Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
2~71~
- 1 ..
PROCEDE POUR ADOUCIR ~T RENDRE HYDROPHILE UNE MATIERE TEXTILE
DANS LEQUEL ON UTILISE UNE COMPOSITION COMPRENANT UN POLYORGANOSILOXA~E
la présente invention se rapporte à un procédé de
05 conditionnement de matières textiles, noia~.~ent pour leur donner un
toucher agréable a la main, c'est-à-dire de la douceur, en même temps
qu'une bonne hydrophilie.
Un avantage du procedé selon la présente invention est de
permettre d'obtenir des matieres textiles présentant les deux propriétes
annoncées ci-avant
Un autre avantage du procédé selon la présente invention est de
permettre l'obtention de matieres textiles présentant un faible
jaunissement.
Un autre avantage du procédé selon la présente invention
provient du fait qu'il peut être mis en oeuvre avec un
polydiorganosiloxane de préparation facile industriellement et stable au
stockage.
Il a donc maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de
la présente invention un procédé de conditionnement de matieres textiles,
notamment pour leur donner un toucher agréable et une bonne hydrophilie,
caractérisé en ce que les matières textiles sont mises en contact avec une
composition comprenant un polydiorganosiloxane ayant par mole au moins
deux motifs de formule générale :
XRaSiO3 a
dans laquelle :
- X est choisi parmi les radicaux :
- R' ~ 0 - CH2 ~ CH(OH) - CH2 - N ~ ~CH2 - CH2 - )n R ¦
. R' représentant un groupement alkylène en C2 a Cg, linéaire ou
ramifié,
. R" représentant un atome d'hydrogene ou un groupement alkyle
en Cl à C6.
20~ ~ 36
--2--
- les radicaux R, identiques ou différents, sont choisis
parmi le radical ph~nyle, trifluoro-3,3,3 propyle et un
radical alkyle ayant de l à 4 atomes de carbone,
- a est choisi parmi l et 2,
- n est compris entre 1 et 10, bornes comprises,
- t = o ou 1.
Le polysiloxane utilisé a, par exemple, pour formule
générale:
Y Si - O ~- Si - O ~ Si - O ~
- dans laquelle les significations de X et R ont été
spéciiées préc~demment,
- Y peut représenter un radical X ou un radical R,
- p et q sont des nombres entiers positifs.
Dans ce polysiloxane:
- p est géneralement compris entre 5 et l oOo et
- q est généralement compris entre l et 100, avec si q - 1
au moins un Y = X.
Le polydiorganosiloxane utilisé peut éventuellement
comprendre des motifs monoorganosiloxy RSil~ et/ou des motifs
sio~, mais s'ils existent, ces motifs sont dans la proportion
d'au plus 2% par rapport au nombre de motifs diorganosiloxy
RlSiO, la signification de R ayant été précisée ci-avant.
Généralement la composition contenant le
polydiorganosiloxane définie ci-avant est une composition
aqueuse, de préférence sous forme d'émulsion.
L'azote du groupement X précédemment défini peut être
- , .
- ~
'. : -' ' ~'
-
20~7~
salifié, par exemple par un acide organique tel que l'acide
acétique.
De façon avantageuse, dans le procédé selon la
présente invention, la composition utilisée comprend un
polydiorganosiloxane ayant en moyenne par mole:
-
.. . . . -, . .
.
. ..... ' ' - ' - - '. :: . ' ' ~,
: .
.. .... . . .
.. . . .
20~71~G
- de 50 à 150 atomes de silicium,
- de 2 a 10 groupements X, précédemment définis.
Géneralement, dans le procédé selon la présente invention, 100 9
de polydiorganosiloxane précédem~,ent définis comprennent 25 à
05 250 milliéquivalents (meq) d'azote aminé.
Avantageusement le polydiorganosiloxane utilisé dans son
groupement X précédem~ent défini a pour valeurs :
n = I et
R" ~ un atome d'hydrogène,
t = 1.
D'autre part si n est supérieur a 1, R" représente
avantageusement un groupement alkyle en Cl à C6.
Les polysiloxanes précédemment définis peuvent être prépares de
façon analogue a ceux décrits dans le brevet américain USP 3 389 160 mais
.en utilisant de la diéthanolamine a la place de la diméthylamine.
Pour préparer les émulsions contenant le polysiloxane défini
ci-avant on opere selon des méthodes classiques en utilisant de l'eau et
des surfactants connus, en agitant.
le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvle
sur toute étoffe tissée ou tricotée et même sur celles réalisees en
non-tissée.
Les fibres utilisées pour la réalisation de ces étoffes ~euvent
être notamment en coton, en polyester, polyamide, viscose, polyacrylate,
laine, lin, acétate de cellulose, de meme que les fibres élasto~criques.
Bien entendu on peut utiliser des mélanges de fibres
Dans le procédé selon la présente invention, pour appliquel la
compositlon comprenant le polysiloxane sur l'etoffe à traiter, on utilise
des techniques classiques de l'industrie textile, notamment en utilisant
la technique d'imprégnation dite de "foulardage" (padding en anglais)
lorsque l'étoffe est traitée par une composition aqueuse (par
exemple une émulsion), on fait subir ensuite à cette etoffe un traitement
thermique pour chasser rapidement l'eau sous forme de vapeur
G~néralement la quantite de polysiloxane déposée sur l'etoffe
traitée correspond ~ une quantite comprise entre 0,1 et I ,c en poids par
rapport au poids de l'étoffe sèche traitée
.:
..
:. '
-` 2~7~ 3~
Les tests mis en oeuvre pour l'évaluation de la douceur des
étoffes traitées sont par exemple :
1. - un test organoleptique, c'est-à-dire de toucher de l'etoffe
a la main par 6 persor,nes et classement,
05 2. - un test mécanique, dit de détermination de coefficient defriction statique, effectué sur un fil polyester, ce test etant connu par
les spécialistes du textile.
Pour la mise en oeuvre de ce test le fil polyester est er,duit
(par une technique cor,nue) par une solution à 3 % en poids du polysiloxane
a groupements X précédemment défini dans du trichloroéthcr.e. Le fil enduit
est alors séche en continu a 180 'C dans un four a air ch2ud a la vitesse
de 200 m a la minute (200 m!mn). On obtient ainsi un fil sur lequel le
dépôt de produit polydiorganosiloxane correspond à 0,5 . en poids par
rapport au poids du fil sec. Le fil est ensuite conserve Fendant ~8
. heures, à 22 'C, sous 65 % d'humidité relative. Le coefficient de friction
du fil obtenu est alors déterminé sur l'appareil ROTHSCHILD F. Meter à la
vitesse de I cm/mrl (centimetre par minute).
Le test mis en oeuvre pour évaluer l'hydrophilie des éto'fes
traitées selon le procédé de la présente invention est un test consistant
a déposer un morceau d'étoffe traitée (de 25,4 x 25,4 m-) parallèle~ent a
la surface de l'eau distillée située dans un becher et à r-surer le te."ps
entre le dépôt de cette etoffe sur l'eau et le commence.^nt de sa c'escente
dans l'eau. Ce test est appelé "sinking test~ en anglais.
les exemples qui vont suivre illustrent la pre;cration de
polysiloxanes à groupements X et leur utilisation dans le procédé selon la
présente invention.
- EXEMPLE I :
I.a. - Dans un réacteur équipe ld'une agitatiG-. therc,o-~tre,
ampoule de coulée, refrigérant, syst~me d'introduction d'azote sec) sont
introduits :
- 504,30 g (4,42 moles) d'allylglycidylether,
- 289 microlitres d'une solution dans l'hexane, (3 9,05 ~ en poids de
platine métal) d'un complexe du platine préparé a partir d'acide
chloroplatinique et de divinyl-1,3 tétraméthyl-1,1-3,3 disiloxane selon le
brevet US-A-3 814 730.
~,
'
2~7 ~ ~
La masse réactionnelle est portée et maintenue par chauffage a
100 C et on ajout~, en 2 heures 30, 1 700 g d'un copolymère statistique à
SiH de formule moyenne :
(CH3)3 S;O ¦ 5~0 ~ 5~0 ~Si(CH3)3
CH3 12,6 H 2,4
titrant 200,17 leq/100 9 en fonction SiH (meq = milliéquivalent).
Au bout de 5 heures 30 de réaction on s'aperçoit, par dosage des
SiH résiduels au moyen de potasse butanolique que le taux de
transformation des fonctions SiH est quantitatif, c'est-a-dire que les SiH
du polymere de départ ont été transformés en :
- Si - C2H4 - CH2 - O - CH2 - CH - CHz
~près élimination par distillation à 120 C (sous pression
absolue de 3,3 KPa) de l'exces de réactif (allylglycidylether) on obtient
2 070 9 d'huile organosiloxane titrant 156,25 meq/100 9 en fonction
glycidyle.
I.b. - Dans un autre réacteur sont introduits 317 9 (3,01 males)
de diéthanola~ine et Dn porte le milieu réactionnel 3 120 'C. On ajoute
alors en 2 heures 30, 1 800 9 du dérivé organosiloxane a fonction
glycidyle préparé en l a.
Apres 6 heures 30 de réaction on obtient 2 113,4 9 d'une huile
visqueuse jaune pâle, de viscosité 3 300 mPa s 3 23 'C Par titration de
la diéthanolamine dans le milieu réactionnel final (par polarographie) on
determine un taux de transformation quantitatif de la diethanolamine
On effectue une analyse de resonnance magnétique nucléaire (~ J)
du proton et du silicium. L'interprétation des spectres confirme la
structure du produit attendu, c'est-3-dire un produit de formule moyer.ne :
.
. . .
' ' .
2 ~
Me Me
(t1e)3 - SiO ~ ~ MiO ~ ~ SiO ---SiMe3
05 ~2,6 ~ 2,4
C2H4 - CH2 - O - CH2 - CH - CH2~ (CH2 - CH2H) 2
OH
avec Me = -CH3
- EXEMPlE 2 :
2.a. - On effectue les mêmes opérations qu'à l'exe~le l.a., en
utilisant :
- I 500 9 d'un copolymere statistique à SiH de formule :
~e re
Me3 SiO - ~ MeO ~ _ _ IHiO - SiMe3
10,9 .5
titrant 365,5 meq/100 9 en fonction SiH,
806,15 9 (7,07 moles) d'allylglycidyléther,
^ 331,5 ~.1 (microlitres) de solution catalysante au platine definie en
l.a.
Apres 5 heures de reaction, le taux de transfor,-.ation des SiH
est quantltatif. On obtient après elimination de l'allylglycidyléther en
exces 2 112 9 d'huile tltrant 251,44 meq/lOO g en fonction glycidyle.
2.b. - On effectue les mêmes opératlons qu'i l'exemple l.b. en
utilisant :
- I 700 9 du dérive organosiloxane a fonction glycidyl preparé en 2.a.,
- 482 9 ~4,23 moles) de diéthanolamlne.
2~ 713~
- 7 -
Après 6 heures 30 de réaction, on obtient 2 l7995 9 d'une huile
visqueuse jaune, dont la viscosité à 25 C est de 23 000 mPa.s. Les
différentes analyses effectuées confirment la structure du produit
recherché, a savoir :
05
(Me)3 - SiO ~ Si0 ~ Si0 ¦ SiMe3
10,9 1 4,5
C2H4 - CH2 - O - CH2 - CH - CH2 - ~(CH2 - CH2OH)2
OH
- EXEMPlE 3 :
3.a. - On effectue les memes opérations qu'a l'exemple l.a., en
utilisant :
- 12l,35 9 (1,06 mole) d'allylglycidyléther,
- I 340 9 d'un copolymère statistique à SiH de formule :
~ re
Me3 ~ sio t sio ~
titrant 61,11 meq/100 9 en fonction SiH,
- 228 ~1 de solution catalysante au platine definie en l.a.
Le mllieu réactionnel est porte et maintenu à IOO 'C. Apres
2 heures de chauffage, le taux de transformation des fonctions SiH est
quantitatif. On obtient après l'élimination de l'excès
d'allylglycidyl~ther, 1 423 9 d'huile organosiloxane titrant
54,7 meq/100 9 en fonction glycidyle.
3.b. - On effectue les mêmes opérations qu'~ l'exemple l.b. en
utilisant :
.
20~713b
- 8 -
- l50 9 du dérivé organosiloxane à fonction glycidyl preparé en 3.a.,
- 8,92 g (0,078 mole) de diéthanolamine.
Après 8 heures de réaction on obtient 158,l6 9 d'une huile
visqueuse ocre, de viscosité 9 500 mPa.s.
05 Les différentes analyses confirment la structure du produit
obtenu, à savoir un produit dans lequel les fonctions SiH (du produit
utilisé en 3.a.) ont été remplacés par des fonctions :
- Si - C2H4 - CH2 - O - CH2 - CH(OH) - CH2 - N(C2H40H)2
- EXEMPlE 4 :
4.a. - On opère dans les mêmes conditions qu'à l'exe~le l.a.,
en utilisant :
- 350 9 d'un copolymere statistique a SiH de forr,ule :
Me3SiO ~ 510 ~ SiO ~ SiMe3
titrant 9,48 meq/lOO g en fonction SiH,
- l1,34 9 (1,00 mole) d'allylglycidyléther,
- 46,55 ~1 de solution catalysante au platine.
Apres 2 heures de réaction à lOO 'C, le taux de transforr,ation
des fonctlons SiH est quantitatif. On obtient zpres élimination de l'excès
de reactif 350,2 9 d'huile organosiloxane titrant 9,5 meq/100 9 en
fonction glycidyle.
4.b. - On effectue les mêmes opérations qu'a l'exemple l.b. en
utilisant :
- 2,2 9 (0,0l9 mole) de diethanolamine,
- 200 9 du derivé organosiloxane a fonction gl)cidyle préparé en 4.a.
2~i7~36
Après 5 heures de chau~fage 3 l25 C on obtient une huile ocre
de viscosité 16 400 ~Pa.s a 25 'C de formule ~oyenne :
05 11e3Si ~ Si(Me)2 ~ Si(Me) O ~ SiMe3
3~3 1 2, 7
C2H4 - CH2 - O - CH2 - ICH - C-2 - N(C2H4~)2
OH
- EXEMPLE 5 :
5.a. - Selon les conditions opératoires identiques a celles de
l'exemple 4.a., on synthétise une huile organosiloxane de s~ructure
moyenne :
IS Me3 SiO ~ Si(HeJ2 ~ Si(Me) O ~ SiMe3
z
1,6
avec Z - -(CH2J3 - O - CH2 - CH -/CH2
titrant 3,7 meq/lOO g en fonction glycidyle.
5.b, - Dans les conditions analogues à celles de l'exemple ~.b.,
la diéthanolamine est condensée sur l'huile 3 ~onction glyc, ~le obtenue
en 5.a. On obtient ainsi le produit correspondant a celui s lon S.a., ~2is
dans lequel Z a été remplacé par :
- C2H4 - CH2 - O - CH2 - CH(OH) - CH2 - N(C2H40H)2
- , .
::
~` 2Q~7~ 3~
- 10 -
- EXEMPLE 6 :
Selon des conditiGns opératoires analogues à celles de l'exemple
4.b., on effectue la condensation de la diéthanolamine sur une huile
organosiloxane de formule r,oyenne : -
t ~ Si(Me) O I SiMe3
z
8,9
avec Z ~ (CH2)3 - O - CH2 - CH - CH2
titrant 36,6 meq/100 9 en fonction glycidyle.
On obtient ainsi un produit dont la formule moyer,ne torrespond
IS . au produit ci-avant, mais dans lequel Z a été remplacé par :
(CH2)3 - O - CH2 - CH(OH) - CH2 - N(C2H40H)z.
Le tableau I ci-après résume les caractéristiques des h~iles
organosiloxanes à fonctionnalité diéthanolamine synthetisees dans les
exemples 1 3 6.
-
.
~7~3~
TABLEAU I
. ._ ._
Exemples nombre moyen de Si nombre moyen de X quantité d'amine en
05/mole de polymère /mole de polymère meq/100 9 de pol~l,.ère
IO ~ _ _ _ 2 4 42
3 114 5 46
4 388 2,7 9,4
588 1,6 3,7
6 304 ' 40
X ~ -(CH2)3 - O - CH2 - CH(OH) - CH2 - N(C2H40H)2
- TESTS D~PPLICATIONS AVEC lES PRODUITS SElON lES EXE~PlES 1 A 6 :
Oes émulsions ont été préparées a partir des produits obt~r.us
dans les exemples I a 6.
~ a) - Avec les produits selon les exemples I et 2, des émulsions or,t ete
30préparées en opérant ainsi :
. on mélange (en poids) 20 X de TERGITOL TMN 10,
5 % d'acide acétique glacial,
55 % d'eau
. . - .-. - :
. .
-
2~136
- 12 -
dans un ballon équipé d'un agitateur "tripales", de 5 cm d'écartement
entre les extrémités de deux pales, et tournant à 550 tours a la minute.
. A cette solution agitée on ajoute alors lente~ent 20 % (en
poids) du produit selon l'exemple 1 ou 2.5 + b) - Avec les produits selon les exemples 4 et 5 des e~,ulsions o~t ét-
préparées en opérant ainsi :
. on mélange dans un melangeur de laboratoire de marque
SILVERSON :
10 % du produit selon les exe,,ples
ou 5,
0,55 % de ~ERGITOL TMN 6,
0,55 % de RE~EX 30.
. on ajoute alors lentement et en continu, à cette masse bier.
agitée : 88,9 % d'eau
15 en mettant en oeuvre la "technique d'inversion de phàse".
c) - Avec le produit obtenu selon l'exemple 6, on opere de la même fa;cn
qu'en b), mais en utilisant 73,9 % d'eau et on ajoute, apres a~c,r
introduit l'eau, 15 % de propane 2 ol-.
+ d) - Avec le produit obtenu selon l'exemple 3 on prépare deux types
d'émulsions :
d.l. - une première émulsion en operant selon a) mais avec :
10 % de TERGITOL TM~l 6 et
70 % d'eau.
d.2. - une deuxieme emulsion en opérant selon b. mais sans
RENEX 30 et avec :
0,8 % de TERGITOL TM~J 6
et 89,2 % d'eau.
A la fin l'émulsion est amenée 3 pH 6 avec de l'acide aceti~
Les produits, ayant pour noms commerciaux, TERGITOL TM~J 10,
TERGITOL TMN 6 et RENEX 30 sont des surfactants largement commercialises
et connus de ceux préparant des émulsions.
le TERGIIOL TMN 6 comprend comme produit actif un
triméthylnonanol comprenant 6 motifs oxyéthylene,
.
~71~
Le TERGITOL TMN 10 comprend comme produit actif un
triméthylnonanol comprenant 10 motifs oxyéthylène,
Ces deux produits sont commercialisés par UNION CAR81DE.
Le RENEX 30, manufacturé par ICI, comprend comme produit actif
05 un tridécylol comprenant 10 motifs oxyéthylène.
Les tests : - organoleptique (sur coton éponge),
- de détermination du coefficient de friction
statique,
- d'hydrophilie, par trempage de l'étoffe (coton
éponge) dans un bécher précisés dans la description ont été effectués avec
les émulsions préparées ci-avant.
Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau 2 ci-apres.
TABlEAU 2
. Dér;vés organosiloxanes - 2 3 4 S 6
selon exemples _
20toucher organoleptique N N A A A A
coefficient de friction 0,70 O,Zl 0,17 0,10 0,45 0,14
25hydrophilie
temps en seconde 4 4 20 > 300 > 300 > 300
Sinking test
A ~ toucher agreable, doux,
N ~ toucher non agréable, sans douceur.
Il apparaît que le produit prépare selon l'exemple 3 est celui
repondant le mieux à l'application recherchée, c'est-à-dire un toucher
doux et une bonne hydrophilie, quand l'étoffe est en coton.
. . .
: - , . . . , .: - .
- , . - , ~ . ...
-. . ~ .......... .
..
- 2~7~3~ :
- 14 -
En ce qui concerne ce produit selon l'exemple 3 il est apparu
que l'émulsion préparée selon d.l. conférait à une étoffe blanche en coton
une meilleure résistance au jaunissement que l'émulsion preparée selon
d.2.
05
. ~' - --, ~ -
