Brevet FR2168994A1 — publié le 19730907

L'inventiol concerne de nouvelles compositions adoucissantes, destinées à être appliççuées sur des fibres textiles, naturelles, artificielles ou synthétiques et présentant un pouvoir adoucissant et antistatique, au moins égal, et généralement supérieur au meilleur des élements constituants connus, et cela meme si les conditions d'humidité de l'atmosphère sont importantes et varient de 40 % à 100 % d'humidité relative. L'utilisation des composés adoucissants présentant des caractéristiques antistatiques est courante et déjà ancienne. C'est le cas en particulier pour les produits présentant des chaînes grasses reliées à des amines tertiaires ou à des ammoniums quaternaires. Cependant ces produits ont généralement vis-à-vis des fibres de synthèse, les plus sujettes à l'accumulation d'électricité statique, un pouvoir antistatique relativement faible, et confèrent rarement aux fibres coupées destinées au flocage un pouvoir électroconducteur suffisant. L'utilisation de mélanges de produits adoucissants à channes grasses, avec des produits réputés pour leur caractère antistatique, tels que les sels métalliques fortement hygroscopiques chlorure de calcium, chlorure de magnésium... ou encore les produits électroconducteurs tels que les polymères arylés utilisés pour améliorer la conductibilité électrique de certains couchages sur papier ne permettent pas l'obtention de produits intéressants car - ou les mélanges ne présentent aucune amélioration des pouvoirs antistatiques et électroconducteurs par rapport au produit adoucissant de départ, ce qui est le cas avec les polymères cités plus haut ou avec les électrolytes utilisés à faible dose, - ou les mélanges perdent tout leur caractère adoucissant, ce qui se produit par utilisation d'électrolytes à très forte dose. Lors de ses recherches, la Demanderesse a découvert qu'il est possible de réaliser des compositions se présentant sous forme émulsionnée, stables à des pH compris entre 4 et 10 par réaction ou par simple mélange d'un composé à channe grasse comportant des groupes azotés avec un réactif possédant un groupement ammonium quaternaire et un groupement glycidyl. Ces nouvelles compositions faisant l'obJet de l'invention présentent des caractéristiques adoucissantes exceptionnelles supérieures à celles obtenues avec les adoucissants classiques et en particulier à celles des composés à channe grasse entrant dans sa composition. En ce qui concerne le pouvoir antistatique de ces nouveaux produits, il s'est révélé excellent, mme en atmosphère relative ment sèche, et très nettement supérieur à celui de chacun de ses constituants pris séparément. Ces nouvelles compositions présentent aussi un très grand intérêt dans les traitements de fibres synthétiques destinées au flocage électrostatique par suite des caractéristiques qu'elles confèrent - bonne conductibilité, - très bon effet adoucissant et glissant. Ces propriétés amenées par ces nouveaux produits sont supérieures à celles obtenues avec chacun des éléments entrant dans leur constitution. L'utilisation de produit comportant des ammoniums quaternaires provoque fréquemment des perturbations sur la blancheur des tissus exposés à la chaleur ou aux rayons U.V. Ces défauts n'apparaissent pas avec les compositions faisant l'objet de l'invention. Au contraire, il a même été trouvé que la présence des réactifs entrant dans la composition et porteurs de groupes ammoniums quaternaires provoque une diminution du jaunissement des tissus passés à haute température. Les éléments entrant dans la constitution de ces nouvelles compositions ont été choisis - pour l'élément adoucissant, parmi les composés à channes grasses reliées à des groupements aminés ou ammoniums quaternaires, en particulier les amides grasses d'alcanolamine tels que où R est un groupe alkyl en C12 à C20 ou encore les imidazolines d'acides gras tels aue : où R est un groupe - pour l'élément réactif, parmi les sels d'époxyoropyl ammonium répondant à la formule dans lesquels X est un groupe anion actif tel que S04 Halogène... et R1, R2, R3 sont des groupes alkyls identiques ou différents possédant des chaînes carbonées de 1 à 3 atomes de carbone. L'invention sera illustrée par les exemples suivants donnés bien entendu à titre indicatif et non limitatif. Exemple 1 115 gr de Stéaramidoéthyléthanolamine de formule sont fondus à une température de 1i00 C. Après liquéfaction du produit on fait réagir progressivement sous agitation 50 gr de chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium de formule On a la réaction suivante on refroidit la température à 900 C en continuant à agiter 30 minutes. Le produit obtenu se présente de façon homogène. On incorpore alors progressivement 165 gr d'eau désionisée. On obtient une émulsion fluide, onctueuse qui épaissit progressivement lorsqu'on abaisse la température. Le produit ainsi obtenu présente une excellente stabilité à des pH variant de 4 à 10 et est parfaitement dispersible dans l'eau à 400 C. Le produit réalisé dans cet exemple I - PRODUIT A - a été comparé au point de vue - pouvoir adoucissant - pouvoir antistatique - pouvoir électroconducteur à une émulsion du sel acétique de stéaramidoéthyléthanolamide PRODUIT B - et à une solution aqueuse de chlorhydrate d'époxypro pyltriméthylammonium - PRODUIT C -. Les contrôles ont été réalisés à extrait sec égal sur des tissus synthétiques de Polyamide 6.6 et d'Acrylonitrile. Le procédé mis en oeuvre pour le dépôt des produits sur tissu était - imprégnation - foulardage - séchage 5 minutes à 1200 sur rame à air chaud Les résultats suivants ont été obtenus sur les différents tissus : Effet adoucissant Les produits A et B donnent des résultats sensiblement identiques sur les deux tissus, alors que le produit C n'a aucun pouvoir adoucissant. Effet antistatique mesuré sur le Static Voltmètre Rotscìild, les temps de semi décharge suivants ont été trouvés à 65 5 Ç H.R. produit A B C Polyamide 6.6 0" 35" 2" Acrylonitrile 3" > 5' 3'30" Conductibilité A été mesurée la résistance électrique d'une bande des tissus de référence de 2cm de large sur 10 cm de long. produits A B C Polyamide 6.6 1,95 x 101 57 x 1010 6,6 x 1010 Polyacrylonitrile 1,50 x 1010 200 x 1010 200 x 1010 Exemple 2 Au moyen du procédé décrit dans l'exemple 1 ont été préparées les nouvelles compositions suivantes produits D E F Stéaramidoéthyléthanolamine 100 50 25 Chlorhydrate d'époxypropyltriméthyl ammonium 100 100 125 Eau désionisée 200 150 150 Dans tous les cas la mesure du % de groupes époxys restant après la réalisation de l'émulsion montre que seule la réaction décrite dans l'exemple 1 a iieu. Il s"agit donc d'un mélange contenant le produit de réaction décrit dans l'éxemple 1 et du chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium ou de son produit d'hydrolyse, le chlorhydrate d'hydroxypropyltriméthylammonium. Ces mélanges présentent des stabilités au stockage supérieures à 3 mois pour les produits D et E et environ 1 mois pour le produit F. Ces produits ont été contrôlés comparativement à l'acétate de stéaramidoéthyléthanolamine (PRODUIT B) et à une solution aqueuse de chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium (PRODUIT C). Les essais ont porté sur les caractéristiques él@@t@@@@nduc- trices conférées à des fibres courtes de polyamide destinées au flocage par le procédé électrostatique. Les conditions d'application étaient dans tous les cas identiques - traitement en plein bain - rapport de bain 1/15 - brassage 30 minutes à 500 C - sèchage 2 heures à 1000 C Les contrôles ont été effectués après conditionnement 48 heures à 65 % HR et 200 C. A été mesuré le courant circulant entre deux élëctrodes circulaires distantes de 12 mm 5. PRODUITS D E F B C RESULTATS 170 170 135 24 135 Exemple 3 190 gr de Stéaramidoéthyléthanolamine sont fondus à 50-600 C dans 380 gr de Toluène. Dans ce bain maintenu à 50-60 C on ajoute lentement 380 gr de chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium. On maintient 1 heure à 50 - 600 C avant d'incorporer 200 cm3 d'eau. On distille sous vide pour éliminer le toluène et on complète ensuite à-1 kg avec de l'eau. Le produit final obtenu se présente sous l'aspect d'une dispersion stable à environ 50 % de sec. La mesure des groupes époxys n'ayant pas réagi montre que deux molécules de chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium ont réagi avec une molécule de stéaramidoéthyléthanolamine. Le produit final obtenu est donc un mélange des deux composés ci dessous : CH CÉ' C176-oe---CH-N1--C-0-cI-CHoE-C C 2 oe19. CH2 CHOH H2 Cl N I CH3 CH3 CH3 Le mélange obtenu présente une stabllit axcellente et est parfaitement dispersible dans l'eau. Le mélange ci-dessus a été comparé au ponit de vue pouvoirs adoucissant et antistatique au chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium - PRODUIT C - et à l'acétate te Stéaramidoéthyl- éthanolamine - PRODUIT B. lie procédé d'application était le même re celui cécrit dans l'exemple 2. Les tissus utilisés ici étaient : une polyamide 6.6 et un polyester. Sur polyamide 606, le produit G décrit dans cet exemple 3 donne les mêmes résultats que le produit B, alors que le produit C n'a aucun pouvoir adoucissant. Sur polyester, seul le produit G décrit dans cet exemple 3 a une valeur adoucissante, le produit B affecte fortement le toucher, alors que le produit C n'a aucun effet. Au point de vue antistatique mesurée sur Static Voltmètre Rotschild à 60 % et à 45 yó HR les temps de demi-décharge suivants ont été trouvés PRODUIT G B C Polyamide 6.6 0" 1' 5" à 60 % Polyester 0" 4" 4" Polyamide 6.6 0" 2' 7" à 45 % Polyester 0" 35" 6" Exemple 4 A partir du produit G le pourcentage de produit ammonium quaternaire est augmenté en y incorporant du chlorhydrate d'hydroxypropyltriméthylammonium obtenu par hydrolyse en milieu alcalin du composé correspondant époxy. Ls mélanges suivants ont été réalisés D E F Produit A (exemple 1) 100 100 100 100 Sol.de Chlorhydrate d'hydroxypropyltriméthyl- 40 60 80 110 ammonium à 50 % de sec Tous les mélanges réalisés ici se présentent sous forme de dispersions visqueuses très stables Ces quatre nouvelles compositions ont été comparées au produit A (décrit dans l'exemple 1), au produit B : acétate de stéaramidoéthyléthanolamine et au produit C : chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium, comme agent adoucissant antistatique dans des formules infroissables. La formule résine infroissable prise pour base comprenait - 150 gr/l d'une solution à 40 % de diméthyloldihydroxy- éthylèneurée catalysée par - 1,2 gr/l de nitrate de zinc. La ouantité de produit adoucissant incorporée était de 10 gr/l en sec. Le traitement d'application mis en jeu comprenait - une imprégnation et un foulardage sur rouleau, - un sèchage sur rame à air chaud pendant 2 min. 30 à 100 C - une polymérisation pendant 4 minutes à 1500 C. Ont été controlé sur les tissus de coton et de polyester- viscose traités les caractéristiques adoucissantes, antistatiques et infroissables. Pouvoir adoucissant Les résultats suivants ont été trouvés du plus souple a au plus raide 8. sans Produits A B C D E F G adoucis sant Coton 1 1 7 1 4 5 0 8 Polyester 2 1 7 2 4 5 8 Viscose Jaunissement A B C D Ë F G sans @@@@@@@ sant Coton 1 8 1 3 5 5 5 1 Polyester; - 8 3 3 3 3 3 1 Antistatique A B C D E F G Temps1/2décharge sant Coton 1sec. 3sec. 2sec. 1sec. 1sec. 1sec. 1sec. 4sec. Polyester/ 2sec. 3sec. 3sec. 1sec. 1sec. 2sec. 2sec. 4sec. Viscose sans Wash & Wear A B C D E F G sant Coton 4+ 3-4 2-3 4 4 3-4 3-4 4-5 Polyester/ 3-4 3 2 3-4 3-4 3 3 3 Exemple 5 De nouveaux mélanges ont été réalisés à partir d'acétate d'imidazoline d'acide stéarique quaternisé par du diéthylsulfate de formule Produit 1 et de chlorhydrate d'époxypropyltriméthylammonium : produit 2. Le produit 1 a été au préalable dispersé dans l'eau et se présente sous forme de pâte visqueuse à 20 %. Le produit 2 se présente sous forme de poudre anhydre. Les résultats suivants ont été réalisés 3 4 5 6 Produit 1 3p 2,5p 2p 1p Produit 2 1p 1,5p 2p 3p et comparés aux produits 1 et 2, puis séparément au point de vue antistatique - adoucissant, les produits ont été comparés à extrait sec égal sur tissu polyamide 6.6. Les résultats suivants ont été trouvés Produits 1 2 3 4 5 6 Adoucissant 5 6 2 3 4 1 Antistatique 2min. 4sec. 5sec. 3sec. 3sec. 2sec.5 temps 1/2 décharge REVENDICATIONS 1.- Compositions pour les traitements adoucissants et antistatiques des fibres textiles, caractérisées par le fatt qu'elles sont composées de produits de réaction ou de mélanges ce composés azotés à channes grasses et de monomères réactifs contenant un groupe ammonium quaternaire, ces compositions se présentant sous forme de dispersion visqueuse stable dans un rang de pH de 4 à 10. 2.- Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que les composés azotés à channes grasses entrant dans leur composition sont choisis parmi les agents adoucissants connus présentant des channes grasses liées à des groupes aminés ou ammonium quaternaire. 3.- Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que les monomères réactifs comportant un groupe ammonium quaternaire et entrant dans leur composition ont la forme suivante X = S04 - Cl - Br R1, ' R2, R3 étant des groupes alkyl en C1 à C3, identiques ou différents.