ES2236055T3

ES2236055T3 - Composicion para el tratamiento de materiales de fibras.

Info

Publication number: ES2236055T3
Application number: ES01101306T
Authority: ES
Inventors: Simpert Ludemann; Jurgen Riedmann; Walter Nassl; Franz Dr. Dirschl; Rolf Dr. Moors; Werner Stechele
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Pfersee GmbH
Current assignee: Huntsman Textile Effects Germany GmbH
Priority date: 2001-01-20
Filing date: 2001-01-20
Publication date: 2005-07-16
Anticipated expiration: 2021-01-20
Also published as: ATE289639T1; EP1225269A1; DE50105416D1; EP1225269B1

Abstract

Composición que contiene los componentes A), B), C) y D), en donde el componente A), se escoge de a) dioles de fórmula (I) [RF - Z - X- CH2 -(- Y -)b-]2 T (I) b) productos que se forman mediante reacción de un diol de fórmula (I) con un ácido en donde eventualmente el valor del pH del producto de reacción se ajusta a un valor entre 6 y 9, en donde el componente B) es un etoxilato de un ácido graso saturado o sin saturar, de 8 a 24 átomos de carbono o un etoxilato de un alcohol alifático saturado o sin saturar, de 8 a 24 átomos de carbono, en donde el componente C) es una cera de poliolefina oxidada, de preferencia una cera de polietileno oxidada, y en donde el componente D) es agua, en donde RF representa un radical alquilo perfluorado de 8 a 24 átomos de carbono, X representa un -O- ó -S- ó un enlace químico sencillo, en donde Z representa -CH=CH-CH2- ó -(- CH2 -)a-, en donde a representa un número de 2 a 6, Y representa -CH(OH)-CH2-, b representa 0 ó 1, T representa C(CH2OH)2, representa N-(- CHR -)c- CH2OH ó representa N-(- CHR -)c- COOominusMoplus, en donde c representa un número de 1 a 4, R representa hidrógeno o un radical alquilo de 1 a 6 átomos de carbono y Moplus representa Naoplus, Koplus ó NH4oplus, en donde en el caso de que T no represente C(CH2OH)2, b tiene el valor 1.

Description

Composición para el tratamiento de materiales de fibras.

La invención se refiere a una composición acuosa, la cual es apropiada para el tratamiento de materiales de fibras, en particular de tejidos.

Es ya conocido, el tratamiento de tejidos en el marco del acabado textil o respectivamente ennoblecimiento, con polímeros, los cuales contienen radicales perfluorados (R_{F}). De esta forma, pueden comunicarse a los tejidos propiedades repelentes al agua y/o repelentes al aceite. Respecto a ello se describen composiciones adecuadas en las patentes US 4 742 140 y la patente EP-A 325 918.

Los tejidos acabados con fluorpolímeros sin aditivos especiales, presentan la desventaja de que no poseen el tacto suave que es deseable para muchos campos de empleo. Con polímeros que contienen R_{F} se pueden conseguir de manera conocida propiedades repelentes al aceite y al agua así como una cierta acción repelente a la suciedad (soil repellent) sobre los tejidos. Sin embargo, no es solamente insatisfactorio el tacto de los tejidos tratados solamente con polímeros R_{F} sinó también las propiedades de liberación de la suciedad, es decir, que la eliminación de la suciedad de los tejidos no se logra en la medida deseada. Esto, podría estar provocado por el escaso carácter hidrofílico o respectivamente por la escasa humectabilidad de los tejidos acabados de esta manera.

A causa de las conocidas desventajas citadas, se ha ensayado el tratamiento de tejidos con composiciones, las cuales contienen además de los polímeros R_{F}, agentes suavizantes y agentes hidrofilizantes. Entre los productos que con esta finalidad se mezclaron con los polímeros R_{F} se encuentran los poliorganosiloxanos, ver p. ej., Textile Chemist and Colorist ("Químico y colorista textil"), Vol 29, nº 9, páginas 26-29 (1997), y EP-A 312 949. Las mezclas de R_{F}-polímeros y siliconas tienen la desventaja de que mediante la adición de siliconas las propiedades del tejido comunicadas por los R_{F}-polímeros, como p. ej., la acción repelente al aceite, se debilitan. Tampoco el ensayo de unificar en un solo copolímero los grupos perfluoralquilo y los grupos siloxano, ver p. ej., las patentes WO 00/05315 y US 3 716 517, pudo solucionar el problema y no condujo a propiedades óptimas de los tejidos en lo que se refiere a la acción repelente al aceite, al comportamiento a la eliminación de la suciedad, y al tacto.

Tampoco mediante la adición de ceras de poliolefina a las composiciones que contienen los fluorpolímeros, ver la patente EP-A 445 077, pueden solucionarse del todo satisfactoriamente los problemas mencionados más arriba.

En muchos casos, al efectuar el acabado de tejidos con conocidas composiciones, apareció además el problema de un pronunciado agrisamiento con el lavado.

El objetivo que la presente invención se propuso alcanzar, consistía en poner a disposición de la técnica una composición altamente efectiva para el tratamiento de materiales de fibras, que no presentara las desventajas descritas de las composiciones conocidas, o bien las presentara solamente en una medida considerablemente reducida. En particular, la composición debía ser apta para comunicar a los tejidos al lado de buenas propiedades repelentes al aceite, un buen carácter hidrofílico, un tacto suave y buenas propiedades de eliminación de la suciedad, y junto a esto, impedir el efecto no deseado de un agrisamiento al lavado. Con el término agrisamiento al lavado, se entiende el fenómeno que ocurre cuando los tejidos después de los procesos de lavado presentan una disminución del grado de blancura, p. ej., debido a las impurezas del baño de lavado. Además, la composición debería poderse obtener en forma de una dispersión acuosa estable, que fuera apta para el proceso de acabado en la fábrica de acabados textiles.

El objetivo se alcanzó mediante una composición con los siguientes componentes:

A) Un diol de fórmula (I)

(I)[R_{F} - Z - X - CH_{2} (Y)_{b}]_{2} T

ó una mezcla de dichos dioles y/o un producto que se obtiene por reacción de un diol de fórmula (I) con un ácido y/o una mezcla de dicho producto de la reacción, en donde eventualmente el valor del pH del producto de reacción o de la mezcla de dicho producto de reacción, se ajusta a un valor entre 6 y 9.

B) Un etoxilato de un ácido grado saturado o sin saturar, de 8 a 24 átomos de carbono o un etoxilato de un alcohol alifático saturado o sin saturar de 8 a 24 átomos de carbono.

C) Una cera de poliolefina oxidada, de preferencia una cera de polietileno oxidada,

D) Agua

en donde

R_{F} representa un radical alquilo perfluorado de 8 a 24 átomos de carbono,

X representa un -O- ó -S- ó un enlace químico sencillo,

en donde Z representa -CH=CH-CH_{2}- ó -(- CH_{2} -)_{a}-, en donde a representa un número de 2 a 6,

Y representa -CH(OH)-CH_{2}-,

b representa 0 ó 1,

T representa C(CH_{2}OH)_{2}, representa N-(- CHR -)_{c}- CH_{2}OH

ó representa N-(- CHR -)_{c}- COO^{\ominus}M^{\oplus},

en donde

c representa un número de 1 a 4,

R representa hidrógeno o un radical alquilo de 1 a 6 átomos de carbono y M^{\oplus} representa Na^{\oplus}, K^{\oplus} ó NH_{4}^{\oplus},

en donde en el caso de que T no represente C(CH_{2}OH)_{2}, b tiene el valor 1.

Cuando Z representa -CH=CH-CH_{2}-, el grupo perfluoralquilo R_{F} está unido de preferencia al átomo de carbono olefínico y no al grupo -CH_{2}-.

Las composiciones según la invención del tipo mencionado comunican a los tejidos propiedades repelentes al aceite, buen comportamiento a la eliminación de la suciedad, propiedades hidrofílicas, un tacto suave agradable y escasa tendencia al agrisamiento debido al lavado (nuevo ensuciado en el proceso de lavado). Son muy apropiadas para el acabado de tejidos, para los cuales se desea un buen carácter hidrofílico y una buena lavabilidad de las manchas (eliminación de la suciedad), p. ej., para el acabado de tejidos para prendas deportivas y tiempo de ocio, para cortinas, así como para el acabado de cuellos de camisa y ropa de cama. Los materiales de fibras que se utilizan para el tratamiento con las composiciones según la invención son de preferencia estructuras planas, p. ej., tejidos o géneros de punto. Resultados especialmente ventajosos se obtienen sobre tejidos que completa o parcialmente p. ej., constan de un 30 hasta un 100% en peso de algodón. El otro componente de la mezcla del algodón puede ser otra fibra p. ej., una fibra sintética como el poliéster o la poliamida. También otras fibras celulósicas como el algodón se pueden tratar bien con las composiciones según la invención. También en el caso de fibras sintéticas puras como la poliamida o el poliéster pueden utilizarse las composiciones según la invención.

Es importante que las composiciones según la invención contengan los 4 componentes A) a D) citados más arriba y también en la reivindicación 1. El componente D) (agua) sirve para convertir la composición según la invención en una forma adecuada para su aplicación en la fábrica de acabados textiles; esta aplicación tiene lugar de preferencia con un procedimiento habitual de foulardado. Para ello las composiciones están en forma de soluciones acuosas o dispersiones. En caso de que la mezcla de los componentes A) a C) no sea soluble o autodispersable en agua (componente D), debe añadirse un dispersante o mezcla de dispersantes. En una forma de ejecución preferida existen composiciones según la invención en forma de dispersiones acuosas, las cuales contienen eventualmente además como componente E) un dispersante o mezcla de dispersantes. Son apropiados como dispersantes (componente E) los compuestos surfactantes ya conocidos por el experto; principalmente los dispersantes no iónicos y/o anionactivos son apropiados para la obtención de dispersiones acuosas más estables. Como dispersantes no iónicos deben citarse por ejemplo los alcoholes etoxilados y ácidos grasos etoxilados con una longitud de cadena alquílica de 8 a 24 átomos de carbono. Por lo menos un dispersante de este tipo debe estar siempre presente como componente B) en las composiciones según la invención, y pueden añadirse también como componente E) otros tensioactivos, principalmente cuando se puede mejorar la estabilidad de la dispersión acuosa. Dispersantes anión activos apropiados son los productos surfactantes igualmente conocidos por el experto como p. ej., sulfatos o carboxilatos. Dispersantes anionactivos particularmente apropiados son los sulfonatos de metal alcalino ya citados más arriba y en las reivindicaciones 9 y 10 como componente G). Su empleo adicional representa una forma de ejecución preferida de las composiciones según la invención. Pueden contribuir no solamente a la estabilidad de las dispersiones acuosas sino que pueden también actuar como agentes adicionales para comunicar un tacto suave. A este respecto se prefieren las sales de sodio de los sulfonatos de olefina, p. ej., con una longitud de cadena de 8 a 18 átomos de carbono.

Juntamente con el agua (componente D)) deben estar también presentes todos los otros 3 componentes A), B) y C) en las composiciones según la invención, para conseguir todas las ventajas. En el caso de que falte el componente A) (diol R_{F}), los tejidos acabados presentan una acción repelente al aceite demasiado pequeña y no presentan propiedades óptimas respecto al comportamiento a la eliminación de la suciedad, así como respecto al agrisamiento al lavado.

Las composiciones que juntamente con el agua, contienen los componentes A) y C), pero no contienen ningún componente B), son composiciones según la invención inferiores respecto al tacto suave y al carácter hidrofílico. Sin embargo, es necesario por otra parte un suficiente carácter hidrofílico de la composición, para conseguir buenas propiedades de eliminación de la suciedad. Además, cuando falta el componente B), se perjudica la estabilidad de las dispersiones acuosas de las composiciones.

En el caso de que el componente C) no esté presente, esto tiene efectos negativos sobre el tacto de los tejidos acabados, el cual no es tan suave en este caso como con el empleo conjunto del componente C). Además el componente C) contribuye a aumentar el carácter hidrofílico y con ello la mejora de las propiedades de eliminación de la suciedad.

Se descubrió sorprendentemente que la especial combinación de los componentes A) a D) conduce a magníficos efectos respecto a las ya citadas propiedades de los tejidos acabados. Un factor influyente esencial es a este respecto la naturaleza química del componente A).

El componente A) es un diol o una mezcla de dioles de fórmula (I) y/o un producto o una mezcla de productos, que se obtienen por reacción de un diol/mezcla de dioles de fórmula (I) con un ácido

(I)[R_{F} - Z - X - CH_{2} -(- Y -)_{b}-]_{2} T

En esta fórmula (I):

R_{F} representa un radical alquilo perfluorado de 8 a 24 átomos de carbono,

X representa -O- ó -S- ó un enlace químico sencillo,

Z representa -CH=CH-CH_{2}- ó -(-CH_{2}-)_{a}-, en donde a representa un número de 2 a 6,

Y representa -CH(OH)-CH_{2}-,

b representa 0 ó 1,

T representa

C(CH_{2}OH)_{2}, \ N-(-CHR-)_{c}-CH_{2}OH \ ó \ N-(-CHR-)_{c}-COO^{\ominus}M^{\oplus},

en donde

c es un número de 1 a 4,

R representa hidrógeno o un radical alquilo de 1 a 6 átomos de carbono y M^{\oplus} representa Na^{\oplus}, K^{\oplus} ó NH_{4}^{\oplus}.

Cuando T no es C(CH_{2}OH)_{2} , b no debe tener en ningún caso el valor cero sino que debe tener el valor 1.

Para el empleo de la composición según la invención para el tratamiento de materiales de fibras, es conveniente que la mezcla de agua y componente A) tenga, a temperatura ambiente, un valor del pH en el margen de 6 a 9. En particular, cuando el componente A) se obtuvo mediante la reacción de un diol/mezcla de dioles de fórmula (I) con un ácido, se recomienda ajustar el valor del pH del componente A) de tal forma que una mezcla del componente A) y agua tenga un valor del pH de 6-9. El ajuste del valor del pH puede lograrse con bases, siendo particularmente adecuado el amoníaco.

En caso de que los dioles de fórmula (I) deban reaccionar con ácido, para obtener el componente A), puede emplearse como ácido un ácido inorgánico fuerte, de preferencia un ácido exento de halógeno. Particularmente apropiados como ácidos son el H_{3}PO_{4} (ácido fosfórico) acuoso o un ácido polifosfórico. El término "ácido polifosfórico" abarca a este respecto también el ácido pirofosfórico H_{4}P_{2}O_{7} así como ácidos fosfóricos de más alta condensación.

Mediante las correspondientes investigaciones se comprobó que el componente A) tenía una acción decisiva para los efectos que se pueden lograr con las composiciones según la invención. Los dioles de fórmula (I) no contienen ninguna proporción de polímeros con excepción de los dos grupos perfluoralquilo (R_{F}). Las investigaciones dieron por resultado que las composiciones según la invención son superiores a otras composiciones, que contienen los componentes B), C) y D), en las cuales sin embargo, el componente A) está substituido por un poliuretano conocido con grupos R_{F} ó un conocido poliéster con grupos R_{F}. La ventaja de las composiciones según la invención frente a las composiciones aquí llamadas no-según-la-invención reside principalmente en un magnífico carácter hidrofílico, en propiedades de eliminación de la suciedad y en el escaso agrisamiento por lavado de los tejidos acabados. La causa de ello podría estar en el pequeño carácter hidrofílico de los R_{F}-poliuretanos ó R_{F}-poliésteres frente al
componente A).

El componente A) puede ser un diol único de fórmula (I) o una mezcla de dichos dioles. En el caso normal existe una mezcla que produce la obtención de los dioles y cuyo representante individual se diferencia en la longitud de la cadena de los radicales R_{F}. También las mezclas de compuestos los cuales se diferencian en la longitud de la cadena de R_{F} y/o en el valor de a, pueden emplearse como componentes A). Como componente A) pueden emplearse también mezclas de dioles los cuales se diferencian en que por una parte los dioles Z están representados por -(-CH_{2}-)_{a}- y por otra parte por -CH=CH-CH_{2}-. Análogamente es válido cuando como componente A) se emplean los productos de reacción de los dioles de fórmula (I) con un ácido. También existen en caso normal mezclas de compuestos, los cuales se diferencian de los radicales R_{F} en la longitud de la cadena. También es posible emplear como componente A) mezclas que contienen tanto los dioles libres de la fórmula (I) y adicionalmente los productos de reacción de los dioles de fórmula (I) con el ácido. En todos los casos citados se emplea para esta reacción de preferencia ácido fosfórico o ácido polifosfórico o una mezcla de los mismos.

Como componente A) son productos apropiados que pueden adquirirse en el comercio, p. ej., en la firma Ciba Spezialitätenchemie USA, con el nombre de LODYNE.

Particularmente apropiados como componente A) son los dioles de la fórmula (I) en la cual Z representa -(-CH_{2}-)_{a}-,
X representa -O- ó -S-, b representa el valor 0 y T representa C(CH_{2}OH)_{2}, ó los productos de reacción de dichos dioles con un ácido. Estos productos apropiados como componente A) y su obtención están descritos en las patentes US 4 946 992, US 5 091 550, US 4 898 981 y US 5 132 445. Todos los productos allí citados son apropiados como componente A), en tanto satisfacen las condiciones citadas más arriba, las cuales están fijadas en la reivindicación 1 de la presente invención.

Son particularmente apropiados como componente A), los productos que se pueden obtener mediante la reacción del ácido fosfórico o polifosfórico con los dioles preferidos de fórmula (I) citados más arriba y en la reivindicación 3, en los cuales los radicales R_{F} contienen de 8 a 18 átomos de carbono, Z representa -(-CH_{2}-)_{a}-, X representa -S- y T representa C(CH_{2}OH)_{2}, y a tiene el valor 2 y b el valor 0, y el subsiguiente ajuste del valor del pH con amoníaco es un valor de 6 a 9.

En caso que se desee que el componente A) no contenga dioles libres de fórmula (I), o los contenga en cantidades inapreciables, los dioles de fórmula (I) reaccionan con tales cantidades de ácido, que para cada equivalente en grupos OH de los dioles, se emplea por lo menos un equivalente de átomos de hidrógeno ácido del ácido, aunque de preferencia sin embargo, se emplea un exceso de ácido. Este exceso se elimina de preferencia una vez terminada la reacción, hasta que resulta un valor del pH como se ha descrito más arriba, de aproximadamente 6 a 9. Es particularmente apropiado para ello el amoníaco, p. ej., en forma de una solución acuosa de NH_{3}.

También se puede trabajar con cantidades más pequeñas que las cantidades equivalentes de ácido, cuando se desea que después de la reacción todavía estén contenidos dioles libres de fórmula (I) en la mezcla de reacción.

Junto a los dioles preferidos descritos de fórmula (I) existe otro grupo de dioles de fórmula (I) los cuales son particularmente adecuados como componente A) y que por lo tanto son preferidos. En una forma preferida de ejecución de las composiciones según la invención, el componente A) es un diol o una mezcla de dioles de fórmula (I) en donde A) es un diol de fórmula (I), en donde

Z representa -CH=CH-CH_{2}-,

X representa -O-,

b tiene el valor 1, y

T representa N-(-CHR-)_{c}-COO^{\ominus}M^{\oplus} ó N-(-CHR-)_{c}-CH_{2}OH.

Al contrario de los representantes citados más arriba, de los dioles preferidos (en los cuales Z representa -(-CH_{2}-)_{a}- y T representa C(CH_{2}OH)_{2}), es también posible emplear en el llamado segundo grupo (Z=-CH=CH-CH_{2}- y T = N-
(-CHR-)_{c}-COO^{\ominus}M^{\oplus} ó N-(-CHR-)_{c}-CH_{2}OH), en lugar de los dioles libres, sus productos de reacción con ácido, aunque esto no es lo preferido. Se prefiere mucho más emplear los dioles de este segundo grupo en forma libre.

Se prefiere además, que M^{\oplus} represente NH_{4}^{\oplus} cuando T represente N-(-CHR-)_{c}-COO^{\ominus}M^{\oplus}. El valor de c es un número de 1 a 4, de preferencia 1 ó 2. Todos los radicales R en las unidades N-(-CHR-)_{c}- representan, independientemente entre sí, hidrógeno o un radical alquilo de 1 a 6 átomos de carbono, siendo preferidos a este respecto el hidrógeno o un radical alquilo lineal, en particular hidrógeno ó CH_{3}.

Dioles del grupo preferido, en el cual Z = -CH=CH-CH_{2}-, X = -O-, b = 1, T = N-(-CHR-)_{c}- COO^{\ominus}M^{\oplus} ó N-(-CHR-)_{c}
-CH_{2}OH, están descritos en la patente US 5 491 261 y US 5 585 517. Su obtención puede lograrse de forma análoga al procedimiento allí citado o mediante análogo empleo del procedimiento de la patente US 5 254 754.

La obtención de R_{F}-dioles apropiados tiene lugar de preferencia mediante la adición radical de yoduros de perfluoralquilo (R_{F}-I) en dioles no saturados olefínicos terminales, p. ej., dioles no saturados alílicos, y la subsiguiente eliminación de ácido yodhídrico mediante una base. Como se describe en las citadas patentes US, la adición tiene lugar de preferencia empleando un compuesto azoico como iniciador de radicales y juntamente con el empleo de sales inorgánicas de ácidos que contienen azufre, p. ej., Na_{2}S_{2}O_{5}.

Los dioles particularmente apropiados como componente A), pueden obtenerse por adición de un aminoácido, p. ej., alanina o glicina, o una sal de metal alcalino o de amonio de un aminoácido o una amina primaria, en éter alilglicídico (monoepóxido del éter dialílico) en la relación molar -NH_{2}/éter de aproximadamente 1:2 en donde el grupo amino se adiciona al anillo de oxirano, subsiguiente adición de R_{F}-I a los enlaces dobles alílicos restantes y eliminación del HI mediante una base.

Un producto utilizable como componente A es el LODYNE 2000 (Ciba Spezialitätenchemie).

Este producto contiene todavía junto al R_{F}-diol y agua otras substancias constituyentes; sin embargo, puede emplearse sin necesidad de separarlas. Debe tenerse en cuenta sin embargo, que en este caso debe considerarse como componente A), solamente la parte de R_{F}-diol, cuando se establecen las relaciones ponderales de las composiciones preferidas citadas más adelante.

El componente B) es un etoxilato de un ácido graso saturado o sin saturar o de un alcohol alifático saturado o sin saturar. El ácido graso fundamental o el alcohol fundamental contiene de 8 a 24 átomos de carbono. En el caso normal el componente B) es una mezcla de productos que se diferencian en la longitud de la cadena del ácido fundamental o respectivamente del alcohol fundamental y/o en el grado de etoxilación. La declaración arriba citada según la cual el número de átomos de carbono es de 8 a 24, se refiere también al número promedio, en donde en cantidades más pequeñas pueden estar contenidas también moléculas con un número algo más alto o más bajo de átomos de C. Como componente B) pueden emplearse también mezclas que contienen tanto ácidos grasos etoxilados de 8 a 24 átomos de carbono como también alcoholes de 8 a 24 átomos de carbono. Las longitudes de cadena preferidas de los ácidos grasos o alcoholes alifáticos que sirven de base a los etoxilatos están en el margen de 10 a 18 átomos de carbono. El grado de etoxilación, es decir, el número promedio de unidades -CH_{2}-CH_{2}-O- que existen en el componente B), está de preferencia en el margen de 6 a 18. Son particularmente muy apropiados como componente B) los etoxilatos de ácidos grasos sin saturar o saturados de 10 a 18 átomos de carbono y grados promedio de etoxilación de
8 a 14.

Productos apropiados como componente B), pueden adquirirse en el comercio y se pueden obtener también según procedimientos ya conocidos mediante la reacción de los correspondientes ácidos o alcoholes con el óxido de etileno.

Bajo la definición arriba mencionada de componente B) están comprendidos también aquellos productos en los cuales el grupo OH terminal que queda después de la etoxilación, está substituido por un grupo OR, en donde R representa un grupo alquilo. Estos productos pueden obtenerse, efectuando después de la etoxilación una eterificación con un alcohol ROH según métodos ya conocidos. R representa en este caso de preferencia un grupo metilo. Sin embargo, para el componente B) se prefieren compuestos en los cuales el grupo OH terminal existe como tal, es decir, que no ha reaccionado.

Como ya se ha citado, las composiciones según la invención pueden contener además del componente B) otros productos surfactantes (componente E)), de preferencia estos son del tipo no iónico o anión activos, p. ej., otros compuestos etoxilados, entre los cuales están también los que no entran en la definición del componente B). Sin embargo, debe comprobarse previamente, si con ello no se deterioran las ventajosas propiedades de las composiciones según la invención o los tejidos acabados con ella.

El componente C) es una cera de poliolefina oxidada. Pueden emplearse ceras de polipropileno oxidadas, ceras de copolímero etileno/propileno oxidadas, o mezclas, las cuales contienen tanto ceras de polietileno oxidadas como también ceras de propileno oxidadas y/o las citadas ceras de copolímeros oxidadas. De preferencia, se emplean exclusivamente las ceras de polietileno oxidadas.

Las ceras de poliolefina oxidadas son ya conocidas. Mediante la reacción de las poliolefinas con agentes oxidantes se originan grupos polares en el polímero, p. ej., grupos -COOH, los cuales comunican un determinado carácter hidrofílico a los polímeros así modificados. El componente C) de las composiciones según la invención comunica por lo tanto propiedades hidrófilas a las composiciones las cuales son importantes para el comportamiento de eliminación de la suciedad de los tejidos acabados. Además comunican un agradable y suave tacto a los textiles.

Como componente C) son particularmente adecuadas aquellas ceras de poliolefinas oxidadas, de preferencia ceras de polietileno oxidadas, las cuales con utilización de conocidos dispersantes no iónicos pueden obtenerse en forma de dispersiones acuosas estables, y tienen un margen de fusión entre 120ºC y 160ºC. Son apropiadas las ceras oxidadas a base de HDPE, las cuales pueden obtenerse en el comercio en forma de dispersiones acuosas. Un ejemplo es el producto Glaswax® E1 de Ciba Spezialitätenchemie, Basilea, cuyo componente de cera tiene un punto de fusión en el margen medio.

Otras ceras oxidadas apropiadas pueden obtenerse en el comercio y están descritas en la literatura, p. ej., EP-A 641 833, EP-A 412 324, US4 211 815, DE-A 28 24 716, DE-A 19 25 993 y US 3 060 163.

Además, hay que destacar como apropiadas, ceras de poliolefina oxidadas, en particular ceras de polietileno oxidadas de la literatura citada en la patente EP-A 412 324.

Muy particularmente apropiado como componente C) son las ceras de polietileno oxidadas con una densidad a 20ºC en el margen de 0,91 a 1,05 g/cm^{3}, un índice de acidez mayor de 5, en particular de 10 a 60, particularmente preferido de 20 a 45 mg KOH/g y un intervalo de fusión que está entre 90 y 160ºC, de preferencia de 120 a 160ºC.

Para la obtención de composiciones según la invención, puede emplearse el componente C) en estado sólido, mezclando con el resto de componentes y homogeneizando. Pueden emplearse sin embargo dispersiones acuosas preparadas del componente C), las cuales pueden adquirirse en el comercio, mezclando con el resto de componentes. En caso de partir de una cera de poliolefina oxidada en forma sólida, la cual antes de mezclarse con el resto de componentes debe ser dispersada en agua, pueden emplearse para ello dispersantes que ya son conocidos por el experto. Ejemplos son los alcoholes etoxilados lineales y/o ramificados.

La obtención de composiciones según la invención puede lograrse mezclando los componentes individuales, eventualmente con adición de uno o más dispersantes (componente E)), a temperatura ambiente o temperatura elevada. Se puede partir también de agua o una mezcla de agua y componente E), y añadir los componentes individuales A), B) y C) en un orden aleatorio. En casos aislados, la estabilidad de la dispersión acuosa obtenida, depende del orden en el que se ha efectuado la mezcla, en estos caso puede determinarse fácilmente el orden óptimo mediante varias pruebas. En todo caso, es ventajoso en lo que respecta a su aplicación en el acabado de tejidos, que las composiciones según la invención estén presentes en forma de dispersiones acuosas estables.

Las composiciones según la invención contienen los componentes A) a C) de preferencia en la siguiente relación de cantidades, referidas a 100 partes en peso de agua (componente D))

Componente A) 5 a 20, en particular 7 a 15 partes en peso

Componente B) 5 a 20, en particular 7 a 15 partes en peso

Componente C) 1 a 10, en particular 2 a 7 partes en peso

En una forma de ejecución preferida las composiciones según la invención contienen adicionalmente como componente F) un poliorganosiloxano con una función amino o una función amido, o una mezcla de dichos poliorganosiloxanos. Entre los poliorganosiloxanos aminofuncionales o respectivamente amido funcionales, están comprendidos a este respecto los poliorganosiloxanos (siliconas), los cuales contienen uno o varios radicales, que a su vez contienen grupos amino o respectivamente grupos amido. Estos productos pueden obtenerse en el comercio, p. ej., de la firma Wacker Chemie, DE, o bien de Dow Corning. Los grupos amino o respectivamente amido están habitualmente unidos mediante un grupo alquileno cada uno a un átomo de Si, p. ej., mediante un grupo -CH_{2}-CH_{2}- ó -CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-. En los radicales unidos al Si pueden estar presentes o bien solamente un grupo -NH_{2} terminal o varios grupos amino p. ej., en forma de radicales de fórmula -CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-NH-CH_{2}-CH_{2}-NH_{2}. En caso de que el poliorganosiloxano contenga grupos amido, pueden existir adicionalmente grupos amino. Dichos poliorganosiloxanos están descritos en las patentes EP-A 342 830 y EP-A 342 834.

Los poliorganosiloxanos aminofuncionales en los cuales no existe ningún grupo amido, así como su obtención, ya son conocidos en la literatura, p. ej., EP-A 138 192, EP-A 578 144, WO 88/08436. Muy particularmente apropiados como componente F) son los poliorganosiloxanos, los cuales al lado de grupos amino contienen todavía radicales unidos a átomos de Si, en los cuales hay grupos polioxialquileno, particularmente grupos polioxietileno. Polímeros de este tipo están descritos en la patente EP-A 578 144, son polímeros particularmente apropiados, los cuales se mencionan en este documento en la reivindicación 1, con la fórmula (III). En estos polímeros los grupos polioxialquileno están en cada caso mediante un puente de alquileno unidos a un átomo de silicio. Son apropiados como componente F) además, poliorganosiloxanos, los cuales contienen uno o varios radicales, en los cuales están presentes grupos amino secundarios, de fórmula -NX- en donde X representa un radical ciclohexilo sin substituir o substituido. Otros poliorganosiloxanos aminofuncionales apropiados están descritos en la patente EP-A 659 930.

De preferencia se emplean como componente F) poliorganosiloxanos lineales, cuyos grupos terminales son radicales (CH_{3})_{3} Si-O-. También en las cadenas de polisiloxano están todos los radicales unidos a átomos de silicio, los cuales no contienen ningún átomo de oxígeno ni ningún átomo de nitrógeno, de preferencia, grupos metilo. Puede también suceder, lo cual es poco preferido, que una parte de los grupos -CH_{3} terminales o que están en la cadena, pueden estar substituidos cada vez con un grupo fenilo o un grupo alquilo de cadena larga, p. ej., una longitud de cadena de 2 a 12 átomos de carbono. Además se prefiere cuando en ninguno de los átomos de Si del poliorganosiloxano está unido más de un grupo funcional, es decir, más de un radical que contenga oxígeno o nitrógeno.

Mediante la adición de un componente F) a las composiciones según la invención se puede mejorar todavía más el tacto suave agradable de los tejidos acabados. En el caso de que en el componente F) existan además unidades de polioxietileno, aumenta el carácter hidrofílico de las composiciones según la invención y también el carácter hidrofílico de los tejidos acabados, lo cual trae consigo ventajas respecto a las propiedades de eliminación de suciedad.

Como componente F) son particularmente apropiados dichos poliorganosiloxanos amino o amidofuncionales que no tienen ningún átomo de flúor, ninguna unión silicio-hidrógeno (Si-H), ninguna unión Si-OH y ninguna unión Si-OR. Además, en estos polisiloxanos preferidos no está contenido ningún átomo de silicio, al cual están unidos 3 ó 4 átomos de oxígeno, los polisiloxanos no están de preferencia reticulados transversalmente sino que representan un armazón polisiloxano lineal. R significa a este respecto un radical orgánico cualquiera.

Junto a los llamados poliorganosiloxanos (componente F)) amino o amidofuncionales, las composiciones según la invención pueden contener todavía adicionalmente poliorganosiloxanos exentos de nitrógeno, p. ej., polidimetilsiloxanos. Tampoco éstos, como se ha descrito más arriba, están de preferencia reticulados, y de preferencia no contienen ningún átomo de flúor, ninguna unión Si-H, ninguna Si-OH y ninguna Si-OR.

En una forma de ejecución preferida, las composiciones según la invención contienen adicionalmente como componente G) un sulfonato de metal alcalino, p. ej., una sal de Na ó K de un ácido alcanosulfónico de 2 a 18 átomos de carbono. Son particularmente adecuados los olefinsulfonatos de sodio, los cuales pueden obtenerse de forma y manera conocidas por reacción de 1 olefina con trióxido de azufre en forma de gas y subsiguiente neutralización con NaOH acuosa. Estos productos pueden obtenerse en el comercio.

De preferencia las composiciones según la invención contienen los componentes A) a C) y E) a G) en las siguientes relaciones de cantidades, referidas a 100 partes en peso de agua (componente D)).

A) de 5 a 20, de preferencia 7 a 15, partes en peso

B) de 5 a 20, de preferencia 7 a 15, partes en peso

C) de 1 a 10, de preferencia 2 a 7, partes en peso

E) de 1 a 10, de preferencia 2 a 7, partes en peso

F) de 0,5 a 8, de preferencia 1 a 6 partes en peso

G) de 0,3 a 5, de preferencia 0,5 a 3 partes en peso

Las composiciones según la invención se emplean de preferencia en forma de dispersiones acuosas para el tratamiento de materiales de fibras, en particular de estructuras textiles planas y se aplican de preferencia mediante un procedimiento de foulardado corriente sobre los tejidos. La concentración del baño de foulardado y las condiciones del procedimiento pueden escogerse según el estado actual de la técnica. Si se desea, pueden añadirse a las composiciones según la invención o respectivamente los baños de foulardado, otros productos ya conocidos en el acabado o ennoblecido textil, p. ej., agentes reticuladores de la celulosa y/o agentes ignífugos, biocidas, etc. Después de la aplicación en el foulard, se secan los tejidos de manera conocida y eventualmente se condensan a temperatura elevada.

La invención se ilustra a continuación mediante ejemplos de distintas formas de ejecución.

Se prepararon 6 formulaciones acuosas. La tabla siguiente muestra sus composiciones cuantitativas (en partes en peso).

TABLA 1 Composiciones cuantitativas de las formulaciones investigadas, en partes en peso

1

Los ejemplos/formulaciones n^{os} 1, 2 y 6 se refieren a las composiciones según la invención, los ejemplos 3, 4 y 5 representan ejemplos comparativos sin relación con la invención.

En la tabla 1, significan:

Componente A1:

: Producto de reacción del ácido polifosfórico con un diol de fórmula (I) según la reivindicación 1, en donde Z = -(-CH_{2}-)_{a}-, X = -S-, b = 0, T = C(CH_{2}OH)_{2}, en donde este producto de reacción está en una forma neutralizada con amoníaco.

Componente A2:

: Diol de fórmula (I) según la reivindicación 1, en donde Z = -CH=CH-CH_{2}-, X = -O-, b=1, T = N-CH_{2}-COO^{\ominus}NH_{4}^{\oplus}.

: Las cantidades de los componentes A1 ó respectivamente A2 en los ejemplos 1 y 2 se escogieron de manera que las formulaciones 1 y 2 tuvieran aproximadamente el mismo contenido (en % en peso) de flúor.

Componente B:

: Etoxilato de ácidos grasos del coco (media de aproximadamente de 8 a 12 moles de óxido de etileno)

Componente C:

: Cera de polietileno oxidada (CAS nº 68441-17-8)

Componente D:

: Agua

Componente E:

: Mezcla de dispersantes no iónicos (etoxilatos)

Componente F:

: Mezcla de dos poliorganosiloxanos aminofuncionales de los cuales uno contiene grupos polioxietileno.

Componente G:

: Olefinsulfonato de sodio.

Las formulaciones de todos los 6 ejemplos fueron estables en las dispersiones acuosas.

Con las formulaciones 1 a 6 (correspondientes a los ejemplos 1 a 6) se acabaron con cada una de ellas, 4 muestras de tejido mediante un procedimiento de foulardado (concentración del baño 45 g/litro).

Los 4 tejidos fueron:

: a) algodón 100%

: b) poliéster/algodón (65/35)

: c) tafetán de poliéster 100%

: d) tafetán de poliamida 100%

Las absorciones del baño producidas en el foulardado (absorción en peso después de exprimir) fueron de:

: Tejido a) 81%

: Tejido b) 74%

: Tejido c) 62%

: Tejido d) 79%

Después del foulardado se secaron los tejidos a 110ºC hasta peso constante y a continuación se condensaron 5 minutos a 150ºC.

Los tejidos se valoraron a continuación respecto a los siguientes parámetros:

: Carácter hidrofílico

: Comportamiento a la eliminación de la suciedad

: Agrisamiento por lavado

: Ensuciamiento por secado

: Tacto

A este respecto se obtuvieron los resultados expuestos en la tabla 2.

TABLA 2

3

En el caso del comportamiento a la eliminación de la suciedad, la puntuación 4-5 significa que después de la ejecución del método descrito más adelante, no queda sobre los tejidos ningún borde de suciedad o en todo caso muy pequeño. La nota 3-4 significa que todavía quedan claros bordes de suciedad.

Un número alto en la puntuación para el agrisamiento por lavado, significa un agrisamiento más pequeño; la puntuación 4-5 significa un agrisamiento muy pequeño, la puntuación 5 significa un agrisamiento todavía más pequeño (prácticamente sin agrisamiento), mientras que la puntuación 3-4 significa un claro agrisamiento.

Las determinaciones individuales se efectuaron según los métodos siguientes.

Tacto

Se efectuó una determinación manual

Carácter hidrofílico

La determinación se realizó mediante medición del tiempo durante el cual una gota de agua aplicada sobre el tejido a 20ºC penetra en su interior. Este tiempo es el tiempo (en segundos) que transcurre entre la aplicación de la gota de agua y el momento a partir del cual se observa que la gota ya no se extiende más sobre el tejido.

Comportamiento a la eliminación de la suciedad

Se aplican sobre la muestra de tejido diferentes clases de suciedad en forma de manchas limitadas espacialmente. Entre los tipos de suciedad ensayados se encuentran el grafito, aceite de motor, cremas para la piel, aceite vegetal, mayonesa, mostaza y vino tinto.

Después de la aplicación de las manchas de suciedad, se aplicó un peso sobre el tejido en las zonas manchadas durante 60 segundos. Después de quitar el peso, los tejidos se guardaron durante unos 30 minutos y a continuación se lavaron en una máquina de lavar doméstica con una solución acuosa de un detergente. A continuación se observó visualmente en que medida la mancha de suciedad había sido eliminada con el lavado. Los resultados se expresaron en forma de una puntuación en donde los valores numéricos más altos significan las puntuaciones más efectivas de eliminación de la suciedad (= mejor comportamiento a la eliminación de la suciedad). Los números indicados en la tabla 2 para el comportamiento a la eliminación de la suciedad representan los valores medios a partir de los diferentes tejidos y los diferentes tipos de suciedad.

Agrisamiento por lavado (= nuevo ensuciamiento en el proceso de lavado)

Después de la ejecución del ensayo descrito más arriba sobre el comportamiento a la eliminación de la suciedad se dictaminó visualmente en las muestras de tejido lavadas el tono de blancura o respectivamente una coloración gris. Para ello se asignaron puntuaciones (5 = muy bien, 1 = muy mal). Como en el caso del comportamiento a la eliminación de la suciedad, las puntuaciones que figuran en la tabla 2 para el agrisamiento por lavado representan valores medios.

Ensuciamiento por secado

Para ello se ponen en movimiento las muestras secas de tejido en el interior de un bombo giratorio, en el cual existen unas bolas metálicas en movimiento que se ocupan de transportar activamente la suciedad a los tejidos. La suciedad seca utilizada para ello se compone de un 5% de la llamada suciedad estándar (Du Pont) y un 95% de arena marina. Los tejidos se movieron durante 20 minutos en el bombo. A continuación se trataron 5 minutos más con bolas metálicas limpias, para eliminar la suciedad adherente que estaba completamente suelta. El ensuciamiento de los tejidos se dictaminó a continuación visualmente expresándola en forma de una puntuación (5 = la mejor puntuación).

Claims

1. Composición que contiene los componentes A), B), C) y D), en donde

el componente A), se escoge de

a): dioles de fórmula (I)

(I)[R_{F} - Z - X- CH_{2} -(- Y -)_{b}-]_{2} T

b): productos que se forman mediante reacción de un diol de fórmula (I) con un ácido en donde eventualmente el valor del pH del producto de reacción se ajusta a un valor entre 6 y 9,

en donde

el componente B) es un etoxilato de un ácido graso saturado o sin saturar, de 8 a 24 átomos de carbono o un etoxilato de un alcohol alifático saturado o sin saturar, de 8 a 24 átomos de carbono,

en donde

el componente C) es una cera de poliolefina oxidada, de preferencia una cera de polietileno oxidada,

y en donde

el componente D) es agua,

en donde

R_{F} representa un radical alquilo perfluorado de 8 a 24 átomos de carbono,

X representa un -O- ó -S- ó un enlace químico sencillo,

Y representa -CH(OH)-CH_{2}-,

b representa 0 ó 1,

T representa C(CH_{2}OH)_{2}, representa N-(- CHR -)_{c}- CH_{2}OH ó representa N-(- CHR -)_{c}- COO^{\ominus}M^{\oplus},

en donde

c representa un número de 1 a 4,

en donde en el caso de que T no represente C(CH_{2}OH)_{2}, b tiene el valor 1.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque la reacción del diol de fórmula (I) con ácido se emplea con ácido fosfórico o ácido polifosfórico.

3. Composición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el componente A) es un diol de fórmula (I), en donde

Z representa -(-CH_{2}-)_{a}-,

X representa -O- ó -S-,

b tiene el valor 0 y

T representa -C(CH_{2}OH)_{2},

o porque el componente A) es un producto de reacción de uno de tales dioles y un ácido.

4. Composición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el componente A) es un diol de fórmula (I), en donde

Z representa -CH=CH-CH_{2}-,

X representa -O-,

b tiene el valor 1, y

T representa N-(-CHR-)_{c}-COO^{\ominus}M^{\oplus} ó N-(-CHR-)_{c}-CH_{2}OH.

5. Composición según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque está en forma de una dispersión acuosa y eventualmente contiene adicionalmente como componente E) un dispersante o una mezcla de dispersantes.

6. Composición según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque adicionalmente contiene como componente F) un poliorganosiloxano aminofuncional o amidofuncional.

7. Composición según la reivindicación 6, caracterizada porque el componente F) contiene uno o varios grupos polioxialquileno, los cuales mediante un puente alquileno están unidos cada uno de ellos a un átomo de Si.

8. Composición según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque no contiene ningún polisiloxano, en el que estén presentes átomos de flúor, uniones Si-H, uniones Si-OH, uniones Si-OR, y/o en el cual están presentes átomos de silicio a los cuales están unidos 3 ó 4 átomos de oxígeno, en donde R representa un radical orgánico cualquiera.

9. Composición según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque adicionalmente contiene como componente G) un sulfonato de metal alcalino.

10. Composición según la reivindicación 9, caracterizada porque el componente G) es un olefinsulfonato de sodio.

11. Composición según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque referidos a 100 partes en peso de agua (componente D)) contiene los componentes A) a C) y E) a G) en las siguientes relaciones de cantidades:

A) 5 a 20, de preferencia 7 a 15 partes en peso

B) 5 a 20, de preferencia 7 a 15 partes en peso

C) 1 a 10, de preferencia 2 a 7 partes en peso

E) 1 a 10, de preferencia 2 a 7 partes en peso

F) 0,5 a 8, de preferencia 1 a 6 partes en peso

G) 0,3 a 5, de preferencia 0,5 a 3 partes en peso

12. Empleo de una composición según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, para el tratamiento de materiales de fibras.

13. Empleo según la reivindicación 12, caracterizado porque los materiales de fibras son estructuras planas textiles.

14. Empleo según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque los materiales de fibras consisten total o parcialmente en algodón.