Procédé pour conférer à des matières textiles des propriétés oléophobes et hydrophobes
et un pouvoir d'expulsion des saletés
Depuis une dizaine d'années, l'industrie textile a fait des progrès techniques importants en ce qui concerne l'apprêtage chimique des étoffes textiles. De nombreux procédés ont été mis au point pour conférer des propriétés d'entretien minimum à des vêtements et autres articles prépares à partir d'étoffes textiles spécialement traitées.
Parmi les divers progrès dans ce domaine, on mentionnera l'apparition des étoffes qui permettent de confectionner des vêtements ne nécessitant pas de repassage après le lavage (ces étoffes étant appelées ci-après étoffes prépolymérisées ) et d'étoffes qui conservent longtemps leur forme après repassage (ces étoffes étant appelées ci-après étoffes post-polymérisées ). D'une façon générale, on confère toutes ces propriétés aux étoffes textiles par l'application de matières résineuses.
On applique les matières résineuses à l'étoffe et ultérieurement on les réticule sur l'étoffe par l'action d'un catalyseur convenable. Selon le moment où la réaction de réticulation a lieu, on obtient soit une étoffe < prépolymérisée soit une étoffe x post-polymérisée . Les étoffes prépolymérisées sont celles où la réaction de ré- ticulation a eu lieu avant la transformation de l'étoffe en un vêtement ou en un autre article du commerce. Les étoffes post-polymérisées sont celles que l'on soumet à la réaction de réticulation après la confection du vêtement ou d'un autre article.
En ce qui concerne les fibres dont sont confectionnées aussi bien les étoffes prépolymérisées que les étoffes post-polymérisées, elles peuvent être de pratiquement n'importe que) type naturel ou synthétique. Cependant à l'heure actuelle, la majorité d'étoffes de ce genre contiennent des fibres synthétiques artificielles. Ces fibres synthétiques procurent d'énormes avantages aux étoffes par opposition à celles qui ne contiennent que des ma tières naturelles.
Cependant, les fibres synthétiques présentent un inconvénient certain, à savoir la facilité de salissement de l'étoffe et, par conséquent, si au cours de l'usage normal d'un vêtement, celui-ci vient en contact avec une matière huileuse quelconque, cette dernière sera absorbée par les fibres synthétiques par suite de leur caractère oléophile. Ces matières huileuses sont en outre très difficiles à enlever par suite des propriétés hydrophobes des fibres synthétiques. En conséquence, une fois qu'un vêtement vient en contact avec une substance quelconque de nature à le tacher, il devient impossible de le nettoyer par une technique de blanchissage sans repassage, mais on est obligé d'utiliser un nettoyage à sec pour enlever efficacement les taches du vêtement.
D'autre part, même en l'absence d'un contact avec des matières salissantes, des lavages répétés d'un vêtement contenant des fibres synthétiques donnent au vêtement une couleur grise terne par suite des saletés qu'il aura ramassées dans l'eau de lavage. Ce type de salissement est appelé ci-après reprise des saletés Is v.
Ce problème de salissement a obligé les techniciens de l'industrie textile à faire un nouveau pas en avant, c'est-à-dire à réaliser une étoffe pouvant être portée sans repassage ou bien une étoffe dont les caractéristiques de repassage sont durables, et possédant en outre des caractéristiques d'expulsion des saletés. Cette expression expulsion des saletés n'implique nullement une résistance au salissement mais uniquement la caractéristique selon laquelle un vêtement souillé peut être nettoyé avec efficacité en utilisant un cycle normal de lavage.
D'autre part, les étoffes et/ou les vêtements que l'on traite pour leur conférer des caractéristiques d'expulsion de saletés possèdent également l'aptitude à ne pas reprendre la saleté de l'eau de lavage, c'est-à-dire que les saletés qui nagent dans l'eau de lavage ne seront pas déposées à nouveau sur le vêtement en cours de lavage.
En parallèle avec le développement d'étoffes à repassage durable et aussi d'étoffes pouvant être portées sans repassage, les chercheurs se sont penchés sur le problèmc consistant à conférer aux étoffes à la fois un caractère oléophobe et un caractère hydrophobe. De nombreuses techniques ont été proposées pour conférer un caractère hydrophobe aux étoffes, et on citera pour mémoire le traitement par les substances hydrophobes suivantes : (1) des émulsions de cire ; (2) des agents hydrophobes à base de composés de pyridinum, d'amides gras à longue chaîne, de mélanges de résines et de cires ; (3) des silicones ; (4) des composés organiques du chrome ; et (5) des produits chimiques fluorés.
Les agents hydrophobes fluorés sont probablement ceux que l'on utilise le plus couramment à l'heure actuelle. Parmi les divers produits disponibles dans le commerce, on en citera deux principaux : le produit FC-208 qui est l'ingrédient hydrocarbure fluoré des étoffes traitées par ! e procédé Scotchgard)) et qui est vendu par Minnesota Mining and Manufacturing Com- pany, et le produit Zepel qui est un ingrédient chimique fluoré hydrophobe vendu par E.
I. du Pont de
Nemours & Co. Lorsque le caractère hydrophobe est introduit dans ! es étoffes à l'aide d'un hydrocarbure fluoré, ce meme traitement confère à J'étoffe un certain degr ; d'olêophobie.
Un inconvénient des étoffes traitées par des produits hydrophobes est la difficulté d'enlever les taches par blanchissage. 11 est évident que les produits hydrophobes et oléophobes confèrent à l'étoffe à la fois un caractère oléophobe et un caractère hydrophobe, et il est vraisemblable que l'étoffe refuse d'accepter l'eau ou une huile de quelque nature que ce soit. Dans les circonstances normales, l'étoffe est nantie d'un degré de protection adéquat contre le salissement. Cependant, si une huile est par exemple forcée dans l'intérieur de l'étoffe par frottement et/ou par pression, il est impossible de l'éliminer en blanchisserie car l'étoffe est hydrophobe et par conséquent n'accepte pas l'eau qui est pourtant nécessaire pour chasser l'huile.
Par exemple, les imper méables rejettent bien l'eau de pluie mais si en service un imperméable est taché d'une graisse provenant du corps de l'utilisateur, particulièrement à l'emplacement du col et des manchettes, on est obligé d'avoir recours à un nettoyage à sec. Il est certain que le nettoyage à sec enlèvera partiellement les taches, mais ce même traitement de nettoyage à sec influe fâcheusement sur les caractéristiques hydrophobes de l'étoffe. Par ailleurs, ces mêmes taches huileuses ne pourront être enlevées par blanchissage normal.
Jusqu'à présent, on considérait comme impossible de conférer à une étoffe à la fois les caractéristiques oléophobes et hydrophobes et les caractéristi lues d'expulsion des saletés. Il en était ainsi car on pensait que les propriétés oléophobes et hydrophobes étaient déve loppées par suite des propriétés oléophobes ou hydrophobes des fibres formant l'étoffé ou bien des traitements de nature à renforcer l'une et l'autre de ces ca ractéristiques. D'autre part, on considérait que l'expulsion des saletés n'était réalisable qu'avec des fibres qui étaient d'une nature hydrophile ou qui avaient été traitées pour en augmenter le caractère hydrophile.
Ainsi, on pensait que l'oléophobie et l'hydrophobie étaient les caractéristiques exactement opposées à celles qui étaient indispensables pour assurer 1'expulsion des saletés.
D'autre part, le brevet USA Ne 3242117 décrit un procédé pour conférer à une matière textile des propriétes antistatiques, hydrophobes et otéophobes. Dans ce procédé. ta matière textile est traitée au moyen d'un polymère cationique et d'un polymère ou copolymère d'acrylate de perfluoroalcoyle, puis est chauffée en présence d'un agent de durcissement. Cependant. ce traitement n'a aucun effet anti-salissure du fait que les salissures sont de nature anionique et sont donc retenues par les polymères cationiques au lieu d'être libérées.
On mentionnera encore les brevets britanniques N,,, 1045996 et 10S0664, le brevet français N"t384) 6) et la demande de brevet néerlandaise N"66) 004). Ce- pendant, aucune de ces publications ne décrit un procédé pour conférer à une m. ltière textile à la fois des propriétés hydrophobes et o) éophobes et un pouvoir d'expulsion des saletés.
L'invention a pour objet un procédé pour conférer à une matière textile les caractéristiques, jusqu'à maintenant jugées comme incompatibles. d'anti-salissement. d'hydrophobie et d'expulsion des saletés.
Selon la présente invention, on confère à une matière textile le caractère hydrophobe. te caractère oléo- phobe et un pouvoir d'expulsion des saletés par un procédé consistant à appliquer sur la matière textile un polymère acide synthétique et un hydrocarbure fluor.
On peut utiliser le procédé selon l'invention pour traiter des matières textiles très variées, c'est-à-dire des étoffes formées exclusivement de fibres naturelles, des étoffes formées exclusivement de fibres polymères synthétiques et enfin des étoffes formées de mélanges de ces deux types de fibres. On peut appliquer la présente invention à des étoffes qui contiennent des fibres cellulosiques, par exemple des fibres de coton, de viscose, de cellulose régénérée, etc.
Parmi les étoffes formées de fibres synthétiques auxquelles on peut appliquer avantageusement le présent procédé on citera les étoffes de polyamides, de fibres acryliques et surtout de fibres polyester, c'est-à-dire les diverses variétés de < Dacron (E. l. du Pont de Nemours), de < Fortrel n (Celanese Corporation) ; de Kodel > } (Eastman Kodak), etc.
Les divers mélanges de fibres naturelles et synfhë- tiques que l'on peut employer pour confectionner les étoffes susceptibles d'être traitées par le présent procédé peuvent comprendre 50 an de polyester et 50''/o de coton, ou bien 65 i'(l de polyester et 35 nln de coton, etc.
Plusieurs théories ont été proposées concernant la construction la plus appropriée d'une étoffe afin de lui conférer le maximum de résistance à 1'eau ou hydrophobie. Selon l'une de ces théories, on stipule que J'étoffe doit être tissée dans des conditions telles que les fils de trame et les fils de chaine soient tissés en une armure très serrée : une autre théorie spécifie qu'il est préférable de traiter un tissu à armure normale ou tâche pour lui conférer les propriétés d'hydrophobie. La présente invention n'est pas axée sur une construction particulière de l'étoffe ou du tissu mais concerne exclusivement le traitement d'une matière textile dans des conditions permettant de lui conférer simultanément des carat- ristiques d'hydrophobie, d'oléophobie et d'expulsion des saletés.
Des exemples d'hydrocarbures fluorés utilisables dans le procédé selon l'invention sont donnés dans un article par E. G. Higgins intitulé Finishing for Water
Repellency paru dans Textile Institute and Industry. septembre 1966, pages 255-257.
Les produits soumis aux essais sont notamment ceux mentionnés dans la première partie de la présente description, a savoir < < FC-208 ) et < , Zepel > . Les deux traitements préfères par les hydrocarbures fluorés sont le traitement ((Scotch- gard qui est la propriété de Minnesota Mining and
Manufacturing C'ompany et le procédé de du Pont de Nemours avec le produit 7epel . Fn général, le procédé < < Scotchgard) > utilise une petite quantité d'une résine textile,
un hydrocarbure fluoré FC-208 et un agent d'allongement ¸ Nalan W o de du Pont de
Nemours.
La proportion de l'hydrocarbure fluoré que F on utilise pour traiter une étoffe par le présent procédé est en général la même que celle qu'on utilise normalement pour conférer un caractère hydrophobe à une étoffe.
Avantageusement. la concentration en hydrocarbure fluoré est d'au moins 0, 1 par rapport au poids du bain de foulardage ou de a solution de traitement, la limite supérieure étant fonction du degré d'hydrophobie désiré. D'une façon générale, des proportions de plus de
1 donnent des résultats exigés par les normes industrilles d'hydrophobie et d'o ! éophobie des vêtements de pluie. Quand la proportion de I'hydrocarbure fluoré est inférieure à environ 1 0/ (), on réalise une o ! éophobic notable, mais on risque une hydrophobie insuffisante.
Avantageusement, une proportion comprise entre environ 0, 01 et 5 11/o en poids de l'agent hydrophobe doit être présente sur la matière textile (en poids secs, et de préférence cette proportion se situe entre 0, 1 et 2 O/o.
Avantageusement, on applique également sur la matière textile une résine textile et un catalyseur pour cette résine, puis on fait polymériser lu résine.
L'expression résine textile > > que l'on utilise dans le présent mémoire englobe à la fois les monomères et les polymères qui, quand on les applique à une matière textile et quand on les fait réagir dans des conditions correctes, subissent une polymérisation et/ou une condensation et sont transformes en un état thermo- durci. Quand on met en oeuvre 11 présente invention, les résines textiles qui conviennent sont les résines Úpoxy. les résines acétal, les aminoplastes, etc., les résines ani- noplastes étant préférées.
Quand on applique ces résines qui contiennent de 1'azote à une m tière textile en présence d'un catalyseur Ó une température entre 100 et environ 300fb C, ces résines sont thermodurcies. La résine aminopiaste se condense avec les molécules de la cellulose et, si des groupes vinyliques sont présents dans la résine amino- plaste cette dernière subit une polymérisation d'addition avec elle-même et aussi avec la molécule de cellulose en cas d'irradiation. La résine textile polymérisée sur la matière textile confère à cette dernière des caracteris- tiques de repassage durable et/ou une propriété d'in froissabilité.
Le polymère acide synthétique utilise selon l'inven- tion doit pouvoir avantageusement former une pellicule autour des fibres qui constituent la matière textile. La souplesse de la pellicule est une caractéristique souhaitable car, si cette pellicule était trop dure, le toucher de la matière textile serait détériorée. De plus, la pellicule doit posséder de préférence des propriétés hydrophiles et être au moins partiellement insoluble dans l'eau.
II est évident que si la pellicule était hydrosoluble, ellc serait facilement enlevée de J'étoffe par lavage. Cepen- dant, le polymère à partir duquel la pellicule est formÚc peut être hydrosoluble si on l'applique avec une résine textile, car pendant le processus de polymérisation, le polymère hydrosoluble sera transforme en une pellicule insoluble dans t'eau.
Si d'autre part on applique le polymère sur un support en l'absence d'une résine textile, il pourrait également être soluble dans 1'eau à la condition que le support soit te que l'élimination des saletés ne soit exigée qu'une seule fois. Une teneur en acide d'au moins 10 l" en poids. calculee en acide acrylique, dans le polymère acide synthétique dont sera formée la pellicule est recommandée. et on préfère une teneur d'au moins 200/0 en poids.
On a également trouvé avantageux que les polymères acides qui assurent l'expulsion des saletÚs aient dans le motif récurrent, un rapport d'atomes de carbone aux groupes acides compris entre 2 et 30, et que la pellicule sechée à 1'air après avoir été coulée avec ce polymère possède une capacité d'inhibition par 1'eau d'au moins 89 yin.
On peut préparer les polymères acides synthétiques à partir de n'importe quel acide organique polyméri- sable, c'est-a-dire un acide ayant un point réactif d'in satUration. par exemple l'un des acides acryliques. Un tel polymère peut être un homopolymère de 1'acide ou un interpolymère d'un acide avec d'autres monomères copolymérisables avec lui. à la condition pourtant que le polymère contienne au moins 10 ouzo en poids du monomère acide.
Parmi les acides polymérisables que l'on peut utiliser dans ce but. on citera les acides acrylique, mé- thacrylique, maléique, fumarique, itaconique, crotonique et cinnamique, les acides sulfoniques polymérisables, les acides phosphoriques polymérisables, etc. Les monomères que l'on peut interpolymériser avec les acides sont ceux qui sont copolymérisables avec les acides et qui ne vont pas influer fâcheusement sur les propriétés filmogènes du polymère.
Les monomères ap propriés sont notamment les esters des acides précités que l'on prépare en faisant réagir 1'acide particulier avec un alcool alkylique. par exemple des esters acryliques comme les acrylates d'Úthyle, de méthyle, de propyle et d'isopropyle, les mcthacrylates de méthyle et d'éthyle. l'acrylate de 2-éthylllexyle ou de butyle, etc., les fumarates, maléates, crotonates et cinn'amates alkyliques, etc. ; les halogénures de vinyle : les monomères contenant des groupes vinylidène, par exemple le styrène, I'acryloni trile, le metllylstyrène :
les monomères vinyliques substitués. par exemple le chlorostyrène, le butadiène, etc
Dans tous les polymères préparés à partir des monomères énumérés ci-dessus, 1'acide calculé en acide acrylique doit représenter au moins 10% en poids. On remarquera que divers mélanges des polymères précités conviennent pour le présent procédé. De plus, les sels des polymères acides, par exemple les sels sodique, potassique, lithique, ammoniacal, etc., développeront également les caractéristiques désirées d'expulsion des saletés.
Certains des polymères acides synthétiques qui peuvent être utilisés selon l'invention sont les produits de polymérisation des combinaisons suivantes de monomères : acrylate d'éthylefacide acrylique,
acrylate d'Úthyle/acide acrylique/acrylamide.
acrylate de butyle/acide acrylique, acrylate d'éthyle ;
acide methacrylique,
acrylate d'éthyle'acide itaconique,
méthacrylate de methyle/acide acrylique.
acrylate de 2-éthyl-hexyle/acide acrylique,
acrylamide/acide acrylique,
acrylate de butyle/acide acrylique/acrylamide,
acrylate d'éthyle/acide acrylique/N-méthylol-acryl- amide,
acrylate d'éthyle/acide acrylique/styrène,
acrylate d'éthyle/acide acrylique/méthacrylate d'hydroxy-propyle, acrylate d'éthyle/acide acrylique/divinyl-benzène,
acrylate d'éthyle/acide acrylique/allyl-acrylamide,
acrylate d'éthyle/acide acrylique/acrylate de glycidyle
acrylate d'éthyle/acide itaconique,
acrylate d'éthyle/styrène-sulfonate de sodium,
acrylate d'éthyle/acide crotonique.
styrène/acide acrylique,
acrylate d'éthyle/acide acrylique/méthacrylate d'hy droxy-éthyle.
méthacrylate d'hydroxy-éthyle/acide acrylique/acryl- amide,
acrylate de butyle/acrylate d'éthyle/acide acrylique et similaires.
Parmi les polymères acides préférés. on citera les suivants : (1) les copolymères d'un ester acrylique tel qu'un acrylate d'éthyle et d'un acide acrylique, que l'on prépare en polymérisant un mélange de comonomères contenant environ 10 à 80 parties de 1'acrylate et environ 20 à 90 parties de 1'acide acrylique ; (2) les copolymères d'acrylate de propyle ou d'isopropyle et d'un acide acrylique, ces copolymères étant préparés par polyméri- sation d'un mélange de monomères comprenant environ 40 à 57 parties de 1'acrylate de propyle ou d'isopropyle et environ 43 à 60 parties de l'acide acrylique ;
(3) les copolymères acrylate de butyle et d'acide acrylique que l'on prépare en polymérisant un mélange d'environ 3C à 70 parties d'acrylate de butyle et d'environ 70 à 30 parties d'acide acrylique ; (4) les copolymères de l'acry- late de 2-éthylhexyle et d'acide acrylique que l'on prépare en polymérisant un mélange d'environ 10 à 40 parties d'acrylate de 2-éthylhexyle et d'environ 60 à 90 parties d'acide acrylique ; (5) les copolymères sensiblement identiques à ceux énumérés plus haut sauf que l'acide acrylique est remplacé par l'acide méthacrylique et qu'on utilise des méthacrylates au lieu d'acrylates en qualité esters :
(6) un copolymère d'acrylate d'éthyle et d'acide itaconique que l'on prépare en polymérisant un mélange de monomères comprenant environ 70 parties d'acrylate d'éthyle et environ 30 parties d'acide itaconique ; (7) les copolymères de l'acide acrylique qui ont été mentionnés ci-dessus mais en remplaçant les acrylates par des méthacrylates :
(8) un copolymère d'acrylamide et d'acide acrylique que l'on prépare en polyméri- sant un mélange de monomères qui comprend environ 10 parties d'acrylamide et environ 90 parties d'acide acrylique ; et (9) des polymères ternaires comprenant 1'acrylate d'éthyle, 1'acide acrylique et l'acrylamide que l'on prépare à partir de mélanges monomères comprenant de l'acrylate d'éthyle, au moins 10 parties d'acide acrylique et jusqu'à 20 parties d'acrylamide. Un polymère qui se comporte de façon très satisfaisante et constitue par conséquent l'un des polymères classiques préférés est le produit de Rohm & Haas, vendu sous la marque déposée Acrysol ASE-75 et qui est un polymère acrylique en émulsion.
Les polymères acides qui conviennent pour la mise en oeuvre de la présente invention forment en séchant une pellicule hydrophile et possèdent, à ce stade, une capacité d'expulsion des saletés. Pour des raisons inconnues, d'autres traitements etiou d'autres ingrédients vont améliorer cette capacité d'expulsion des saletés du support. Si l'on soumet le support portant l'acide polymère à des conditions de polymérisation de la résine textile, on améliore la durabilité de cette capacité d'expulsion de saletés. Par ailleurs, I'apprêt d'expulsion de saletés est beaucoup plus durable sur un support quand on soumet le polymère acide aux conditions de polymérisation de la résine textile en présence d'une résine textile aminoplaste. On sait que la pellicule recouvre les fibres synthétiques hydrophobes de la matière textile sans aucune réaction avec elles.
Ce qu'on ne sait pourtant pas c'est la durabilité de cette capacité d'expulsion des saletés. Alors qu'on sait qu'une réaction d'un certain type se produit bien entre le polymère acide et la résine textile, le mécanisme de cette réaction reste dans le domaine des hypothèses. En outre, une certaine réticulation peut avoir lieu entre les molécules de cellulose et le polymère acide, ou bien il est possible qu'une simple liaison physique améliorée se développe entre la résine textile et le polymère acide au-delà de leur réactivité et en superposition à cette dernière.
De même que les résines textiles, les polymères acides synthétiques apportent une certaine amélioration de l'ef- fet désire même quand on les introduit en de très faibles proportions dans l'étoffe. En conséquence, à mesure que la proportion du polymère d'expulsion des saletés augmente, la capacité de l'étoffe à rejeter les saletés s'améliore. Ainsi, la limite supérieure de la proportion de ce polymère d'expulsion des saletés sera déterminée par les considérations économiques et par l'éventualité d'une répercussion fâcheuse sur certaines propriétés de l'étoffe, par exemple les propriétés de toucher. De plus, il existe pratiquement un intervalle bien déterminé des proportions du polymère que l'on peut incorporer, cet intervalle étant régi par le succès commercial des produits.
En règle générale. les polymères acides sont des polymères en émulsion contenant des proportions variées de matières solides (habituellement environ 25 à 50e10 en poids). L'émulsion du polymère doit être présente dans le bain de foulardage ou autre milieu d'application en une concentration d'environ 2, 5 à 40 (1/o en poids. En d'autres termes, le support doit recevoir, par rapport à son poids sec, environ 0, 25 à 5 O/o de matières solides du polymère acide, et mieux encore de 1, 0 à 1, 5 /o.
La composition qu'on utilise pour imprégner la ma tière textile peut contenir d'autres ingrédients parmi lesquels des agents d'émulsionnement, des surfactifs, des émoilients et de nombreux autres composés capables d'améliorer les propriétés physiques de l'étoffe. L'application de la composition au support peut se faire par toute technique convenable. On préfère le foulardage de la solution sur l'étoffe en raison de la facilité d'une telle opération à ce stade particulier de développement. On peut également pulvériser la composition sous forme liquide, traiter le support par des vapeurs des composés, immerger le support dans un bain des ingrédients, etc.
En général, on règle l'appareil applicateur de manière à assurer une absorption à l'état humide de 30 à 100oJ0 par. l'étoffe du bain de foulardage. De préférence, on a cependant déterminé que l'on obtient les meilleurs résultats lorsque l'absorption à l'état humide est comprise de 40 à 60 0/,) par rapport au poids de l'étoffe.
Quand on applique une résine textile aminoplaste au support textile, ensemble avec un polymère acide synthétique et un hydrocarbure fluoré, cette application des ingrédients peut se faire simultanément à 1'aide du même bain de foulardage. Cependant, 1'application simultanée n'est pas indispensable et on peut parfois obtenir des résultats avantageux si 1'on applique d'abord le polymère, puis séparément la résine textile et 1'hydrocarbure fluoré et qu'ensuite on polymérise ou vulcanise la résine textile. En ce qui concerne les applications séparées. il convient cependant de mentionner que si l'on applique d'abord la résine textile et qu'on la polymérise ou vulcanise et qu'ensuite on ajoute séparément le polymère acide et I'hydrocarbure fluoré.
I'aptitude initiale à 1'ex- pulsion des saletés est remarquable mais beaucoup moins durable qu'avec l'application simultanée ou avec des applications séparées dans des conditions telles que la résine textile, le polymère acide synthétique et l'agent hydrophobe soient tous présents pendant la polymérisation ou la vulcanisation de la résine textile.
Selon les desiderata de chaque fabricant et selon les exigences du produit final, on utilisera des applications séparées ou simultanées de it résine textile, du polymère d'acide synthétique et de l'agent hydrophobe. Par exemple, quand on traite une étoffe textile dont on confectionnera des vêtements de travail, on a intérêt d'avoir un apprêt aussi durable que possible si bien que les propriétés d'expulsion des saletés demeurent efficaces pendant la durée maximum possible. Dans ce cas, on choisira ou bien l'addition simultanée ou bien des additions séparées mais en commençant par le polymère acide synthétique.
Au contraire, lorsque I'article final n'est pas un produit que l'on devra laver ou nettoyer, par exemple chaque semaine, la propriété recherchée peut fort bien être la préservation d'une très bonne propriété initiale d'expulsion des saletés. Dans cet ordre d'idées, on citera les tissus de garniture d'automobiles, les housses de sièges, les revêtements muraux, etc. Pour des articles de cette nature, il peut être plus intéressant d'appliquer d'abord la résine textile et ensuite, après avoir vulcanisé cette résine, d'appliquer le polymère acide et t'hydro- carbure fluoré, ou bien ces deux derniers produits seulement en l'absence de résine textile.
Toutefois, il convient de souligner que dans de telles conditions les propriétés hydrophobes et les propriétés d'expulsion des saletés sont moins durablesqu'avec!'app)icationsimulta- née comme il a été expliqué.
Les avantages qui découlent du présent procédé sont valables pour des matières textiles traitées sous pratiquement n'importe quelle forme, par exemple sous forme de fibres, de fils, de filés, d'étoffes ou même du produit final tel qu'un vêtement, etc.
Les vêtements confectionnés avec les étoffes qui ont été traitées par le présent procédé n'exigent pas de stades supplémentaires, autres que les stades normaux. pour la préparation de vêtements du type ordinaire à repassage durable. En d'autres termes, on peut plier et repasser le vêtement sur un appareillage classique, par exemple une presse à repasser Hoffman. Le cycle de repassage est normalisé dans cette industrie et comporte en généra le pressage du vêtement pendant une brève période que l'on fait suivre d'une opération de cuisson à l'étuve. En variante, on peut stabiliser le vêtement à la forme désirée, dans des conditions de chaleur sèche, par exemple un repassage à chaud sans vaporisage, à des températures pouvant atteindre 300"C pendant)
a durée nécessaire pour polymériser ou vulcaniser la résine.
En général, on peut choisir la résine textile parmi plusieurs catégories différentes. Selon le type de la résine choisie, on a intérêt à suivre l'une des techniques suivantes pour obtenir les vêtements possédant les propriétés nouvelles désirées. Dans chacun des procédés mentionnés ci-dessous, les techniques d'application et l'ordre d'application de la résine textile, du polymère synthétique, du catalyseur, de l'agent hydrophobe, etc., peuvent varier comme il a été expliqué plus haut.
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1. Appliquer à l'étoffe une résine textile contenant un type de groupe fonctionnel, le catalyseur pour cette résine textile, un polymère acide synthétique et un hydrocarbure fluoré.
2. Sécher l'étoffe à une température insuffisante pour amorcer la catalyse de la résine textile.
3. Confectionner un vêtement avec cette étoffe.
4. Repasser le vêtement pour former des plis aux endroits désirés.
5. Soumettre le vêtement à une température suffisante pour catalyser et vulcaniser (ou polymériser) la résine textile. ryl) de traitenrent 11
1. Appliquer à J'étoffe une résine textile contenant plus d'un type de groupes fonctionnels, des catalyseurs pour chaque type de groupe fonctionnel, un polymère acide synthétique et un hydrocarbure fluoré.
2. Soumettre l'étoffe à des conditions telles que le groupe fonctionnel d'un type réagisse et que les autres groupes fonctionnels restent latents.
3. Confectionner un vêtement avec cette étoffe.
4. Repasser le vêtement pour former des plis aux endroits désirés.
5. Soumettre le vêtement à des conditions dans lesquelles les groupes fonctionnels restants réagissent avec la cellulose.
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1. Appliquer à t'étoffe une résine textile contenant plus d'un type de groupes fonctionnels, l'un de ces types étant constitué de sites d'insaturation éthylénique ; un polymère acide synthétique et un hydrocarbure fluoré
2. Sécher l'étoffe à une température telle que le catalyseur de la résine textile demeure latent.
3. Soumettre l'étoffe à une irradiation.
4. Confectionner un vêtement avec cette étoffe.
5. Former des plis aux endroits voulus dans le vêtement.
6. Soumettre le vêtement aux conditions de vulcanisation de la résine textile.
Dans chacun de ces traitements, on peut exécuter la vulcanisation (ou polymérisation) finale de la résine textile avant la confection du vêtement et dans ce cas on obtient une étoffe possédant des bonnes propriétés de non-repassage, possédant des propriétés d'hydrophobie et d'oléophobie et des propriétés d'expulsion des saletés. Par ailleurs comme on le voit ci-dessus on applique les diverses matières et on les sèche, on les soumet aux conditions de vulcanisation de la résine textile. etc., selon l'un des traitements qui ont été expliqués plus haut.
Les températures de séchage qui sont insuffisantes pour amorcer la catalyse dépendent naturellement du catalyseur choisi. En généra) cependant, on effectue ce stade de séchage à une vitesse d'environ 8 à 62 m/minute et à des températures comprises entre 107 et 149tC, de préférence sur une élargisseuse. L'intervalle des températures de séchage empiète dans une certaine mesure la gamme des températures de polymérisation qui a été indiquée plus haut. Quand on effectue le séchage à une température qui est comprise dans les deux gammes. c'est-à-dire dans l'intervalle de séchage et celui de poly mérisation, il est important d'éviter la polymérisation ou vulcanisation prématurée de la résine textile.
Le temps est évidemment ta variable fondamentale et quand on sèche le support à une température située dans la partie supérieure de l'intervalle indiqué, on doit prendre soin de ne pas chauffer le support pendant une durée suffisante pour amorcer la catalyse, ce qui aurait pour effet de vulcaniser au moins partiellement la résine textile.
Le présent procédé permet l'emploi de techniques d'irradiation lorsque la résine textile appliquée à la ma tière textile est une résine éthylénique. On peut utiliser efficacement pour irradier la matière textile un transformateur à noyau isolant que l'on fait fonctionner à un potentiel compris entre 100 000 et 500000 électronsvolts. Un tel transformateur est vendu par High Voltage
Engineering Corporation, Burlington, Massachusetts.
L'intensité de l'irradiation ionisante qu'il est nécessaire d'utiliser est d'au moins 32 électrons-volts pour chaque paire d'ions formée. Ainsi une irradiation de 32 volts et au-dessus est efficace. On peut utiliser efficacement aussi bien une irradiation par des particules à haute énergie qu'une irradiation ionisante.
La dose préférée d'irradiation est comprise entre 1000 rads et 100 mégarads, un rad étant la quantité d'irradiation à haute énergie du type qui produit une absorption d'énergie de 100 ergs par gramme de la matière absorbante. Cepen- dant, on préfère que la dose d'irradiation soit comprise entre 0, 5 et 5 mégarads
La vulcanisation ou polymérisation de la résine textile peut se faire en soumettant la matière textile portant cette résine à des conditions telles que le catalyseur amorce une réaction de réticulation entre les groupes hydroxyliques de ta cellulose dans la matière textile et convertisse la résine à un état thermodurci. Quand on traite une étoffe à 100a/o synthétique, la résine adhère à la matière et est convertie à un état thermodurci.
La température constitue l'activeur principal et en général une température comprise entre 100 et 300 (C environ est suffisante. Le milieu de réticulation qui supporte la température nécessaire peut être pratiquement toute substance qui est inerte à la fois vis-à-vis de l'étoffe et des ingrédients appliqués à cette étoffe, par exemple l'air chaud, la vapeur d'eau, etc.
Dans les cas ou la résine textile contient deux types différents de groupes fonc tionnels, le processus comporte en réalité deux stades de réticulation, dont le premier est exécuté à une température plus basse que le second et insuffisante pour amorcer le second type de catalyse, par exemple le premier stade est un chauffage partiel pour amorcer la catalyse alcaline et le second stade est un chauffage qui amorce la catalyse acide et aussi convertir) a résine à son état thermodurci.
La durée des divers stades varie selon la nature des ingrédients. Cependant dans chaque cas la durée de traitement est la durée nécessaire pour provoquer une réaction suffisante et/ou une réticutation de la résine textile, cette durée étant de préférence comprise entre environ 0, 1 et 30 minutes.
Les exemples suivants dans lesquels les parties et les pourcentages sont en poids, servent à illustrer l'invention.
En ce qui concerne les essais auxquels on soumet les étoffes préparées par les techniques décrites dans les exemples, on fait appel aux procédés suivants : l'essai d'oléophobie dont les résultats figurent dans les tableaux f et 11 est exécuté selon la norme décrite dans du Pont
Industrial Chemicals Information Bulletin SC 463
Rev 965. Les essais d'oléophobie dont les résultats figurent dans les tableaux 3, 4 et 5 sont exécutés selon le processus de ! a compagnie 3M. comme il est décrit dans l'appendice B d'une brochure intitulée Textile Chemicals du 2 janvier 1962 dans le chapitre Test
Methods-A.
Oil Repellency > . Toutes les valeurs d'hydrophobie sont déterminées par l'essai normalisé 22 ) 952 de AATCC. Toutes les valeurs d'expulsion des saletés sont obtenues par comparaison avec des normes désignées par les valeurs numériques 1, 0 à 5, 0 (la valeur 1, 0 représente un détachage très médiocre alors que la valeur 5, 0 indique une suppression virtuellement com plète de la tache). On tache les étoffes avec une huile minérale.
Après avoir taché t'étoffe. on la lave une fois dans une machine à laver automatique Kenmore en uti- lisant une tasse du détersif Tide # (vendu par Proctor and Gamble) et une température d'environ 60foc pour 1'eau de lavage. On sèche l'étoffe pendant 40 minutes environ à une température de l'ordre de 7 C. On compare les taches sur t'étoffe séchée avec les normes précitées. Les valeurs indiquées dans les tableaux sous les titres 5 lavages et 10 lavages représentent le degré de tachage après 5 ou 10 lavages normaux et ensuite un seul lavage pour enlever la tache.
Exemple l
On prépare un bain de foulardage en dispersant dans de l'eau. 24 /0 de dihydroxy-diméthylol-éthylène-urée (solution aqueuse à 50 < '/o). 4, 3"/o de nitrate de zinc (solution aqueuse à 500/(, de [n (NO),. 6HSO]) ; 10 /0 d'un copolymère en émulsion comprenant 70ou0 d'acryiate d'éthyle et 30 /, d'acide acrylique ; 6 D/f de FC-208)) (émulsion résineuse fluorochimique vendue comme agent hydrophobe par 3M Co.) :
6'Vo de Nalan W lun agent hydrophobe résineux cationique modifié vendu par du Pont de Nemours) ; et 2, 3 I/,, d'alkylphénol éthoxylé. On foularde avec ce bain des échantillons d'une étoffe de Dacron ) et de coton (65/ 35) de façon à réaliser une absorption à l'état humide d'environ 50"A). On sèche l'étoffe sur une élargisseuse à une vitesse d'environ 11,') m/minute à une température d'environ 120 à 138 C jusqu'à avoir réduit la teneur en humidité de t'étoffe à environ 5%.
On prépare avec t'étoffe ainsi traitée plusieurs paires de pantalons de travail pour hommes et on les repasse sur une presse Hoffman par la technique usuelle et ensuite on les presse dans une presse chaude suivant le cycle ci-après : 5 secondes à la vapeur, 10 secondes de cuisson et 5 secondes sous vide. On suspend les pantalons repassés sur un transporteur en mouvement conti nuel au sein d'une étuve et on vulcanise pendant environ 15 minutes à 151 C.
On soumet ces pantalons aux essais pour déterminer l'expulsion des saletés, t'oléophobie et l'hydrophobie. aussi bien initialement qu'après blanchissage un certain nombre de fois. Même après les processus des essais, les pantalons conservent leurs plis dans des conditions satisfaisantes. Les résultats de ces essais sont présentés dans le tableau 1.
Exernple 2 (comparatif)
Le procédé de cet exemple est le même que celui de l'exemple I sauf que la solution de foulardage ne contient pas les 10% du copolym¯re en émulsion (70 0/o d'acrylate d'éthyle et 30 ouzo d'acide acrylique). Les essais exécutés sur les pantalons donnent les résultats également résumés dans le tableau 1
Exentple 3 (comparatif)
Le procédé de cet exemple est le même que celui de l'exemple 1 sauf que 1'on supprime les 6 /o de FC.
208 et les 6"/o de Na) an W > . Les résultats des essais figurent également dans le tableau I.
Tableau @ Exemple I Exemple 28 Exemple 3t
Brut apr¯s traitement
OlÚophobie 6 5 0
Hydrophobie 93 100 0
Apr¯s un lavage
Expulsion des saletÚs 4.5 @. 3 4, 3 Oléophobie 6 5 0
Hydrophobie 70 100 0
Après 5 lavage.
?
Expulsion des saletés 3, 5 1 2, 8
Oéophobie 6 6 1
Hydrophobie 50 100 0 A près 10 lavages
Expulsion des saletés 3, 2 1, 1 2, 8
Oléophobie 4 6 1
Hydrophobie 50 93 0
Comparatifs
Exemple 4
Le procédé de cet exemple est le même que celui de 1'exemple 1 sauf que l'on remplace la dihydroxy-dimÚthylol-Úthyl¯ne-urÚe par 18% de N-mÚthylol-acrylamide (solution aqueuse à 50%). On soumet également l'étoffe séchée à une irradiation dans un transformateur à noyau isolé fabriqué par High Voltage Engineering
Corporation de Burlington, Massachusetts.
On fait passer l'étoffe par I'appareil d'irradiation à une vitesse d'environ 36 m/minute et avec un réglage du transformateur à environ 500 kilovolts et 15 milliamp¯res, l'étoffe étant disposée sous forme d'un feston à 5 boucles pendant l'irradiation d'environ 2 mégarads. Les ré sultats de ces essais sont présentés dans le tableau @@.
Exemple 5 (comparatif)
Le procédé est le même que dans 1'exemple 4 sauf que le bain ne contient pas les 10 lo du copolymère en Úmulsion (70% d'acrylate d'Úthyle et 30 0/c d'acide acrylique). Les résultats des essais sur des pantalons sont présentes dans le tableau 11.
Exemple 6 (comparatif)
Le procédé de cet exemple est le même que celui de 1'exemple 5 sauf que l'on supprime du bain de foulardage les 6 /o de FC-208 ¯ et de Nalan W . Les résultats des essais sur des pantalons sont présentés dans le tableau fI.
Tableau II
Exemple 4 Exemple 5* Exemple 6*
Brut apr¯s traitement Oteophobie 7 5 0
Hydrophobie 100 100 0 Après zn lavage
Expulsion des saletés 3, 9 1, 3 3, 9 Oléophobie 6 6 0
Hydrophobie 70 100 0 Après 5/avages
Expulsion des saletés 2, 9 1, 4 2, 4
Oléophobie 6 6 1
Hydrophobie 50 100 0
Après 10 lavages
Expulsion des saletÚs 2,1 1, 5 2, 2 Oléophobie 4 6 1
Hydrophobie 50 93 0 * Comparatifs
Exemple 7
Le procédé de cet exemple est le même que celui de 1'exemple 1 sauf que la proportion du produit FC208 est de 0,
5% et la proportion du copolymère acry late d'éthylelacide acrylique est de 8 /o. Les résultats des essais sont consignés dans le tableau ITI.
Exemple 8
Le procédé de cet exemple est le même que celui de' 1'exemple 1 sauf que la proportion de FC-208 ¯ est de 0, 25% , la proportion du copolymère acrylate d'éthyle/ acide acrylique est de 8% et la tempÚrature de réticulation est de 171¯C. Les résultats des essais sont consignés dans le tableau 111.
Exernple 9
Le procédé de cet exemple est le même que celui de 1'exemple I sauf que la proportion de ( FC-208 > est de 0, 5 %, la proportion du copolymère acrylate d'éthyle/ acide acrylique est de 6"/o et) a température de réticulation est de 171 C. Les résultats des essais sont consignés dans le tableau 111.
Tableau t ! !
Brut après traitement, Expulsion des saletea
oléophobie après 1 lavage
Exemple 7 90 3, 8
Exemple 8 70 3, 0
Exemple 9 70 3, 6
Alors que l'oléophobie des étoffes préparées selon les exemples 7, 8 et 9 est notablement réduite lors du blanchissage en raison de la faible proportion utilisée de FC-208 les étoffes initiales possèdent cependant un degré élevé d'oléophobie initiale et des bonnes propriétés d'expulsion des saletés, de sorte que les produits seraient utiles dans les cas ou les blanchissages ou les nettoyages ne sont pas fréquents, par exemple comme des tissus d'ameublement.
E ? iple 10
Le procédé de cet exemple est le même que celui de 1'exemple 1 sauf que la proportion du FC-208 est de 6 /o, la proportion du copolymère acrylate d'éthyle/ ? acide acrylique est de 2',/In et la température de réticu- lation est d'environ 163 C. Les résultats des essais figurent dans le tableau IV.
Tableau 1V
Brut après traitement Exemple 10
Oléophobie 120
Hydrophobie 100 A près I lavage
Expulsion des saletés 4, 0
Oléophobie 120
Hydrophobie 100
Après 5 lavages
Expulsion des saletés 3, 0 Oéophobie) loo
Hydrophobie 50 Exenlple I I
Le procédé est le même que dans 1'exemple 1 sauf que l'on remplace le nitrate de zinc par 4, 3 ouzo de chlorure de magnésium (MgCl2.6H2O). On obtient des résultats similaires à ceux de 1'exemple 1.
Exentple I v
Le procédé de cet exemple est le même que celui de 1'exemple I sauf que l'on remplace le copolymère acrylate d'éthyle/acide acrylique par l'un des copolymères ci-après, et on obtient des résultats similaires à ceux de exemple 1.
Acrylate de butyle/acide acrylique (12/88)
Acrylate de butyle/acide acrylique (30/70)
Acrylate de butyle/acide acrylique (80/20)
Acrylate de butyle/acide acrylique (88/12)
Acrylate d'éthyle/acide méthacrylique (70/30)
Acrylate d'éthyle/acide itaconique (70/30)
Méthacrylate de méthyle/acide acrylique (70/30)
Acrylamide/acide acrylique (10/90) Acrylate d'éthyle, acide acrylique'acrylamide (50138112)
Acrylate d'éthyle/acide acrylique/acrylamide (65g30J5).
Exemple 13
Le procède de cet exemple est le même que celui de l'exemple I sauf que l'on n'incorpore pas dans le bain de foulardage la dihydroxy-diméthylol-éthylène-urée, le copolymère acrylate d'éthyle/acide acrylique et le Nalan W . Au lieu de cela, on applique le copolymère acrylate d'éthyle/acide acrylique à l'étoffe et on sèche cette étoffe avant l'application de la solution de foulardage. Les résultats des essais figurent dans le tableau V.
Exe/nple 14
Le procédé de cet exemple est le même que celui de l'exempte 13 sauf que l'on n'incorpore pas dans le bain l'alkyl-phénol éthoxylé. Les résultats des essais des étoffes sont résumés dans le tableau V.
Exemple 15
Le procédé de cet exemple est le même que celui de 1'exemple 13 sauf que l'on supprime le nitrate de zinc et l'alkyl-phénol éthoxylé de la solution de foulardage.
Les résultats des essais sont résumés dans le tableau V.
Tableau V
Exemple 13 Exemple 14 Exemple 15 Bnlt après traitement Oléophobie 120 120 120
Hydrophobie 90 100 loo
A 1 lavage
Expulsion dessaisies 3. 8 3. 0 2, 8 Oléophobie 1 t 0 50 90
Hydrophobie 50 50 50
Après 3 lavages
Expulsion des saletés 3, 0 2, 0 2, 0 Oléophobie 50 0 80
Hydrophobie 50 50 0
Exemple 16
On répète le même procédé que dans les exemples précédents mais avec d'autres étoffes y compris des étoffes contenant des fibres de rayonne de viscose,
des fibres ( (Orlon)), des fibres ¸ Acrylan ¯, des fibres d'acé- tate de polypropylène, etc. et dans tous les cas on obtient des améliorations analogues d'oléophobie, d'hydrophobie et d'expulsion des saletés.
Alors que la durabilité des caractéristiques d'oléophobie et d'hydrophobie que l'on obtient par le présent procédé est parfois légèrement inférieure aux normes industrielles des vêtements de pluie, après des blanchissages répétés, le degré d'hydrophobie et d'oléo- phobie conservé procure des avantages dans de nombreuses applications autres que la fabrication d'imperméables. Par exemple, des nappes ou certains articles vestimentaires comme des chemises ou des pantalons présentent des propriétés améliorces, en ce sens que des aliments ou des boissons accidentellement renversés à la surface de J'étoffe peuvent être essuyés sans pénétrer trop profondément dans l'étoffe. De plus, le restant des taches peut être enlevé par un blanchissage ultérieur.
La description et les exemples ci-dessus montrent que l'invention fournit des textiles possédant la combinaison jusqu'à maintenant irréalisable de propriétés d'oléo- phobie et d'expulsion des saletés. De plus, on peut obtenir toutes ces caractéristiques sur des étoffes contenant des fibres polymères synthétiques : de ce fait. les étoffes et les vêtements peuvent être blanchis pour les détacher sans détruire les caractéristiques d'hydrophobie et d'oléophobie. L'invention permet en outre d'introduire les caractéristiques d'oléophobie, d'hydrophobie et d'expulsion de saletés dans des étoffes qui possèdent déjà les propriétés d'un repassage durable ou de possibilités de lavage sans repassage.
Process for imparting oil and water repellency to textile materials
and a power to expel dirt
Over the past ten years or so, the textile industry has made significant technical progress in the chemical finishing of textile fabrics. Many methods have been developed to impart minimum maintenance properties to garments and other articles made from specially treated textile fabrics.
Among the various advances in this field, mention will be made of the appearance of fabrics which make it possible to make clothes which do not require ironing after washing (these fabrics being referred to hereinafter as prepolymerized fabrics) and fabrics which retain their shape for a long time after washing. ironing (these fabrics being hereinafter referred to as post-polymerized fabrics). In general, all of these properties are imparted to textile fabrics by the application of resinous materials.
The resinous materials are applied to the fabric and subsequently crosslinked to the fabric by the action of a suitable catalyst. Depending on when the crosslinking reaction takes place, either a prepolymerized fabric or a post-polymerized fabric is obtained. Prepolymerized fabrics are those where the crosslinking reaction has taken place prior to the transformation of the fabric into a garment or other article of commerce. Post-polymerized fabrics are those which are subjected to the crosslinking reaction after making the garment or other article.
As regards the fibers from which both prepolymerized and post-polymerized fabrics are made, they can be of virtually any natural or synthetic type. At present, however, the majority of such fabrics contain man-made synthetic fibers. These synthetic fibers give enormous advantages to fabrics as opposed to those which contain only natural materials.
However, synthetic fibers have a definite drawback, namely the ease of soiling of the fabric and, therefore, if during the normal use of a garment it comes into contact with any oily material, the latter will be absorbed by the synthetic fibers due to their oleophilic character. These oily materials are furthermore very difficult to remove due to the hydrophobic properties of synthetic fibers. As a result, once a garment comes in contact with any substance that might stain it, it becomes impossible to clean it by a no-iron laundering technique, but one is forced to use dry cleaning to remove effectively. clothing stains.
On the other hand, even in the absence of contact with dirty materials, repeated washing of a garment containing synthetic fibers gives the garment a dull gray color as a result of the dirt that it will have picked up in the water. washing. This type of soiling is hereinafter called recovery of the dirt Is v.
This problem of soiling has forced technicians in the textile industry to take a new step forward, that is to say to achieve a fabric that can be worn without ironing or a fabric whose ironing characteristics are durable, and furthermore having dirt-expelling characteristics. This term expulsion of dirt in no way implies resistance to soiling but only the characteristic that a soiled garment can be effectively cleaned using a normal wash cycle.
On the other hand, fabrics and / or garments which are treated to give them dirt-expelling characteristics also have the ability not to take up dirt from the washing water, that is to say - say that the dirt that is swimming in the washing water will not be deposited again on the garment during washing.
In parallel with the development of durable ironing fabrics and also fabrics that can be worn without ironing, researchers have addressed the problem of imparting both oil and water repellency to fabrics. Numerous techniques have been proposed for imparting a hydrophobic character to fabrics, and the treatment with the following hydrophobic substances will be mentioned as a reminder: (1) wax emulsions; (2) hydrophobic agents based on pyridinum compounds, long chain fatty amides, mixtures of resins and waxes; (3) silicones; (4) organic chromium compounds; and (5) fluorochemicals.
Fluorinated hydrophobic agents are probably the most commonly used today. Among the various products available commercially, two main ones will be mentioned: the product FC-208 which is the fluorinated hydrocarbon ingredient of fabrics treated with! e Scotchgard process)) and which is sold by Minnesota Mining and Manufacturing Company, and the product Zepel which is a hydrophobic fluorochemical ingredient sold by E.
I. du Pont de
Nemours & Co. When the hydrophobic character is introduced into! The fabrics using a fluorinated hydrocarbon, this same treatment gives the fabric a certain degree; oleophobia.
A disadvantage of fabrics treated with hydrophobic products is the difficulty of removing stains by laundering. It is evident that the hydrophobic and oleophobic products impart to the fabric both an oleophobic character and a hydrophobic character, and it is likely that the fabric will refuse to accept water or any oil of any kind. Under normal circumstances the fabric is provided with an adequate degree of protection against soiling. However, if, for example, an oil is forced into the interior of the fabric by friction and / or pressure, it is impossible to wash off because the fabric is hydrophobic and therefore does not accept water. which is however necessary to drive off the oil.
For example, raincoats reject rainwater well, but if in use a raincoat is stained with grease from the user's body, particularly at the location of the collar and cuffs, we have to have use of dry cleaning. Dry cleaning will certainly remove some stains, but this same dry cleaning treatment adversely affects the hydrophobic characteristics of the fabric. In addition, these same oily stains cannot be removed by normal laundering.
Heretofore, it has been considered impossible to impart to a fabric both the oil and water repellency characteristics and the dirt expelling characteristics. This was so because it was believed that the oleophobic and hydrophobic properties were developed as a result of the oleophobic or hydrophobic properties of the fibers forming the fabric or else treatments which would reinforce both of these characteristics. On the other hand, it was considered that the expulsion of dirt was only achievable with fibers which were of a hydrophilic nature or which had been treated to increase their hydrophilicity.
Thus, it was believed that oleophobicity and water repellency were the exact opposite characteristics from those required to ensure the expulsion of dirt.
On the other hand, US Pat. No. 3242117 describes a process for imparting antistatic, hydrophobic and oteophobic properties to a textile material. In this process. the textile material is treated with a cationic polymer and a perfluoroalkyl acrylate polymer or copolymer and is then heated in the presence of a curing agent. However. this treatment has no anti-fouling effect because the dirt is anionic in nature and is therefore retained by the cationic polymers instead of being released.
Mention will also be made of British patents N ,,, 1045996 and 10S0664, French patent N "t384) 6) and Dutch patent application N" 66) 004). However, none of these publications describes a method for imparting m. The textile fabric has both hydrophobic and eophobic properties and a power to expel dirt.
The object of the invention is a process for imparting to a textile material the characteristics, until now considered to be incompatible. anti-fouling. hydrophobicity and expulsion of dirt.
According to the present invention, a textile material is given the hydrophobic character. the oil-phobic character and the power to expel dirt by a method of applying to the textile material a synthetic acidic polymer and a fluorine hydrocarbon.
The process according to the invention can be used to treat a wide variety of textile materials, that is to say fabrics formed exclusively from natural fibers, fabrics formed exclusively from synthetic polymer fibers and finally fabrics formed from mixtures of these two. types of fibers. The present invention can be applied to fabrics which contain cellulosic fibers, for example fibers of cotton, viscose, regenerated cellulose, etc.
Among the fabrics formed from synthetic fibers to which the present process can be applied advantageously, mention will be made of fabrics of polyamides, acrylic fibers and especially polyester fibers, that is to say the various varieties of <Dacron (E. l. Du. Pont de Nemours), from <Fortrel n (Celanese Corporation); from Kodel>} (Eastman Kodak), etc.
The various blends of natural and synthetic fibers which may be employed in making the fabrics which can be treated by the present process may include 50% polyester and 50% cotton, or 65% cotton ( l of polyester and 35 nln of cotton, etc.
Several theories have been proposed regarding the most suitable construction of a fabric in order to provide it with the maximum water resistance or hydrophobicity. According to one of these theories, it is stated that the fabric should be woven under conditions such that the weft and warp threads are woven into a very tight weave: another theory specifies that it is better to process a fabric with normal weave or stain to give it the properties of water repellency. The present invention is not directed to a particular construction of the fabric or fabric, but relates exclusively to the treatment of a textile material under conditions which allow it to impart simultaneously characteristics of water repellency, oil repellency and water repellency. expulsion of dirt.
Examples of fluorinated hydrocarbons which can be used in the process according to the invention are given in an article by E. G. Higgins entitled Finishing for Water
Repellency published in Textile Institute and Industry. September 1966, pages 255-257.
The products subjected to the tests are in particular those mentioned in the first part of the present description, namely <<FC-208) and <, Zepel>. The two preferred treatments with fluorinated hydrocarbons are the ((Scotchgard which is the property of Minnesota Mining and
Manufacturing C'ompany and the du Pont de Nemours process with the 7epel product. In general, the <<Scotchgard)> process uses a small amount of a textile resin,
a fluorinated hydrocarbon FC-208 and an extender ¸ Nalan W o de du Pont de
Nemours.
The proportion of the fluorinated hydrocarbon which is used to treat a fabric by the present process is generally the same as that which is normally used to impart water repellency to a fabric.
Advantageously. the fluorinated hydrocarbon concentration is at least 0.1 relative to the weight of the padding bath or of the treatment solution, the upper limit being a function of the degree of hydrophobicity desired. Generally speaking, proportions of more than
1 give results required by industry standards for hydrophobicity and o! eophobia of rain gear. When the proportion of the fluorinated hydrocarbon is less than about 10 / (), an o! notable eophobic, but there is a risk of insufficient hydrophobia.
Advantageously, a proportion of between approximately 0.01 and 5 11 / o by weight of the hydrophobic agent must be present on the textile material (by dry weight, and preferably this proportion is between 0.1 and 2 O / o .
Advantageously, a textile resin and a catalyst for this resin are also applied to the textile material, then the resin is polymerized.
The term textile resin>> as used herein includes both monomers and polymers which, when applied to a textile material and when reacted under the correct conditions, undergo polymerization and. / or condensation and are transformed into a thermoset state. When practicing the present invention, suitable textile resins are epoxy resins. acetal resins, aminoplasts, etc., with aninoplast resins being preferred.
When these resins which contain nitrogen are applied to a textile material in the presence of a catalyst at a temperature between 100 and about 300 ° C, these resins are thermoset. The aminopiaste resin condenses with the molecules of cellulose and, if vinyl groups are present in the aminoplast resin, the latter undergoes addition polymerization with itself and also with the cellulose molecule in the event of irradiation. The textile resin polymerized on the textile material provides the latter with durable ironing characteristics and / or a crease-resistant property.
The synthetic acidic polymer used according to the invention should advantageously be able to form a film around the fibers which constitute the textile material. The flexibility of the film is a desirable characteristic because, if this film were too hard, the feel of the textile material would be deteriorated. In addition, the film should preferably have hydrophilic properties and be at least partially insoluble in water.
It is obvious that if the film were water soluble it would be easily washed off the fabric. However, the polymer from which the film is formed may be water soluble if applied with a textile resin, since during the polymerization process the water soluble polymer will be transformed into a water insoluble film.
If, on the other hand, the polymer is applied to a carrier in the absence of a textile resin, it could also be soluble in water provided the carrier is such that soil removal is required only. just once. An acid content of at least 10% by weight, calculated as acrylic acid, in the synthetic acidic polymer from which the film will be formed is recommended, and a content of at least 200% by weight is preferred.
It has also been found advantageous that the acidic polymers which ensure the expulsion of dirt have in the repeating unit a ratio of carbon atoms to acid groups of between 2 and 30, and that the film dried in the air after having been dried. cast with this polymer has a water inhibitory capacity of at least 89 µin.
Synthetic acidic polymers can be prepared from any polymerizable organic acid, that is, an acid having a reactive point of unsaturation. for example one of acrylic acids. Such a polymer can be a homopolymer of the acid or an interpolymer of an acid with other monomers copolymerizable therewith. provided, however, that the polymer contains at least 10 ouzo by weight of the acidic monomer.
Among the polymerizable acids which can be used for this purpose. mention will be made of acrylic, methacrylic, maleic, fumaric, itaconic, crotonic and cinnamic acids, polymerizable sulfonic acids, polymerizable phosphoric acids, and the like. The monomers which can be interpolymerized with the acids are those which are copolymerizable with the acids and which will not adversely affect the film-forming properties of the polymer.
The suitable monomers are in particular the esters of the aforementioned acids which are prepared by reacting the particular acid with an alkyl alcohol. for example acrylic esters such as ethyl, methyl, propyl and isopropyl acrylates, methyl and ethyl methacrylates. 2-ethylllexyl or butyl acrylate, etc., alkyl fumarates, maleates, crotonates and cinamates, etc. ; vinyl halides: monomers containing vinylidene groups, for example styrene, acrylonitrile, metllylstyrene:
substituted vinyl monomers. for example chlorostyrene, butadiene, etc.
In all polymers prepared from the monomers listed above, the acid calculated as acrylic acid should be at least 10% by weight. It will be appreciated that various mixtures of the above polymers are suitable for the present process. In addition, the salts of the acidic polymers, for example, sodium, potassium, lithic, ammoniacal, etc., will also develop the desired dirt-expelling characteristics.
Some of the synthetic acid polymers which can be used according to the invention are the polymerization products of the following combinations of monomers: ethyl acrylate, acrylic acid,
ethyl acrylate / acrylic acid / acrylamide.
butyl acrylate / acrylic acid, ethyl acrylate;
methacrylic acid,
ethyl acrylate, itaconic acid,
methyl methacrylate / acrylic acid.
2-ethyl-hexyl acrylate / acrylic acid,
acrylamide / acrylic acid,
butyl acrylate / acrylic acid / acrylamide,
ethyl acrylate / acrylic acid / N-methylol-acryl-amide,
ethyl acrylate / acrylic acid / styrene,
ethyl acrylate / acrylic acid / hydroxy-propyl methacrylate, ethyl acrylate / acrylic acid / divinyl-benzene,
ethyl acrylate / acrylic acid / allyl-acrylamide,
ethyl acrylate / acrylic acid / glycidyl acrylate
ethyl acrylate / itaconic acid,
ethyl acrylate / sodium styrene sulfonate,
ethyl acrylate / crotonic acid.
styrene / acrylic acid,
ethyl acrylate / acrylic acid / hy droxyethyl methacrylate.
hydroxy-ethyl methacrylate / acrylic acid / acryl-amide,
butyl acrylate / ethyl acrylate / acrylic acid and the like.
Among the preferred acidic polymers. the following will be mentioned: (1) copolymers of an acrylic ester such as an ethyl acrylate and of an acrylic acid, which are prepared by polymerizing a mixture of comonomers containing about 10 to 80 parts of 1 ' acrylate and about 20 to 90 parts of acrylic acid; (2) copolymers of propyl or isopropyl acrylate and an acrylic acid, these copolymers being prepared by polymerizing a mixture of monomers comprising about 40 to 57 parts of propyl or propyl acrylate. isopropyl and about 43 to 60 parts of acrylic acid;
(3) copolymers of butyl acrylate and acrylic acid which are prepared by polymerizing a mixture of about 3C to 70 parts of butyl acrylate and about 70 to 30 parts of acrylic acid; (4) copolymers of 2-ethylhexyl acrylate and acrylic acid which are prepared by polymerizing a mixture of about 10 to 40 parts of 2-ethylhexyl acrylate and about 60 to 90 parts. parts of acrylic acid; (5) copolymers substantially identical to those listed above except that acrylic acid is replaced by methacrylic acid and that methacrylates are used instead of acrylates as esters:
(6) a copolymer of ethyl acrylate and itaconic acid which is prepared by polymerizing a mixture of monomers comprising about 70 parts of ethyl acrylate and about 30 parts of itaconic acid; (7) the copolymers of acrylic acid which were mentioned above but replacing the acrylates with methacrylates:
(8) a copolymer of acrylamide and acrylic acid which is prepared by polymerizing a mixture of monomers which comprises about 10 parts of acrylamide and about 90 parts of acrylic acid; and (9) ternary polymers comprising ethyl acrylate, acrylic acid and acrylamide which are prepared from monomer mixtures comprising ethyl acrylate, at least 10 parts of acrylic acid and up to 20 parts of acrylamide. A polymer which behaves very satisfactorily and therefore constitutes one of the preferred conventional polymers is the product of Rohm & Haas, sold under the trademark Acrysol ASE-75 and which is an acrylic polymer in emulsion.
The acidic polymers which are suitable for the practice of the present invention form on drying a hydrophilic film and have, at this stage, a capacity for expelling dirt. For unknown reasons, other treatments and / or other ingredients will improve this capacity for expelling dirt from the substrate. If the support bearing the polymeric acid is subjected to conditions of polymerization of the textile resin, the durability of this dirt-expelling capacity is improved. On the other hand, the dirt-expelling primer is much more durable on a support when the acidic polymer is subjected to the conditions of polymerization of the textile resin in the presence of an aminoplast textile resin. It is known that the film covers the hydrophobic synthetic fibers of the textile material without any reaction with them.
What we do not know, however, is the durability of this capacity to expel dirt. While it is known that a reaction of some type does indeed occur between the acidic polymer and the textile resin, the mechanism of this reaction remains in the realm of speculation. In addition, some crosslinking may take place between the cellulose molecules and the acidic polymer, or it is possible that a single improved physical bond develops between the textile resin and the acidic polymer beyond their reactivity and in superposition. to the latter.
Like textile resins, synthetic acidic polymers provide some improvement in desired effect even when introduced in very low proportions into the fabric. Accordingly, as the proportion of the soil expelling polymer increases, the ability of the fabric to reject soil improves. Thus, the upper limit of the proportion of this dirt expelling polymer will be determined by economic considerations and by the possibility of an adverse effect on certain properties of the fabric, for example the properties of the hand. In addition, there is almost a definite range of the proportions of the polymer which can be incorporated, this range being governed by the commercial success of the products.
Generally. acidic polymers are emulsion polymers containing varying proportions of solids (usually about 25-50% by weight). The polymer emulsion should be present in the padding bath or other application medium in a concentration of about 2.5 to 40 (1 / o by weight. In other words, the carrier should receive, relative to at its dry weight, about 0.25 to 5% solids of the acidic polymer, and more preferably from 1.0 to 1.5%.
The composition which is used to impregnate the textile material may contain other ingredients including emulsifiers, surfactants, emoilients and many other compounds capable of improving the physical properties of the fabric. The application of the composition to the support can be done by any suitable technique. Padding the solution onto the fabric is preferred because of the ease of such an operation at this particular stage of development. It is also possible to spray the composition in liquid form, to treat the support with vapors of the compounds, to immerse the support in a bath of the ingredients, etc.
In general, the applicator apparatus is adjusted to provide a wet absorption of 30 to 100oJ0 per. the fabric of the padding bath. Preferably, however, it has been determined that the best results are obtained when the wet absorption is from 40 to 60% based on the weight of the fabric.
When applying an aminoplastic textile resin to the textile support, together with a synthetic acidic polymer and a fluorinated hydrocarbon, this application of the ingredients can be done simultaneously using the same padding bath. However, simultaneous application is not essential and sometimes advantageous results can be obtained if the polymer is applied first, then the textile resin and the fluorocarbon separately, and then the resin is polymerized or vulcanized. textile. Regarding separate applications. It should be mentioned, however, that if the textile resin is first applied and polymerized or vulcanized and then separately added the acidic polymer and the fluorinated hydrocarbon.
The initial ability to expel dirt is remarkable but much less durable than with simultaneous application or with separate applications under conditions such that the textile resin, synthetic acidic polymer, and hydrophobic agent are all present. present during the polymerization or vulcanization of the textile resin.
Depending on the desiderata of each manufacturer and depending on the requirements of the final product, separate or simultaneous applications of the textile resin, the synthetic acid polymer and the hydrophobic agent will be used. For example, when treating a textile fabric from which to make work clothes, it is advantageous to have a finish that is as durable as possible so that the dirt-expelling properties remain effective for the maximum possible time. In this case, either simultaneous addition or separate additions will be chosen, but starting with the synthetic acidic polymer.
On the contrary, when the final article is not a product which will have to be washed or cleaned, for example every week, the desired property may very well be the preservation of a very good initial property of expelling dirt. In this vein, we will mention automotive upholstery fabrics, seat covers, wall coverings, etc. For articles of this nature, it may be more advantageous to first apply the textile resin and then, after having vulcanized this resin, to apply the acidic polymer and the fluorinated hydrocarbon, or the latter two products. only in the absence of textile resin.
However, it should be emphasized that under such conditions the hydrophobic properties and the dirt expelling properties are less durable than with simultaneous application as explained.
The advantages which derive from the present process are valid for textile materials treated in practically any form, for example in the form of fibers, threads, yarns, fabrics or even of the final product such as a garment, etc. .
Garments made from the fabrics which have been treated by the present process do not require any additional stages, other than the normal stages. for the preparation of clothes of the ordinary type with durable ironing. In other words, the garment can be folded and ironed on conventional equipment, for example a Hoffman ironing press. The ironing cycle is standardized in this industry and generally involves pressing the garment for a brief period which is followed by an oven baking operation. Alternatively, the garment can be stabilized to the desired shape, under dry heat conditions, for example hot ironing without spraying, at temperatures up to 300 ° C for)
the time required to polymerize or vulcanize the resin.
In general, the textile resin can be chosen from several different categories. Depending on the type of resin chosen, it is advantageous to follow one of the following techniques to obtain the garments having the desired new properties. In each of the methods mentioned below, the application techniques and the order of application of the textile resin, synthetic polymer, catalyst, hydrophobic agent, etc., can vary as explained in more detail. high.
ح vpe de traiten? ent 1
1. Applying to the fabric a textile resin containing one type of functional group, the catalyst for this textile resin, a synthetic acidic polymer and a fluorinated hydrocarbon.
2. Dry the fabric at a temperature insufficient to initiate the catalysis of the textile resin.
3. Make a garment with this fabric.
4. Iron the garment to form folds at the desired locations.
5. Subject the garment to a temperature sufficient to catalyze and vulcanize (or polymerize) the textile resin. ryl) de traitenrent 11
1. Apply to the fabric a textile resin containing more than one type of functional groups, catalysts for each type of functional group, a synthetic acidic polymer and a fluorinated hydrocarbon.
2. Subjecting the fabric to conditions such that the functional group of one type reacts and the other functional groups remain latent.
3. Make a garment with this fabric.
4. Iron the garment to form folds at the desired locations.
5. Subject the garment to conditions in which the remaining functional groups react with the cellulose.
Ty /) to treat ll!
1. Applying to the fabric a textile resin containing more than one type of functional groups, one of these types being sites of ethylenic unsaturation; a synthetic acidic polymer and a fluorinated hydrocarbon
2. Dry the fabric at a temperature such that the textile resin catalyst remains latent.
3. Subject the fabric to irradiation.
4. Make a garment with this fabric.
5. Make pleats in the desired places in the garment.
6. Subject the garment to the conditions of vulcanization of the textile resin.
In each of these treatments, the final vulcanization (or polymerization) of the textile resin can be carried out before the garment is made and in this case a fabric is obtained which has good non-ironing properties, has hydrophobicity and water repellency properties. oleophobia and dirt-expelling properties. Moreover, as seen above, the various materials are applied and dried, they are subjected to the conditions of vulcanization of the textile resin. etc., according to one of the treatments which have been explained above.
The drying temperatures which are insufficient to initiate catalysis naturally depend on the catalyst chosen. In general, however, this drying step is carried out at a speed of about 8 to 62 m / minute and at temperatures between 107 and 149 ° C, preferably on a stent. The range of drying temperatures overlaps to some extent with the range of polymerization temperatures noted above. When drying is carried out at a temperature which is within the two ranges. that is to say in the drying interval and that of polymerization, it is important to avoid premature polymerization or vulcanization of the textile resin.
Time is obviously your fundamental variable and when drying the support at a temperature in the upper part of the indicated interval, care must be taken not to heat the support for a sufficient time to initiate the catalysis, which would have effect of at least partially vulcanizing the textile resin.
The present process allows the use of irradiation techniques when the textile resin applied to the textile material is an ethylene resin. An insulating core transformer which is operated at a potential between 100,000 and 500,000 electron volts can be effectively used to irradiate the textile material. Such a transformer is sold by High Voltage
Engineering Corporation, Burlington, Massachusetts.
The intensity of the ionizing irradiation which it is necessary to use is at least 32 electron volts for each pair of ions formed. So irradiation of 32 volts and above is effective. Both high energy particle irradiation and ionizing irradiation can be used effectively.
The preferred dose of irradiation is between 1000 rads and 100 megarads, one rad being the amount of high energy irradiation of the type which produces an energy absorption of 100 ergs per gram of the absorbent material. However, it is preferred that the irradiation dose is between 0.5 and 5 megarads.
The vulcanization or polymerization of the textile resin can be done by subjecting the textile material bearing this resin to conditions such that the catalyst initiates a crosslinking reaction between the hydroxyl groups of the cellulose in the textile material and converts the resin to a thermoset state. . When treating a 100% synthetic fabric, the resin adheres to the material and is converted to a thermoset state.
The temperature constitutes the main activator and in general a temperature between 100 and 300 (approximately C is sufficient. The crosslinking medium which withstands the necessary temperature can be practically any substance which is inert with respect to both. fabric and ingredients applied thereto, for example hot air, water vapor, etc.
In cases where the textile resin contains two different types of functional groups, the process actually comprises two stages of crosslinking, the first of which is carried out at a temperature lower than the second and insufficient to initiate the second type of catalysis, for example. example the first stage is partial heating to initiate alkaline catalysis and the second stage is heating which initiates acid catalysis and also converting resin to its thermoset state.
The duration of the various stages varies according to the nature of the ingredients. However, in each case, the treatment time is the time necessary to cause a sufficient reaction and / or crosslinking of the textile resin, this time preferably being between approximately 0.1 and 30 minutes.
The following examples, in which the parts and percentages are by weight, serve to illustrate the invention.
As regards the tests to which the fabrics prepared by the techniques described in the examples are subjected, the following methods are used: the oleophobicity test, the results of which appear in Tables f and 11, is carried out according to the standard described in du Pont
Industrial Chemicals Information Bulletin SC 463
Rev 965. The oleophobicity tests the results of which are given in Tables 3, 4 and 5 are carried out according to the procedure of! a 3M company. as described in appendix B of a brochure entitled Textile Chemicals dated January 2, 1962 in the Test chapter
Methods-A.
Oil Repellency>. All hydrophobicity values are determined by AATCC Standard Test 22) 952. All dirt expulsion values are obtained by comparison with standards denoted by numerical values 1.0 to 5.0 (the 1.0 value represents very poor stain removal while the 5.0 value indicates virtually com removal. plete of the spot). The fabrics are stained with mineral oil.
After staining you stuff. it is washed once in a Kenmore automatic washing machine using a cup of Tide # (sold by Proctor and Gamble) and a temperature of about 60foc for the wash water. The fabric is dried for approximately 40 minutes at a temperature of the order of 7 C. The stains on the dried fabric are compared with the aforementioned standards. The values shown in the tables under the headings 5 washes and 10 washes represent the degree of staining after 5 or 10 normal washes and then a single wash to remove the stain.
Example l
A padding bath is prepared by dispersing in water. 24/0 of dihydroxy-dimethylol-ethylene-urea (50% aqueous solution). 4.3 "/ o zinc nitrate (aqueous solution at 500 / (, of [n (NO) ,. 6HSO]); 10/0 of an emulsion copolymer comprising 70% of ethyl acrylate and 30 / , acrylic acid; 6 D / f FC-208)) (fluorochemical resin emulsion sold as a hydrophobic agent by 3M Co.):
6'Vo by Nalan W (a modified cationic resinous hydrophobic agent sold by du Pont de Nemours); and 2.3% of ethoxylated alkylphenol. Samples of a Dacron fabric and cotton (65/35) were padded with this bath to achieve a wet absorption of about 50 "A). The fabric was dried on a stent machine. a speed of about 11 m / minute at a temperature of about 120 to 138 C until the moisture content of the fabric has been reduced to about 5%.
Several pairs of men's work trousers are prepared with the fabric thus treated and they are ironed on a Hoffman press by the usual technique and then they are pressed in a hot press according to the following cycle: 5 seconds with steam, 10 seconds of cooking and 5 seconds under vacuum. The ironed pants are hung on a continuously moving conveyor in an oven and vulcanized for about 15 minutes at 151 C.
These pants are tested to determine dirt expulsion, oleophobia and water repellency. both initially and after laundering a number of times. Even after the testing processes, the pants retain their pleats in satisfactory condition. The results of these tests are shown in Table 1.
Example 2 (comparative)
The process of this example is the same as that of Example I except that the padding solution does not contain the 10% of the copolymer in emulsion (70% of ethyl acrylate and 30 ouzo of acid acrylic). The tests carried out on the pants give the results also summarized in Table 1.
Example 3 (comparative)
The process of this example is the same as that of example 1 except that 6% of FC is removed.
208 and 6 "/ o of Na) an W>. The results of the tests are also shown in Table I.
Table @ Example I Example 28 Example 3t
Gross after treatment
OlÚophobia 6 5 0
Hydrophobicity 93 100 0
After washing
Expulsion of dirt 4.5 @. 3 4, 3 Oleophobia 6 5 0
Hydrophobicity 70 100 0
After 5 washing.
?
Expulsion of dirt 3, 5 1 2, 8
Oeophobia 6 6 1
Hydrophobicity 50 100 0 Up to 10 washes
Expulsion of dirt 3, 2 1, 1 2, 8
Oleophobia 4 6 1
Hydrophobicity 50 93 0
Comparative
Example 4
The process of this example is the same as that of Example 1 except that the dihydroxy-dimÚthylol-Úthyl¯ne-urÚe is replaced by 18% of N-methylol-acrylamide (50% aqueous solution). The dried fabric is also subjected to irradiation in an insulated core transformer manufactured by High Voltage Engineering.
Corporation of Burlington, Massachusetts.
The fabric is passed through the irradiation apparatus at a speed of about 36 m / minute and with a transformer setting of about 500 kilovolts and 15 milliamps, the fabric being arranged in the form of a festoon. to 5 loops during irradiation of about 2 megarads. The results of these tests are shown in Table @@.
Example 5 (comparative)
The process is the same as in Example 4 except that the bath does not contain 10% of the emulsion copolymer (70% ethyl acrylate and 30% acrylic acid). The results of the pants tests are shown in Table 11.
Example 6 (comparative)
The procedure of this example is the same as that of example 5 except that 6% of FC-208 ¯ and Nalan W are removed from the padding bath. The results of the pants tests are shown in Table fI.
Table II
Example 4 Example 5 * Example 6 *
Gross after treatment Oteophobia 7 5 0
Hydrophobicity 100 100 0 After washing
Expulsion of dirt 3, 9 1, 3 3, 9 Oleophobia 6 6 0
Hydrophobia 70 100 0 After 5 / avages
Expulsion of dirt 2, 9 1, 4 2, 4
Oleophobia 6 6 1
Hydrophobicity 50 100 0
After 10 washes
Expulsion of dirt 2,1 1, 5 2, 2 Oleophobia 4 6 1
Hydrophobicity 50 93 0 * Comparisons
Example 7
The process of this example is the same as that of example 1 except that the proportion of the product FC208 is 0,
5% and the proportion of the acrylate acrylic acid copolymer is 8%. The results of the tests are recorded in the ITI table.
Example 8
The process of this example is the same as that of example 1 except that the proportion of FC-208 ¯ is 0.25%, the proportion of ethyl acrylate / acrylic acid copolymer is 8% and the temperature crosslinking is 171¯C. The results of the tests are reported in Table 111.
Example 9
The process of this example is the same as that of example I except that the proportion of (FC-208> is 0.5%, the proportion of ethyl acrylate / acrylic acid copolymer is 6 "/ o and ) The crosslinking temperature is 171 C. The results of the tests are given in Table 111.
Table t! !
Gross after treatment, Expulsion of dirt
oleophobia after 1 wash
Example 7 90 3, 8
Example 8 70 3, 0
Example 9 70 3, 6
While the oleophobicity of the fabrics prepared according to Examples 7, 8 and 9 is markedly reduced during laundering due to the low proportion of FC-208 used, the initial fabrics however have a high degree of initial oleophobicity and good properties. 'expelling dirt, so that the products would be useful in cases where laundering or cleaning is not frequent, for example as upholstery fabrics.
E? iple 10
The process of this example is the same as that of example 1 except that the proportion of FC-208 is 6%, the proportion of ethyl acrylate copolymer /? acrylic acid is 2 '/ In and the crosslinking temperature is about 163 ° C. The results of the tests are shown in Table IV.
Table 1V
Gross after treatment Example 10
Oleophobia 120
Hydrophobicity 100 A near I washing
Expulsion of dirt 4, 0
Oleophobia 120
Hydrophobia 100
After 5 washes
Expulsion of dirt 3, 0 Oeophobia) loo
Hydrophobia 50 Example I I
The process is the same as in Example 1 except that the zinc nitrate is replaced by 4.3 ouzo of magnesium chloride (MgCl2.6H2O). Similar results to those of Example 1 are obtained.
Exentple I v
The process of this example is the same as that of example I except that the ethyl acrylate / acrylic acid copolymer is replaced by one of the copolymers below, and results similar to those of example are obtained. 1.
Butyl acrylate / acrylic acid (12/88)
Butyl acrylate / acrylic acid (30/70)
Butyl acrylate / acrylic acid (80/20)
Butyl acrylate / acrylic acid (88/12)
Ethyl acrylate / methacrylic acid (70/30)
Ethyl acrylate / itaconic acid (70/30)
Methyl methacrylate / acrylic acid (70/30)
Acrylamide / acrylic acid (10/90) Ethyl acrylate, acrylic acid'acrylamide (50138112)
Ethyl acrylate / acrylic acid / acrylamide (65g30J5).
Example 13
The procedure of this example is the same as that of Example I except that the dihydroxy-dimethylol-ethylene-urea, the ethyl acrylate / acrylic acid copolymer and Nalan are not incorporated in the padding bath. W. Instead, the ethyl acrylate / acrylic acid copolymer is applied to the fabric and this fabric is dried prior to application of the padding solution. The results of the tests are shown in Table V.
Exe / nple 14
The process of this example is the same as that of example 13 except that the ethoxylated alkylphenol is not incorporated in the bath. The results of the fabric tests are summarized in Table V.
Example 15
The process of this Example is the same as that of Example 13 except that the zinc nitrate and ethoxylated alkyl phenol are removed from the padding solution.
The results of the tests are summarized in Table V.
Table V
Example 13 Example 14 Example 15 Bnlt after treatment Oleophobia 120 120 120
Hydrophobia 90 100 loo
At 1 wash
Expulsion from seizures 3.8 3. 0 2, 8 Oleophobia 1 t 0 50 90
Hydrophobicity 50 50 50
After 3 washes
Expulsion of dirt 3, 0 2, 0 2, 0 Oleophobia 50 0 80
Hydrophobicity 50 50 0
Example 16
The same process is repeated as in the previous examples but with other fabrics including fabrics containing viscose rayon fibers,
fibers ((Orlon)), ¸ Acrylan ¯ fibers, polypropylene acetate fibers, etc. and in all cases similar improvements in oleophobicity, water repellency and dirt expulsion are obtained.
While the durability of the oil and water repellency characteristics obtained by the present process is sometimes slightly inferior to industrial standards for rainwear, after repeated laundering, the degree of water repellency and oil repellency preserved provides advantages in many applications other than the manufacture of waterproofs. For example, tablecloths or certain articles of clothing such as shirts or trousers exhibit improved properties, in that food or drink accidentally spilled on the surface of the fabric can be wiped off without penetrating too deeply into the fabric. In addition, the remainder of the stains can be removed by subsequent laundering.
The above description and examples show that the invention provides textiles possessing the heretofore unachievable combination of oil repellency and soil expulsion properties. In addition, all of these characteristics can be obtained on fabrics containing synthetic polymer fibers: therefore. fabrics and clothing can be bleached to loosen them without destroying the water and oil repellency characteristics. The invention further makes it possible to introduce the characteristics of oleophobicity, water repellency and dirt expulsion in fabrics which already possess the properties of durable ironing or of washing without ironing possibilities.