CA2091656A1

CA2091656A1 - Procede d'appretage de texiles, bain d'appretage pour textiles utilisant de l'acide phosphinicosuccinique, de l'acide phosphinicobissuccinique ou leurs melanges, textiles appreteset utilisation desdits acides comme apprets

Info

Publication number: CA2091656A1
Application number: CA002091656A
Authority: CA
Inventors: Didier Wilhelm; Antonio Gelabert
Original assignee: Francaise Hoechst Ste
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1993-10-04
Also published as: US5300240A; KR100257986B1; DE69307375D1; FR2689529B1; EP0564346B1; KR930021876A; JP3217894B2; JPH0633374A; DE69307375T2; US5385680A; EP0564346A1; ATE147805T1; FR2689529A1; DK0564346T3; GR3022662T3; ES2096235T3; TR26711A

Abstract

TITRE de L'INVENTION Procédé d'apprêtage de textiles, bain d'apprêtage pour textiles utilisant de l'acide phosphinicosuccinique, de l'acide phosphinicobissuccinique ou leurs mélanges, textiles apprêtés et utilisation desdits acides comme apprêts. TEXTE de L' Procédé pour apprêter un textile dans lequel l'on imprègne le textile à traiter à l'aide d'un bain d'apprêtage comprenant de l'acide phosphinicosuccinique (I), de l'acide phosphinicobissuccinique (II) ou un mélange d'acide phosphinicosuccinique (I) et d'acide phosphinicobissuccinique (II), bain d'apprêtage, textile apprêté et utilisation des acides précités comme apprêts textiles ou comme agents de réticulation de la cellulose.

Description

La présente invention concerne un procéde d'apprêtage de textiles, un bain d'apprêtage pour textiles utilisant de l'acide phosphinicosuccinique, de l'acide phosphinicobissuccinique ou leurs mélanges, des textiles apprêtés et l'utilisation desdits acides comme apprêts.
Les apprêts textiles sont actuellement couramment utilisés pour conférer aux tissus cellulosiques des proprié-tés d'infroissabilité, mais la plupart contiennent du formal-déhyde libre ou combiné, qui se libère soit dans les ateliers d'apprêtage, soit lors de l'utilisation des tissus ainsi apprêtés.
Or, le formaldéhyde est aujourd'hui considéré
comme un produit nocif dont certaines réglementations nationales limitent les doses d'exposition à de tres faibles valeurs. On recherche donc activement des apprêts textiles exempts de toute trace de formaldéhyde. Au cours de ces recherches, la demanderesse a découvert avec étonnement, que l'acide phosphinicosuccinique (I) et l'acide phosphinicobi-ssuccinique (II) présentent de tres intéressantes propriétés de réticulation de la cellulose, ~ustifiant leur utilisation comme appr~t textile.
O . O
l ~ ICH2- COOH
HO P - fH - COOH HO P - CH - COOH

(I) (II) L'acide phosphinicosuccinique (I) ainsi que l'acide phosphinicobissuccinique (II) sont décrits dans la litterature (brevet des Etats Unis d'Amérique N~5018577). Ils sont notamment obtenus par addition d'un hypophosphite de metal alcalin tel que l'hypophosphite de sodium sur l'acide maléique, un mal~ate de dialkyle ou l'anhydride maléique - - . : -.- , . . ,: - -20916~6 suivie, si necessaire, d'une hydrolyse acide ou basique des fonctions esters, lorsqu'un maléate de dialkyle est utilisé
comme produit de départ. cette réaction d'addition est généralement catalysée avec un dérivé péroxydique minéral tel que le persulfate de sodium, ou organique tel que 1'éthyl-2 perhexanoate de tertiobutyle, TBPEH ; elle peut être égale-ment effectuée sous un rayonnement ultraviolet au sein de l'acétone (brevet francais N~ 2356658, brevets des Etats Unis d'Amérique 4138431, 4590014, 4632741, 5023000, 5018577, 4088678 et Beil. IV, 4ème suppl., page 3497, 1959).
L'acide phosphinicosuccinique (I) et l'acide phosphinicobissuccinique (II), ainsi que leurs mélanges en proportions variables, présentent comme on l'a dit précédem-ment, de tres intéressantes propriétés de réticulation de la cellulose, qui justifient leur application à titre d'apprêts textiles, pour donner aux tissus cellulosiques des propriétés d'infroissabilité.
La présente invention a donc pour objet un procédé pour apprêter les textiles caractérisé en ce que l'on impregne le textile à traiter a l'aide d'un bain d'apprêtage comprenant de l'acide phosphinicosuccinique (I), de l'acide phosphinicobissuccinique (II), ou un mélange de ces deux acides. Ce mélange peut être en proportions variables.
Dans des conditions préférentielles de mise en oeuvre de l'invention, le bain apprêtage des textiles est partiellement neutralisé avec un hydroxyde de metal alcalin afin d'obtenir un bain d'apprêtage présentant un pH de 2 a 7.
Dans d'autres conditions préferentielles, les apprêts ci-dessus décrits sont caractérises en ce qu'il ne 0 renferment pas de catalyseur, de quelque nature que ce soit.
La presente demande a aussi pour objet un bain d'apprêtage pour textiles, caractérisé en ce qu'il comprend une solution d'acide phosphinicosuccinique (I), d'acide phosphinicobissuccinique (II), ou de leur mélange partielle-ment neutralisé à pH 2 à 7 ~ l'aide d'un hydroxyde de métalalcalin, et notamment les bains décrits dans les exemples.

2~91~6 Les solutions ci-dessus sont de préférence des solutions aqueuses ; elles sont avantageusement additionnees d'un agent mouillant bien connu de l'état de la technique.
La présente demande a aussi pour objet les textiles apprêtés, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit.
La présente demande a aussi pour objet l'utilisa-tion, à titre d'apprêt textile, de l'acide phosphinicosucci-nique (I), de l'acide phosphinicobissuccinique (II), ou d'un de leurs mélanges.
La présente demande a enfin pour objet l'utilisa-tion de l'acide phosphinicosuccinique (I), de l'acide phosphinicobissuccinique (II) ou de leurs mélanges en proportions variables, à titre d'agents de réticulation de la cellulose contenue notamment dans des fibres textiles, des copeaux de bois, de la sciure de bois.
Les exemples suivants sont donnés à titre indicatif ; ils permettent de mieux comprendre l'invention, mais ils n'en limitent pas la portée. Sauf indications contraires, les parties et pourcentages sont donnés en poids.
Le test de défroissabilité est réalisé selon la norme AATCC
66-1972 sur des ~chantillons tels quels et sur des échantil-lons soumis à trois lavages ménagers à 60-C ; la défroissabi-lité est exprimée par la somme des angles de défroissement obtenus en sens cha~ne et en sens trame. La résistance à la traction des échantillons exprimée en daN en sens cha~ne plus en sens trame est réalisée selon la norme AFNOR G 07.001. Le jaunissement des tissus, réalisé sur un appareil FIXOTEST à
200C pendant 30 secondes et les blancheurs exprimées en degrés Berger, sont mesurés avec un spectrophotomètre. Le taux de formald~hyde résiduel sur tissu a ét~ déterminé selon la méthode décrite dans la loi japonaise 112-1973 ; dans les tissus des exemples, on n'a pas pu deceler de formaldéhyde.

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:-20916~6 On introduit goutte à goutte, en 150 minutes,sous agitation, une solution constituée par :
- 150 g (1 mole) de maléate de diméthyle à 96%, - 2 g t9,2 mmoles) d'éthyl-2 perhexanoate de tertiobutyle, - 99 g d'éthanol absolu, dans une solution maintenue à 80C et constituée par :
- 44 g (0,485 mole) d'hypophosphite de sodium à 97%, - 60 g d'eau distillée, - 99 g d'éthanol absolu, 0 pUi8 on abandonne le milieu réactionnel deux heures sous agitation a 80~C. La solution réactionnelle est ensuite concentrée à 80% environ sous pression réduite, puis elle est diluée avec 300 g d'eau et enfin, elle est lavée 2 fois avec 150 g d'oxyde de diéthyle, et les phases éthérées réunies sont lavées une fois avec 50 g d'eau. Les phases aqueuses sont ensuite réunies puis concentrées à sec sous pression réduite. on obtient ainsi 197,2 g d'une pate visqueuse contenant principalement le sel de sodium de l'acide phosphi-nicobissuccinate de diméthyle (environ 95~) et les traces d'hypophosphite de sodium et du sel de sodium de l'acide phosphinicosuccinate de diméthyle.
Ce produit est ensuite chauffe a l'ebullition dans 555 g d'eau distillee et 216 g d'acide chlorhydrique concentré, d = 1,19, tout en éliminant le méthanol formé par distillation. Après 5 heures de chauffage, il n'y a plus de formation de méthanol, le milieu réactionnel est alors concentré à sec, sous pression rèduite. On obtient ainsi 185 g d'une pâte visqueuse que l'on dissout ~ chaud dans 350 g d'acide acétique. La solution chaude ainsi obtenue est traitée avec 1 g de charbon actif, puis elle est filtrée et ensuite concentrée ~ sec sous pression réduite. On obtient ainsi 143,7 g d'un produit cristallisé blanc, soit un rendement de 99,4% de la théorie calculée par rapport à
l'hypophosphite de sodium mis en oeuvre. Ce produit, dosé par potentiom~trie, contient 15,49 meq/g de fonctions acides dont 2,756 meq/g de fonctions acides fortes, soit un rapport entre .' .

2 0 ~

fonction acide carboxylique et fonction acide phosphinique de 4,62:1 (théorie 4:1).
Ces contrôles montrent que la fonction acide phosphinique est partiellement salifiée avec du sodium. ce produit est alors traité en solution dans 1 kg d'eau distil-lée à la température ambiante, pendant 1 heure, avec 350 ml d'une résine échangeuse de cations sous forme acide, présen-tant une capacité totale d'échange de 1,4 meq par ml, puis la suspension est filtré et le filtrat est concentré à sec sous pression réduite. on obtient ainsi 135 g de produit cristal-lisé blanc contenant 16,28 meq/g de fonctions acides (théorie 16,77 meq/g) dont 3,39 meq/g de fonctions acides présentant un pk inférieur ou égal a 1,6 (théorie 3, 35). Ce produit contient environ 97% d'acide phosphinicobissuccinique (II), il est utilisé SOU8 cette forme en application sous la référence A ; RMN13C(D2o), 25 MHz, ~ 32,1 (s, CH2), y 32,9 (s, CH2), ~ 45,7 (d, J = 82 Hz, CH), y 175 (2d, J = 4 Hz, CH-COOH), y 177,4 (dd, J = 16 Hz, CH2-COOH).

on introduit goutte a goutte, sous agitation, une solution constituée par :
- 75 g (500 mmoles) de maléate de diméthyle ~ 96%, - 2 g (9,2 mmoles) d'éthyl-2 perhexanoate de tertiobutyle, - 99 d'éthanol absolu, dans une solution maintenue a 80C et constituée par :
- 59 g d'eau distillée, - 44 g (485 mmoles) d'hypophosphite de sodium à 97%, - 99 g d'ethanol absolu, puis on abandonne la solution réactionnelle 3 heures à 80C
sous agitation avant de la concentrer ~ sec sous pression réduite. Le résidu solide ainsi obtenu, dissous dans 250 g d'eau est lavé deux fois avec 150g d'oxyde de diéthyle, puis les phases éthérees reunies sont lavées un fois avec 50 g d'eau distillee. Les phases aqueuses réunies sont ensuite concentrées à sec sous pression reduite. On obtient ainsi ~ . - .
'. ... ' . ~ .
. . . ~ -' - ' . ........ . - ':

2091~5~

118,4 g d'une pâte visqueuse que l'on dissout dans 600 g d'eau distillée. Cette solution est ensuite chauffée à
l'ébullition en présence de 142 g d'acide chlorhydrique concentré, d = 1,19, tout en distillant le méthanol formé.
Après 5 heures de chauffage au reflux, il ne se forme plus de méthanol. Le milieu réactionnel est alors concentré à sec sous pression réduite. on obtient 125 g de produit que l'on dissout dans 185 g d'acide acétique à chaud. Cette solution abandonne par refroidissement à la température ambiante, 6,9 g (58,5 mmoles) d'acide succinique cristallisé pur. Le filtrat obtenu après séparation de ce produit cristallis~, est concentré à sec sous pression réduite. On obtient ainsi 91 g d'un produit visqueux dont l'analyse par RMN du proton montre qu'il est constitué par un mélange en quantité
sensiblement équimoléculaire d'acide succinique, d'acide phosphinicobissuccinique (II), et d'acide phosphinicosuc-cinique (I) RMN13C (D20), 25 MHz, y 31,2 (s, CH2), ~ 46,9 (d, J - 77 Hz, CH), y 174,8 (s, CH-COOH), y 177,3 (d, J = 16 Hz, CH2-COOH). Par dosage potentiométrique, on trouve 16,58 meqvg de fonctions acides, dont 4,56 meq/g de fonctions acides présentant un pk inférieur ou égal à 1,8. Ce produit est utilisé sous cette forme en application, sous la référence B.

EXEMP~ 3 ET ~ ET EXEMPLB DE COMPARAI80N C1 On impr~gne au foulard un tissu de popeline 100% coton, débouilli et blanchi, d'un poids d'environ 130 g par mètre carré avec un taux d'exprimage de 75~ dans un bain aqueux dont le pH a été a~usté avec de la soude à la valeur indiquee dans le tableau I, contenant en solution les quantités d'acide, ainsi que 2 g par litre de nonylphénol éthoxylé avec 10 moles d'oxyde d'éthylène comme agent mouillant. Le tissu est ensuite seche pendant 45 secondes a 120C, puis il est soumis sur une rame de laboratoire a un traitement thermique de 90 secondes a 180C.
on détermine ensuite sur des échantillons du tissu traite après conditionnement :

`

2~9l6~6 - la défroissabilité sur des échantillons tels quels et sur des échantillons soumis à trois lavages ménagers à 60C, - la résistance à la traction, désignée Rt, exprimée en daN, - la blancheur, désignée Bl, exprimée en degrés Berger, - le jaunissement, désigné Ja, les résultats obtenus sont données dans le tableau I.
L'exemple de comparaison Cl correspond au tissu non traité.
On constate que les produits selon la présente invention améliorent considérablement les qualités d'in-froissabilit~ des tissus traités même après lavage, sans pour autant abaisser trop nettement leur résistance à la traction.

EXEMPkE 5 On mélange sous agitation, à la température ambiante, 625 g d'eau distillée, et 490,3 g (5 moles) d'anhy-dride maléique. La suspension obtenue est chauffée a 60-c jusqu'~ l'obtention d'une solution. on introduit alors 220 g (2,5 moles) d'hypophosphite de sodium, puis en 5 heures, en maintenant l'agitation et la température ~ 60C, une solution de 45,2 g (0,19 mole) de persulfate de sodium dans 78 g d'eau distillée. L'introduction terminée, on maintient la solution réactionnelle deux heures a 60C puis on la refroidit ~ la température ambiante.
On obtient ainsi 1435 g d'une solution aqueuse limpide, légerement colorée, contenant environ 2,5 moles d'acide phophinicobissuccinique monosodique, présentant une acidit~ de 7,0 meq/g (theorie 6,97 meq/g)et ne contenant plus d'anhydride maléique. Cette solution, désignee D, est utilisée SOU8 cette forme dans l'exemple 8.

EXE~P~E 6 On reproduit l'exemple 5 en remplaçant le persulfate de sodium par une quantité équivalente de persul-fate d'ammonium. On obtient ainsi environ 1464 g d'une solution aqueuse, limpide, incolore, contenant environ 2,5 20~16~6 moles d'acide phosphinicobissuccinique monosodique, présen-tant une acidité de 6,96 meq/g (théorie 6,83 meq/g) et ne contenant plus d'anhydride maléique déterminée par l'analyse RMN du proton et du carbone treize. Cette solution désignée E, est utilisée sous cette forme dans l'exemple 9.

On mélange sous agitation, à la température ambiante, 763 g d'eau distillée et 327,5 g (3,34 moles) d'anhydride maléique. La suspension obtenue est ensuite chauffée ~ 60C jusqu'à l'obtention d'une solution. En maintenant l'agitation et la température de la solution à
60C, on introduit en 3 heures, séparément et simultanément, d'une part une solution de 28,6 g (0,12 mole) de persulfate de sodium dans 52 g d'eau distillée, et d'autre part, une solution de 147 g (1,67 mole) d'hypophosphite de sodium dissous dans 300 g d'eau distillée. Les introductions terminées, on abandonne la solution réactionnelle deux heures à 60C.
Après refroidissement ~ la température ambiante, on obtient environ 1618 g environ d'une solution aqueuse limpide et incolore, contenant environ 1,67 mole d'acide phosphinicobissuccinique monosodique et ne contenant plus d'anhydride maléique, déterminée par analyses RMN du proton et du carbone treize. Cette solution présente une acidité de 4,11 meq/g (théorie 4,13 meqJg). Cette solution, désignée F, est utilisée SOUB cette forme dans l'exemple 10.

. ~.;. ~ . - . . .....

2~91~56 TABLEAU I

_ .
ACIDE PH du D~froissabilité
ElXI~II~I Nature Qté bain tet quel après 3 Rt Bl Ja.

3 A 44 2,14 250 210,5 74,3 69,4 63,3

4 B 41,3 2,17 240 212 76,2 70,8 62,5 Cl O 196 202 106,7 72 69,2 8 D 121 . 1,77 260 231 67,9 72 67 9 E 122 1,79 257,5 233 69,6 70,8 65,7 0 17 ~07 l,74 2'i3 233 68,8 68,2 62 .

.

Claims

1. Procédé pour apprêter un textile caractérisé
en ce que l'on imprègne le textile à traiter à l'aide d'un bain d'apprêtage comprenant de l'acide phosphinicosuccinique (I), de l'acide phosphinicobissuccinique (II) ou un mélange d'acide phosphinicosuccinique (I) et d'acide phosphinico-bissuccinique (II).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le bain d'apprêtage a un pH de 2 à 7 obtenu à
l'aide d'un hydroxyde de métal alcalin.

3. Procédé selon l'une quelconque des reven-dications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bain d'apprêtage ne renferme aucun catalyseur.

4. Bain d'apprêtage pour textiles, caractérisé
en ce qu'il comprend une solution d'acide phosphinicosuccini-que (I), d'acide phosphinicobissuccinique (II), ou de leur mélange partiellement neutralisé à pH 2 à 7 à l'aide d'un hydroxyde de métal alcalin.

5. Textile apprêté, caractérisé en ce qu'il est obtenu par mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, 2 ou 3.

6. Utilisation de l'acide phosphinicosuccinique (I) comme apprêt textile.

7. Utilisation de l'acide phosphinicobissuccini-que (II) comme apprêt textile.

8. Utilisation d'un mélange d'acide phosphini-cosuccinique (I) et d'acide phosphinicobissuccinique (II) comme apprêt textile.

9. Utilisation à titre d'agents de réticulation de la cellulose, de l'acide phosphiniocsuccinique (I), de l'acide phosphinicobissuccinique (II) ou d'un mélange d'acide phosphinicosuccinique (I) et d'acide phosphinicobissuccinique (II).