventivamente disperse in acqua a diluizioni comprese tra 5-50%; più preferibilmente a diluizioni comprese tra 20-40%; ancor più preferibilmente a diluizioni del 30% in peso e la dispersione acquosa risultante possiede un pH compreso tra 1 e 5, preferibilmente 2 - 5, ancor più preferibilmente 3.5 - 4.5; la concentrazione totale di zirconio metallico in tale dispersione à ̈ compresa tra 0.01-3%, preferibilmente 0.1-1%, ancor più preferibilmente 0.15-0.18%.
7. 7. Metodo secondo le rivendicazioni 1-4, in cui la dispersione acquosa della composizione impermeabilizzante à ̈ diluita fino ad avere una concentrazione del 5-20%, preferibilmente 10-15%, più preferibilmente 13.4%.
8. 8. Materiale trattato con la composizione impermeabilizzante secondo le rivendicazioni precedenti.
9. 9. Materiale secondo la rivendicazione 8 scelto tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni.
10. 10. Composizione impermeabilizzante comprendente monomeri, polimeri fluorurati aventi una catena fluoroalchilica o fluoroalchenica C8-C21, paraffine e zirconil derivati.
11. 11. Composizione, secondo la rivendicazione 10, in forma di dispersione acquosa; preferibilmente diluita fino ad avere una concentrazione del 5-20%, più preferibilmente 10-15%, ancor più preferibilmente 13.4%.
12. 12. Composizione secondo la rivendicazione 10, in cui i monomeri, polimeri fluorurati sono perfluoroottano, perfluorononano, perfluorodecano, perfluoroundecano, perfluorododecano, perfluoro n-ottiletilene, perfluoroottil acrilato, perfluoroottene, perfluorononene, perfluorodecene; più preferibilmente perfluoroottene, perfluorodecene, perfluoro n-ottiletilene, perfluoroottil acrilato.
13. 13. Composizione secondo la rivendicazione 10, in cui i monomeri, polimeri fluorurati hanno un punto di fusione compreso tra 30 e 80 °C, preferibilmente 30 - 60 °C, più preferibilmente 40 - 50 ° C; sono facoltativamente preventivamente dispersi in una soluzione acquosa a diluizioni comprese tra 5-50%; più preferibilmente 20-40%; ancor più preferibilmente a diluizioni del 30% in peso e conferiscono alla soluzione acquosa in cui sono dispersi un pH compreso tra 1 e 5, preferibilmente 2-4, ancor più preferibilmente 2.5-3.5.
14. 14. Composizione secondo la rivendicazione 10, in cui: a. le paraffine hanno un punto di fusione compreso tra 0 e 80 °C, più preferibilmente 20 - 60 °C, ancor più preferibilmente 50 - 60 ° C; b. le paraffine e zirconil derivato/derivati sono facoltativamente preventivamente disperse in acqua a diluizioni comprese tra 5-50%; più preferibilmente 20-40%; ancor più preferibilmente a diluizioni del 30% in peso; la dispersione acquosa risultante possiede un pH compreso tra 1 e 5, preferibilmente 2 - 5, ancor più preferibilmente 3.5 - 4.5; la concentrazione totale di zirconio metallico in tale dispersione à ̈ compresa tra 0.1-3%, preferibilmente 0.1-1%, ancor più preferibilmente 0.15-0.18%.
15. 15. Uso della composizione secondo la rivendicazione 10 e dei metodi secondo le rivendicazioni 1-7 per il trattamento di materiali scelti tra fibre, tessuti, cuoio, pellame, pelliccia, carta, cartone e loro combinazioni. Firenze 23 Dicembre 2010