Procedeu de aplicare pe fibrele textile a unor hibrizi organic-anorganici

Rezumat : Inventia se refera la un procedeu de vopsire cu cromogeni neionici a fibrelor textile naturale si sintetice ca atare sau in amestec, care consta in depunerea pe fibra textila printr-un proces de impregnare a unui sol care contine 20-60% tetraetilortosilicat, 1-15% agent de ancorare, 1-30% agent de modificare, 0,1-5% cromogen neionic, 0,05-0,5% catalizator acid, 10-40% alcool, 0,5-5% agent de reticulare, 0,5-5% agent de complexare, 5-20% solvent auxiliar si 10-40% apa, urmat de depozitarea in stare umeda, uscarea si termofixarea vopsirii la 100-140⁰C .

PROCEDEU DE APLICARE PE FIBRELE TEXTILE A UNOR HIBRIZI ORGANIC-ANORGANICI CU CROMOGENI NEIONICI IN SISTEME SOL-GEL

Inventia se refera la un procedeu de vopsire a fibrelor textile naturale si sintetice ca atare sau in amestec, cu hibrizi organic-anorganici cu cromogeni neionici, in sisteme sol-gel, amestecuri destinate realizarii de fire, tricoturi, tesaturi.

Sunt cunoscute procedee clasice de vopsire a fibrelor textile naturale si sintetice in care vopsirea se face cu coloranti specifici pentru fiecare tip de fibra in parte, respectiv coloranti directi, reactivi, cada pentru fibrele celulozice, coloranti acizi, metal-complecsi, reactivi pentru fibre proteice si neionici (de dispersie) pentru fibrele poliesterice.

Aceste procedee prezinta o serie de dezavantaje legate de faptul ca se lucreazacu coloranti specifici fiecarui tip de fibra, procesele fiind scumpe din punct de vedere al operarii. In cazul vopsirii amestecurilor de fibre naturale si sintetice este necesara selectia tipurilor de coloranti pentru fiecare tip de fibra in parte, procesele sunt consumatoare de timp la vopsirea din bai successive, iar in cazul aplicarii din baie unica continand amestecul colorantilor selectionati, rezistentele umede ale materialelor vopsite sunt slabe, iar apele reziduale au un continut ridicat de colorant.

Sunt cunoscute procedee care constau intr-o prima etapa in modificarea componentei naturale prin reactie chimica cu diferiti compusi pentru cresterea afinitatii fibrei pentru colorantii de dispersie, urmata de vopsirea fibrelor astfel modificate cu coloranti de dispersie selectionati.

Dezavantajele acestor procedee constau in : efectuarea vopsirii in doua etape (modificarea chimica a fibrelor naturale urmata de vopsirea propriu-zisa cu coloranti neionici) procese consumatoare de timp, iar rezistentele la spalare ale vopsirilor obtinute sunt slabe.

Problema tehnica, pe care o rezolva inventia, consta in stabilirea componentelor si a proportiilor acestora in flotele pentru vopsirea cu cromogeni neionici dintr-o singura baie, a fibrelor naturale sau sintetice ca atare sau aflate in amestec, obtinandu-se vopsiri cu rezistente umede si chimice mari, rezistenta termica si fotochimica ridicata, in conditiile in care, in functie de componentele compozitiei se pot obtine variatii mari ale culorii obtinute cu acelasi tip de cromogen, prin variatia vecinatatilor acestuia in matricea anorganica.

Procedeul conform inventiei inlatura dezavantajele mentionate prin aceea ca fibrele naturale sau sintetice aflate ca atare sau in amestec pot fi vopsite cu acelasi tip de cromogen (coloranti de dispersie) din baie unica, in nuante uniforme, datorita cromogenului neionic care este inglobat in matricea anorganica (hibrizi de ordinul I) sau legat chimic de aceasta (hibrizi de ordinul II) iar matricea anorganica este legata chimic de grupari functionale ale fibrelor textile.

Procedeul de vopsire conform inventiei consta in impregnarea la temperatura de 20 - 25⁰C a fibrelor textile naturale sau sintetice ca atare sau in amestec, cu un grad de preluare al flotei de 60 - 100%,cu un sol care contine 20-60% tetraetilortosilicat, 1-15% agent de ancorare, 1-30% agent de modificare, 0,1-5% cromogen neionic, 0,05-0,5% catalizator acid, 10-40% alcool, 0,5-5% agent de reticulare, 0,5-5% agent de complexare, 5-20% solvent auxiliar si 10-40% apa dupa care materialul textil se supune depozitarii in stare umeda, uscarii si termofixarii la 100-140⁰C. Dupa functionalizare, epruvetele vopsite sunt clatite cu apa curgatoare urmand a fi supuse testului de determinare a rezistentelor la spalare.

Agentul de ancorare poate fi ales dintre 3-cloropropiltrietoxisilan, 3-cloropropiltrimetoxisilan, 3-glicidoxipropiltrietoxisilan, 3-glicidoxipropiltrimetoxisilan, 3-izocianatopropiltrietoxisilan, 3-izocianatopropiltrimetoxisilan, 3-aminopropiltrietoxisilan, 3-aminopropiltrimetoxisilan, etc, agentul de modificare poate fi ales dintre metiltrietoxisilan, octiltrietoxisilan, 3-mercaptopropiltrietoxisilan, 3-mercaptopropiltrimetoxisilan, 3-acriloxipropiltrietoxisilan, 3-acriloxipropiltrimetoxisilan, viniltrietoxisilan, feniltrietoxisilan, dodeciltrietoxisilan, etc, catalizatorul acid poate fi acid clorhidric, acid sulfuric, acid p-toluensulfonic, acid trifluoracetic, acid formic, acid acetic, etc, alcoolul poate fi metanol, etanol, 2-propanol, etilenglicol, propilenglicol, glicerina, etc.

Agentul de reticulare poate fi ales dintre izopropoxid de staniu, izopropoxid de titan, izopropoxid de zirconiu, izopropoxid de aluminiu, izopropoxid de molibden, izopropoxid de fier, izopropoxid de zinc, etc, agentul de complexare poate fi anhidrida ftalica, anhidrida maleica, acetilacetona, benzoilacetona, esterul acetilacetic, etc, iar solventul auxiliar poate fi ales dintre : acetona, metiletilcetona, tetrahidrofuran, 1,4-dioxan, N,N-dimetilformamida, N-metilpirolidona, etc.

Cromogenii neionici

Procedeul conform inventiei prezinta urmatoarele avantaje :

micsorarea costurilor produselor textile prin reducerea cheltuielilor materiale, energetice si de manopera pentru operatia de vopsire prin reducerea timpului de vopsire la o singura etapa cu utilizarea aparaturii de vopsire uzuale si a unei singure clase de coloranti, respectiv coloranti de dispersie, coloranti relativ ieftini in comparatie cu alte clase tinctoriale;

imbunatatirea calitatii materialelor textile prin tratarea fibrelor cu hibrizii organic-anorganici in procesele sol-gel are efect benefic asupra rezistentelor la lumina, rezistentelor la spalare, proprietatilor ignifuge si de hidrofobizare cat si asupra stabilitatii dimensionale si a reducerii sifonabilitatii;

reducerea cheltuielilor pentru epurarea eventualelor flote reziduale si a apelor de spalare, hibrizii organic-anorganici cu coloranti neionici fiind mai usor de indepartat datorita insolubilitatii lor in apa.

Se prezinta in continuare, 6 exemple de realizare a inventiei.

Exemplul 1. O tesatura din fibre celulozice de 10 g, se impregneaza cu 50 g sol care contine 10 g tetraetilortosilicat, 1 g 3-cloropropiltrietoxisilan, 2,5 g metiltrietoxisilan, 0,25 g cromogen neionic, 0,05 g acid clorhidric, 15 g 2-propanol, 0,5 g izopropoxid de titan, 0,2 g anhidrida ftalica, 5,5 g tetrahidrofuran si 15 g apa, se stoarce uniform la un grad de retentie al flotei de 80%, se depoziteaza in stare umeda 2 ore, se usuca si se termofixeaza o ora la 120⁰C. Se indeparteaza agentul de modificare nefixat pe fibra prin spalare cu apa curgatoare dupa care epruvetele sunt supuse testului de rezistenta la spalare. Se obtin materiale vopsite uniform in nuante de portocaliu, rezistentele vopsirilor la spalare determinate conform standardelor ECE fiind 3 pentru schimbarea culorii, 3-4 pentru cedarea pe lana si 4-5 pentru cedarea pe bumbac.

Exemplul 2. O tesatura din fibre proteice de 10 g, se impregneaza cu 50 g sol care contine 10 g tetraetilortosilicat, 4 g 3-cloropropiltrimetoxisilan, 2,5 g octiltrietoxisilan, 0,25 g cromogen neionic, 0,05 g acid formic, 12,5 g etanol, 1 g izopropoxid de staniu, 0,7 g anhidrida maleica, 6,5 g 1,4-dioxan si 12,5 g apa, se stoarce uniform la un grad de retentie al flotei de 100%, se depoziteaza in stare umeda 2 ore, se usuca si se termofixeaza o ora la 120⁰C. Se indeparteaza agentul de modificare nefixat pe fibra prin spalare cu apa curgatoare dupa care epruvetele sunt supuse testului de rezistenta la spalare. Se obtin materiale vopsite uniform in nuante de portocaliu, rezistentele vopsirilor la spalare determinate conform standardelor ECE fiind 4 pentru schimbarea culorii, 4 pentru cedarea pe lana si 4 pentru cedarea pe bumbac.

Exemplul 3. O tesatura din fibre poliesterice de 10 g, se impregneaza cu 50 g sol care contine 12,5 g tetraetilortosilicat, 5 g 3-glicidoxipropiltrietoxisilan, 0,5 g cromogen neionic, 0,1 g acid acetic,10 g metanol, 0,75 g izopropoxid de titan, 0,15 g benzoilacetona, 3,5 g tetrahidrofuran si 17,5 g apa, se stoarce uniform la un grad de retentie al flotei de 60%, se depoziteaza in stare umeda 2 ore, se usuca si se termofixeaza o ora la 120⁰C. Se indeparteaza agentul de modificare nefixat pe fibra prin spalare cu apa curgatoare dupa care epruvetele sunt supuse testului de rezistenta la spalare. Se obtin materiale vopsite uniform in nuante de portocaliu, rezistentele vopsirilor la spalare determinate conform standardelor ECE fiind 2-3 pentru schimbarea culorii, 3 pentru cedarea pe lana si 4-5 pentru cedarea pe bumbac.

Exemplul 4. O tesatura din fibre celulozice de 10 g, se impregneaza cu 50 g sol care contine 12,5 g tetraetilortosilicat, 3,5 g 3-cloropropiltrietoxisilan, 10 g feniltrietoxisilan, 1 g cromogen neionic, 0,2 g acid clorhidric, 9,5 g etanol, 1,5 g izopropoxid de titan, 0,3 g anhidrida ftalica, 4 g tetrahidrofuran si 7,5 g apa, se stoarce uniform la un grad de retentie al flotei de 80%, se depoziteaza in stare umeda 2 ore, se usuca si se termofixeaza o ora la 120⁰C. Se indeparteaza agentul de modificare nefixat pe fibra prin spalare cu apa curgatoare dupa care epruvetele sunt supuse testului de rezistenta la spalare. Se obtin materiale vopsite uniform in nuante de portocaliu, rezistentele vopsirilor la spalare determinate conform standardelor ECE fiind 4 pentru schimbarea culorii, 4 pentru cedarea pe lana si 4-5 pentru cedarea pe bumbac.

Exemplul 5. O tesatura din fibre proteice de 10 g, se impregneaza cu 50 g sol care contine 15 g tetraetilortosilicat, 4 g 3-izocianatopropiltrimetoxisilan, 5 g mercaptopropil-trietoxisilan, 1,25 g cromogen neionic, 0,1 g acid formic, 7,5 g etanol, 0,65 g izopropoxid de staniu, 5 g N,N-dimetilformamida si 11,5 g apa, se stoarce uniform la un grad de retentie al flotei de 100%, se depoziteaza in stare umeda 2 ore, se usuca si se termofixeaza o ora la 120⁰C. Se indeparteaza agentul de modificare nefixat pe fibra prin spalare cu apa curgatoare dupa care epruvetele sunt supuse testului de rezistenta la spalare. Se obtin materiale vopsite uniform in nuante de portocaliu, rezistentele vopsirilor la spalare determinate conform standardelor ECE fiind 3-4 pentru schimbarea culorii, 4 pentru cedarea pe lana si 4-5 pentru cedarea pe bumbac.

Exemplul 6. O tesatura din fibre poliesterice de 10 g, se impregneaza cu 50 g sol care contine 25 g tetraetilortosilicat, 5 g 3-cloropropiltrietoxisilan, 2 g cromogen neionic, 0 g acid trifluoroacetic, 6,25 g propilenglicol, 1,5 g izopropoxid de titan si 10 g apa, se stoarce uniform la un grad de retentie al flotei de 60%, se depoziteaza in stare umeda 2 ore, se usuca si se termofixeaza o ora la 120⁰C. Se indeparteaza agentul de modificare nefixat pe fibra prin spalare cu apa curgatoare dupa care epruvetele sunt supuse testului de rezistenta la spalare. Se obtin materiale vopsite uniform in nuante de portocaliu, rezistentele vopsirilor la spalare determinate conform standardelor ECE fiind 2-3 pentru schimbarea culorii, 3 pentru cedarea pe lana si 4-5 pentru cedarea pe bumbac.

Revendicari

1. Procedeu de vopsire a fibrelor textile naturale si sintetice ca atare sau in amestec constand in aceea ca se supun impregnarii cu un sol care contine 20-60% tetraetilortosilicat, 1-15% agent de ancorare, 1-30% agent de modificare, 0,1-5% cromogen neionic, 0,05-0,5% catalizator acid, 10-40% alcool, 0,5-5% agent de reticulare, 0,5-5% agent de complexare, 5-20% solvent auxiliar si 10-40% apa, urmat de depozitare in stare umeda, uscare si termofixare la 100-140⁰C.

2. Procedeu de vopsire conform revendicarii 1 constand in aceea ca agentii de ancorare sunt alesi dintre : 3-cloropropiltrietoxisilan, 3-cloropropiltrimetoxisilan, 3-glicidoxipropiltrietoxisilan, 3-glicidoxipropiltrimetoxisilan, 3-izocianatopropiltrietoxisilan, 3-izocianatopropiltrimetoxisilan, 3-aminopropiltrietoxisilan, 3-aminopropiltrimetoxisilan.

3. Procedeu de vopsire, conform revendicarii 1, caracterizat prin aceea ca agentii de modificare sunt alesi dintre : metiltrietoxisilan, octiltrietoxisilan, 3-mercaptopropiltrietoxisilan, 3-mercaptopropiltrimetoxisilan, 3-acriloxipropiltrietoxisilan, 3-acriloxipropiltrimetoxisilan viniltrietoxisilan, feniltrietoxisilan, dodeciltrietoxisilan.

4. Procedeu de vopsire, conform revendicarii 1, caracterizat prin aceea ca alegerea catalizatorului acid se face dintre : acid clorhidric, acid sulfuric, acid p-toluensulfonic, acid trifluoracetic, acid formic, acid acetic.

Procedeu de vopsire, conform revendicarii 1 caracterizat prin aceea ca alcoolul poate fi ales dintre : metanol, etanol, izopropanol, etilenglicol, propilenglicol, glicerina.

6. Procedeu de vopsire, conform revendicarii 1, caracterizat prin aceea ca agentul de reticulare este ales dintre : izopropoxid de staniu, izopropoxid de titan, izopropoxid de zirconiu, izopropoxid de aluminiu, izopropoxid de molibden, izopropoxid de fier, izopropoxid de zinc.

7. Procedeu de vopsire, conform revendicarii1, caracterizat prin aceea ca agentul de complexare este ales dintre : anhidrida ftalica, anhidrida maleica, acetilacetona, benzoilacetona, ester acetilacetic.

8. Procedeu de vopsire, conform revendicarii 1, caracterizat prin aceea ca alegerea solventului auxiliar poate fi ales dintre : acetona, metiletilcetona, tetrahidrofuran, 1,4-dioxan, N,N-dimetilformamida, N-metilpirolidona.