BRPI0617298A2 - processo para acabamento de produtos têxteis - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA ACABAMENTO DE PRODUTOS TêXTEIS. A presente invenção refere-se a um processo para o acabamento de produtos têxteis com um agente de reticulação não formalde ido baseado em 2-imidazolidinonas, em que mediante certos parâmetros do processo na secagem e cura, o amarelamento indesejado e o odor de amina desagradável são evitados.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA ACABAMENTO DE PRODUTOS TÊXTEIS".
A presente invenção refere-se a um processo para o acabamen-to de um produto têxtil com base em celulose assim como um produto têxtilcom base em celulose acabado de acordo com este processo.
Os acabamentos de produto têxtil reticulados são correntementeusados para conferir aos tecidos celulósicos propriedades de compressão eresistência duráveis para recuperação de enrugamento ou rugas, uma esta-bilidade dimensional às lavagens domésticas, assim como facilidade de cui-dados (tranqüilidade ao passar a ferro ou sem passar a ferro), entre outraspropriedades.
A maioria destes acabamentos de produtos têxteis reticuladoscontém formaldeído livre ou combinado que é liberado na oficina de acaba-mento ou quando se usa tecidos acabados desta maneira. No entanto, oformaldeído é agora considerado de ser um produto nocivo, doses em expo-sição das quais são limitadas a valores muito baixos por certos regulamen-tos nacionais.
Na US 3.304.312 derivados de 4,5-diidróxi ou 4,5-dialcóxi de 2-imidazolidinonas são divulgados como agentes de acabamento de produtotêxtil não formaldeído para conceder resistência ao enrugamento. O materialimpregnado é submetido às operações de secagem ou cura em uma tempe-ratura ambiente na faixa de 82°C a 232°C.
Estes compostos são amplamente usados nos processos de a-cabamento de cura de impregnação e secagem ("Pad-Dry e Cure") ou curade impregnação cm secagm ("Pad-Dry-Cure"), onde um tecido contendo ce-lulose é impregnado com um banho contendo este agente de reticulação deformaldeído, um catalisador e aditivos. O tecido impregnado é secado e cu-rado em temperaturas elevadas; as etapas de secagem e cura podem serconsecutivas ou simultâneas. No caso onde o tecido é primeiro secado,temperaturas de cura de 120°C a 230°C são descritas (US 4.295.846).
Infelizmente, os tecidos acabados de acordo com esta técnicaanterior possuem baixa resistência ao rompimento, apresentam uma maiortendência ao amarelamento, e podem gerar um odor de amina desagradá-vel.
Além disso, para aumentar as propriedades de facilidade de cui-dados dos tecidos acabados, pode-se aumentar a concentração destes reti-culadores não formaldeídos, mas à custa da brancura e da resistência aorompimento. O mau odor de amina é depois da mesma forma fomentado.
É conhecido pelo artífice, como descrito em Textile Chemist andColorist 1982 (Cooke and al. 14(5), 100-106, 1982), que as condições acídi-cas necessárias (pH de 3 a 5) não apenas catalisam a eterificação da celu- lose, mas também fornecem uma reação lateral indesejada onde as dialqui-lidantoínas são formadas, desta maneira reduzindo a eficiência do reticula-dor (graus de fixação da resina de 50 a 70% são geralmente observados).
Surpreendentemente, foi agora descoberto que os reticuladoresnão formaldeídos podem ser aplicados sob condições acídicas extremas aum tecido com base em celulose em um processo de cura úmida (uma com-binação de impregnação, acolchoamento, secagem delicada, cura em tem-peratura baixa e lavagem) para fornecer boas propriedades de facilidade decuidados. Os tecidos acabados de acordo com esta invenção possuem umexcelente nível de brancura, uma resistência ao rompimento muito elevada, e nenhum odor de amina desagradável.
A invenção fornece um processo de acabamento de reticulaçãolivre de formaldeído de tecidos celulósicos ou tecidos contendo celulose.
Os compostos usados nesta invenção possuem a fórmula geral
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O tipo de isômero eis ou trans ou misturas das mesmas podem
ser utilizados,
em que
X é O ou S, preferivelmente O,
R1, R2 são os mesmos ou diferentes e são alquila CrC2O linearou ramificada, preferivelmente alquila C1-C8, mais preferivelmente metila,ou
alquila C2-C20 linear ou ramificada, preferivelmente alquila C2-C8,substituída por um ou mais grupos funcionais como hidroxila, amino, carboxi-la, amida, éster, éter e halogêneo (flúor, cloro, bromo e iodo),
R31 R4 são os mesmos ou diferentes (R3 e R4 podem ser parteda mesma estrutura de anel):
e são H
ou
alquila C1-C20 linear ou ramificada, preferivelmente alquila C1-C8,eventualmente substituída por um ou mais grupos funcionais como hidroxila,amino, carboxila, amida, éster, éter e halogêneo (flúor, cloro, bromo e iodo),ou
grupos como
<formula>formula see original document page 4</formula>
onde
η é de 1 a 20, preferivelmente de 1 a 6, mais preferivelmente 2,
e
R5 é H ou alquila C1-C4 de cadeia linear ou ramificada, preferi-velmente H.
Mais preferivelmente R1 e R2 são metila e R3 e R4 são H ou meti-la ou -(CH2)2OH.
Os compostos preferidos da invenção são 1,3-dimetil-4,5-diidróxi-2-imidazolidinona (também chamada DMeDHEU1 DiMetiIDiHidroxiE-tilenoUréia) e seus derivados eterificados. Para parcial ou completamenteeterificar a DMeDHEU, os álcoois preferidos são metanol ou DEG (dietileno-glicol) ou misturas dos mesmos.
Estes produtos são geralmente comerciais e vendidos, por e-xemplo, sob o nome comercial Arkofix NZF New (CIariant) ou podem serpreparados por diferentes técnicas conhecidas à pessoa versada na técnicacomo descrito entre outros possíveis processos na US 3 304 312, US 4 295846, EP O 141 755 ou US 5 707 404. O processo é geralmente uma conden-sação de glioxal e uma uréia dissubstituída seguida ou não por uma etapade eterificação com um ou mais álcool ou poliol.
Processo desta Invenção:
O processo desta invenção é caracterizado pelas seguintes etapas:
a) impregnação de um tecido contendo celulose com um banhocontendo um agente de reticulação não formaldeído de fórmula (I) e um ca-talisador ou uma mistura de catalisadores sob condições acídicas,
b) secagem em uma temperatura de 130°C ou abaixo em umaumidade residual de 3 a 30%, e
c) cura em uma temperatura de 50°C ou abaixo.
Mais tarde, o tecido é lavado, neutralizado e secado pelas ope-rações conhecidas na técnica.
Opcionalmente, uma etapa de acabamento superior adicionalpode completar o presente processo.
Descrição Detalhada da Invenção
Um tecido contendo celulose é impregnado com um banho con-tendo um agente de reticulação de não formaldeído de fórmula (I) e um cata-Iisador ou uma mistura de catalisadores.
A concentração do agente de acabamento de fórmula (I) no ba-nho calculado como sólido é geralmente governada pelo efeito desejado.Geralmente está entre 30 e 500 g/l, preferivelmente entre 100 e 300 g/l, maispreferivelmente entre 120 e 240 g/l.
Os catalisadores adequados para este processo são um ácidoisolado ou combinações de ácidos orgânicos e inorgânicos ou doadores deácido. A reticulação da celulose é catalisada por ácido; o pH do banho é a-justado para 3 ou abaixo, preferivelmente para 2 ou abaixo, e mais preferi-velmente para 0,8 a 1,5.
Os catalisadores típicos incluem ácidos tais como ácidos clorí-drico, sulfúrico, fluorobórico, fosfórico, nítrico, acético, glicólico, maléico, lác-tico, cítrico, tartárico, muriático e oxálico; sais de metal tais como cloreto demagnésio, nitrato, fluoroborato ou fluorossilicato; cloreto de zinco, nitrato,fluoroborato ou fluorossilicato; cloreto de amônio; oxicloreto de zircônio; bis-sulfato de sódio ou potássio; cloridratos de amina tais como o cloridrato de2-amino-2-metil-1-propanol; e outros mais e misturas dos mesmos. Preferí-veis são ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico ou cloreto de amônio.
Opcionalmente, os aditivos podem ser adicionados ao banho. Osaditivos convencionais tais como agentes umectantes, lubrificantes, amaci-antes, agentes encorpantes, repelentes de água, retardadores de chama,agentes de expulsão de sujeira, inibidores de mofo, agentes de manchamen-to antiumidade, abrilhantadores fluorescentes, biocidas (antimicrobiano, an-tibacteriano, antialgas, antifungos, repelente de inseto, antiácaro do pó, an-timofo) e similares podem ser usados no banho de tratamento em quantida-des convencionais contanto que a estabilidade do banho seja compatívelcom a faixa de pH muito baixa da invenção. Tais auxiliares não devem, noentanto, interferir com a própria funcionalidade da resina de acabamento,não devem em si ter um efeito deletério sobre o tecido, e desejavelmentesão livres de formaldeído. Preferíveis são os agentes umectantes, lubrifican-tes e amaciantes.
O tecido impregnado é secado em temperatura baixa abaixo de130°C, preferivelmente abaixo de 100°C e mais preferivelmente entre 60 e90°C em uma umidade residual de 3 a 30%, preferivelmente de 5 a 15% emais preferivelmente de 6 a 10%.
O tecido sendo mantido nesta umidade por ser revestido comuma película plástica ou por qualquer outro meio, é curado em temperaturabaixa, abaixo de 50°C, especialmente abaixo de 40°C, para evitar dano nasfibras durante 5 a 30 h, preferencialmente durante 15 a 25 h. Durante esteestágio de cura o tecido é preferencialmente mantido sob rotação para evitara migração e a superconcentração local do catalisador que pode danificar otecido.
Após a cura, o tecido é lavado e neutralizado com qualquer mé-todo convencional geralmente usado pela pessoa versada na técnica. A neu-tralização pode ser obtida, por exemplo, com uma base como soda cáusticaou exatamente por enxágüe.
Após a etapa de lavagem e neutralização, o tecido é secado.Opcionalmente, mas preferivelmente, o tecido é submetido a um acabamen-to superior com um banho contendo aditivos. Esta etapa pode ser subse-qüente à secagem ou o tecido pode ser acolchoado após a lavagem em umprocesso de umidade em umidade e depois secado.
Os aditivos convencionais tais como agentes umectantes, lubrifi-cantes, amaciantes, agentes encorpantes, repelentes de água, retardadoresde chama, agentes de expulsão de sujeira, inibidores de mofo, agentes demanchamento antiumidade, abrilhantadores fluorescentes, biocidas (antimi-crobiano, antibacteriano, antialgas, antifungos, repelente de inseto, antiácarodo pó, antimofo) e similares podem ser usados no banho de acabamentosuperior em quantidades convencionais contanto que o banho seja estável.Tais auxiliares não devem, no entanto, interferir com a própria funcionalidadeda resina de acabamento, não devem em si ter um efeito deletério sobre otecido, e desejavelmente são livres de formaldeído.
Os tecidos acabados não formaldeídos de acordo com o proces-so divulgado possuem propriedades de facilidade de cuidados e além dissopossuem uma melhor resistência ao rompimento, um nível de brancura ele-vado (nenhum amarelamento) e não gerar qualquer odor de amina desagra-dável.
Os seguintes exemplos explicarão a presente invenção commaiores detalhes.
<table>table see original document page 7</column></row><table>
Grau de fixação
O grau de fixação é obtido pela determinação de nitrogênio (N%)do tecido antes e após a lavagem por análise elementar.Grau de fixação = 100 χ N% tecido lavado / N% tecido acabadoExemplo 1:
Cura úmida com um reticulador com base em DMeDHEEU
Uma tela de 100% algodão branca alvejada 1/1 (116 g/m2, 40 χ27,5 bitolas/cm) foi impregnada em um banho de acordo com a receita #1. Omaterial foi espremido em um captador de umidade de 65%, e depois foi se-cado com ar quente tendo 70°C em uma umidade residual de 7 a 8%. O ma-terial foi revestido em um saco plástico e foi deixado repousar a 35°C duran-te 24 horas (cura). Logo a seguir foi prontamente lavado, neutralizado, enxa-guado com água a 30°C durante 5 minutos depois espremido e secado em120°C. Após a secagem, o material foi impregnado e espremido com a recei-ta A em um captador de umidade de 60%, e secado em 130°C (acabamentosuperior).
Exemplo comparativo 1:
Cura de impregnação com secagem ("pad-drv-cure") com um reticuladorcom base em DMeDHEU
O tecido do exemplo 1 é impregnado em um banho de acordocom a receita #2. O material foi espremido em um captador de umidade de65%, depois foi secado e curado em 150°C (tempo efetivo a 150°C: 60 se-gundos).
Os detalhes das receitas são apresentados na Tabela 1.
Tabela 1:
<table>table see original document page 8</column></row><table><table>table see original document page 9</column></row><table>
* disponível da ClariantResultados:0 = tecido não tratado
Tabela 2:
<table>table see original document page 9</column></row><table>
Estes resultados claramente demonstram um aumento surpre-endente da resistência ao rompimento quando o tecido é tratado pelo pre-sente processo de cura úmida.
Exemplo 2
Cura úmida com um reticulador com base em DMeDHEEUUma popelina de 100% algodão branca alvejada (120 g/m2) foiimpregnada em um banho de acordo com a receita #3. O material foi espre-mido em um captador de umidade de 75%, depois foi secado com ar quentetendo 90°C em uma umidade residual de 9%. O material foi revestido em umsaco plástico e foi deixado repousar a 20°C durante 22 horas. Logo a seguir foi prontamente enxaguado, neutralizado com soda cáustica, enxaguadocom água durante 10 minutos, acidificado com ácido acético, enxaguadonovamente, depois espremido e secado a 120°C. Após a secagem, o mate-rial foi impregnado e espremido com a receita B em um captador de umidadede 75% e secado a 120°C.
Exemplo comparativo 2:
Cura de impregnação com secagem ("pad-drv-cure") com um reticuladorcom base em DMeDHEUO tecido do exemplo 2 é impregnado em üm banho de acordocom a receita #4. O material foi espremido em um captador de umidade de75%, depois foi secado durante 45 segundos em 120°C e curado durante 30segundos em 160°C.
Exemplo comparativo 3:
O material acabado do exemplo comparativo 2 foi lavado com 1g/l de um detergente/agente umectante e dispersante durante 15 minutos a45°C, depois enxaguado com água, espremido e secado durante 45" a120°C.
Os detalhes das receitas são apresentados na Tabela 3.
Tabela 3:
<table>table see original document page 10</column></row><table>
* disponível da Clariant
Resultados:
0 = tecido não tratado
Tabela 4:
<table>table see original document page 10</column></row><table><table>table see original document page 11</column></row><table>
Os resultados claramente apresentam que o presente processoleva às melhores propriedades do tecido têxtil, especialmente o problema deamarelamento foi resolvido e a resistência ao rompimento é muito melhor.Pode também ser visto que a melhora na resistência ao rompimento e bran-cura não pode ser obtida a partir de uma etapa de lavagem adicional apósum processo de cura de impregnação com secagem ("pad-dry-cure"), mas éapenas obtenível com o presente processo.
Claims (11)
1. Processo para o acabamento de produtos têxteis compreen-dendo as seguintes etapas:a) impregnação de um tecido contendo celulose sob condiçõesacídicas com um banho contendo um catalisador ou uma mistura de catali-sadores e o tipo de isômero eis ou trans ou misturas dos mesmos de um a-gente de reticulação não formaldeído de fórmula (I)<formula>formula see original document page 12</formula>em queX é Oou S,R1, R2 são os mesmos ou diferentes e são alquila C1-C20 linearou ramificada,oualquila C2-C20 linear ou ramificada, substituída por um ou maisgrupos funcionais como hidroxila, amino, carboxila, amida, éster, éter e ha-logênio,R3, R4 são os mesmos ou diferentes e podem ser parte da mes-ma estrutura de anel e são Houalquila C1-C20 linear ou ramificada,<formula>formula see original document page 12</formula>ondeη é de 1 a 20, eR5 é H ou alquila C1-C4 de cadeia linear ou ramificada,b) secagem em uma temperatura de 130°C ou abaixo em umaumidade residual de 3 a 30%, ec) cura em uma temperatura de 50°C ou abaixo.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em queX é O1R1, R2 são os mesmos ou diferentes e são alquila CrC8 linear ouramificada,oualquila C2-C8 linear ou ramificada, substituída por um ou maisgrupos funcionais selecionados de hidroxila, amino, carboxila, amida, éster,éter e halogênio,R31 R4 são os mesmos ou diferentes e são Hou alquila C1-C8 linear ou ramificada, ou<formula>formula see original document page 13</formula>ondeη é de 1 a 6, eR5 éH.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que X é O,R1 e R2 são metila,R3 e R4 são H ou -CH2-CH2-OH.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, em que o agentede reticulação não formaldeído de fórmula (I) é 1,3-dimetil-4,5-diidróxi-2-imidazolidinona.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em quea) a impregnação de dito tecido contendo celulose é feita em umbanho contendo de 30 a 500 g/l do agente de reticulação não formaldeído defórmula (I) e tendo um pH abaixo de 3,b) a secagem é feita em uma temperatura abaixo de 100°C emuma umidade residual de 5 a 15%,c) a cura é feita em uma temperatura abaixo de 40°C durante 5 a horas.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, em quea) a impregnação de dito tecido contendo celulose é feita em umbanho contendo de 10 a 300 g/l do agente de reticulaçãò não formaldeído defórmula (I) e tendo um pH abaixo de 2,b) a secagem é feita em uma temperatura abaixo de 100°C emuma umidade residual de 5 a 15%,c) a cura é feita em uma temperatura abaixo de 40°C durante 5 a-30 horas.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, em quea) a impregnação do dito tecido contendo celulose é feita em umbanho contendo de 10 a 300 g/l do agente de reticulaçãò não formaldeído de fórmula (I) e tendo um pH abaixo de 0,8 a 1,5,b) a secagem é feita em uma temperatura de 60 a 90°C em umaumidade residual de 6 a 10%,c) a cura é feita em uma temperatura abaixo de 40°C durante 15a 25 horas e o tecido é mantido sob rotação.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o tecido é tratado com um acabamento superior adi-cional.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o catalisador ou mistura de catalisadores é seleciona- do de ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico ou cloreto de amônio.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que os agentes umectantes, lubrificantes ou agentes ama-ciantes são usados para o banho de impregnação.
11. Produto têxtil obtido de um processo de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes.
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