СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОДЛОЖКИ В ЦЕЛЯХ УЛУЧШЕНИЯ ЕЕ ПОВЕДЕНИЯ В ОТНОШЕНИИ МОЛЕКУЛ, СОЗДАЮЩИХ НЕПРИЯТНЫЙ ЗАПАХ
SUBSTRATE TREATMENT METHODS IN ORDER TO IMPROVE ITS BEHAVIOR WITH RESPECT TO THE UNPLEASANT ODORS CREATING MOLECULES

Предпосылки изобретения
Настоящее изобретение относится к области техники, связанной со способами обработки подложек в целях улучшения их поведения в отношении неприятных запахов, в частности, в целях придания им свойства абсорбирования молекул, создающих неприятный запах, на упомянутых подложках, таких как текстильные материалы, и/или в целях улучшения таких характеристик.
Не все подложки, такие как текстильные материалы или пеноматериалы, одинаковым образом реагируют в отношении неприятных запахов, в частности, запахов, вырабатываемых телом человека, носящего упомянутые текстильные подложки, таких как запах пота, разлагаемого бактериями, присутствующими на поверхности кожи.
Природные материалы, такие как хлопок, пахнут потом в меньшей степени, чем синтетические материалы, такие как сложный полиэфир. Люди, носящие синтетические материалы, обычно жалуются на то, что неприятные запахи, переносимые текстилем, в частности, во время занятий спортом или непосредственно сразу после этого, проявляются намного быстрее, если одежда изготовлена из синтетического материала, по сравнению с одеждой, изготовленной из природного материала или даже из регенерированного или искусственного материала, такого как, например, вискоза.
Неприятные запахи, переносимые подложкой, такой как текстиль, поступают от разложения пота, который абсорбируется бактериями, присутствующими на поверхности кожи.
Одно техническое решение при борьбе с неприятными запахами заключается в проведении обработки подложки таким образом, чтобы придать ей противобактериальные свойства в целях разрушения бактерий, задействованных в процессе разложения пота. Такую обработку в общем случае проводят на основе композиции, содержащей триклозан, хитозан, медь, серебро или четвертичный аммоний.
Публикация US 2009/0206296 A1 относится к нанесению на текстиль композиции, содержащей органосилан, в целях уменьшения тенденции к испусканию неприятных запахов за счет предотвращения или, по меньшей мере, уменьшения адгезии молекул на текстиле и, таким образом, адгезии бактерий. Данная композиция, кроме того, содержит спирт в качестве растворителя и кислотный катализатор. В частности, в данном документе стремятся уменьшить количество водородных функциональных групп на поверхности текстиля, поскольку в соответствии с соображениями изобретателей они несут ответственность за связи, которые текстильный элемент образует с внешними молекулами, такими как пятна грязи или бактерии, которые могут вырабатывать неприятные запахи. Текстиль, подвергнутый обработке данным образом, предотвращают адгезию и осаждение молекул в результате уменьшения или даже исключения любых потенциальных водородных связей на поверхности текстиля.
Публикация WO 2007/099144 относится к способу обработки текстиля в целях придания ему противомикробных свойств. Композиция всегда содержит, по меньшей мере, одно катионное поверхностно-активное вещество, такое как четвертичная аммониевая соль, и гликолевый простой эфир. Композиция также может содержать эпокси- или аминоалкоксисиланы, упомянутые в числе многочисленных ингредиентов в первом исчерпывающем перечне, и поликарбоновую кислоту, упомянутую во втором исчерпывающем перечне, но ни одно из данных соединений не использовалось в примерах в комбинации. Предпочтительными кислотами являются хлористоводородная кислота или уксусная кислота. Использующиеся четвертичные аммониевые соли хорошо известны для придания текстилю бактерицидных свойств.
Также согласно наблюдениям разрушение бактерий, присутствующих в подложке, не обеспечивает борьбу с неприятными запахами настолько же эффективно, как при проведении обработки в области, находящейся в контакте с кожей.
Таким образом, вышеупомянутые документы стремятся разработать бактерицидную обработку в целях ограничения появления неприятных запахов в результате уменьшения количества бактерий, присутствующих на коже.
Таким образом, как это подразумевается, бактерицидная обработка подложки проводится в области, находящейся в контакте непосредственно с кожей, в целях оказания воздействия на целевые бактерии. Таким образом, данная обработка является эффективной в отношении бактерий, если обработку используют для подложек, которые находятся рядом с телом, но они являются неэффективными для подложек, которые не разработаны для ношения.
Данной обработке также свойственен недостаток, заключающийся в возможной их аллергенности, в частности, при их использовании в области, находящейся в контакте с кожей, возможно, при трении подложки о кожу.
Наконец, вышеупомянутые решения направлены на воздействие не на молекулы, создающие неприятный запах, которые могут быть летучими, а только на бактерии, для того чтобы избежать получения упомянутых молекул, создающих неприятный запах, за счет предотвращения адгезии бактерий к подложке или в результате их разрушения.
Сразу после образования молекул, создающих неприятный запах, противобактериальная обработка на них не оказывает воздействия.
В публикации FR 2 984 343 B1 описывается золь-гель способ изготовления функционального покрытия на текстильной среде. Использующаяся композиция содержит первый золь-гель предшественник в комбинации со вторым золь-гель предшественником, содержащим функциональную группу, и/или в комбинации с функциональными частицами. В упомянутом примере массовое соотношение между силанами и янтарной кислотой составляет около 3,29, при этом масса карбоновой кислоты является намного меньшей, чем масса органосиланов. Требуемые свойства для покрытия представляют собой водоотталкивание, несминаемость или износоустойчивость. Регулирование появления запахов не входит в часть требуемых свойств для текстильной среды.
В публикации, озаглавленной «Durable hydrophobic cellulose fabric prepared with polycarboxylic acid catalyzed silica sol», Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 9135-9142, описывается золь-гель для получения гидрофобного покрытия на хлопчатобумажной подложке. Таким образом, композиция содержит тетраэтоксилортосиликат (ТЭОС) в комбинации с гидрофосфитом натрия и поликарбоновой кислотой. Массовая доля поликарбоновой кислоты является намного большей, чем массовая доля силана, поскольку соотношение между силаном (ТЭОС) (Si% = 1 (масс./масс.)) и карбоновой кислотой, которую составляет бутантетракарбоновая кислота (БТКК), присутствующая при 1,03 моль/л, имеет порядок 0,042.
Гидрофобные свойства, придаваемые подложке, в некоторой степени ограничивают адгезию бактерий, в частности, при их переносе водной средой, например, потом, и таким образом, ограничивают пролиферацию бактерий на самом текстиле. Однако данное свойство не оказывает какого-либо воздействия на образование запахов, например, вызванных потом и полученных на коже. Модифицирование характеристик абсорбирования воды и пота также может привести к получению подложки, которая является некомфортной, в частности, для занятий спортом, поскольку она не абсорбирует пота и, таким образом, сохраняет пот в контакте с кожей, что является средой, которая благоприятствует пролиферации бактерий и, таким образом, формированию запахов.
Таким образом, существует потребность в подложке, которая регулирует появление неприятных запахов, и которая демонстрирует абсорбирование воды, которые не изменяются в значительной степени в результате проведения обработки, которой она подвергается для регулирования появления запахов.
Цель и сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание, в частности, синтетической подложки, в частности, на основе сложного полиэфира, которая является подходящей для использования при абсорбировании в значительной степени молекул, создающих неприятный запах, в частности, молекул, выделяемых телом, в частности, вырабатываемых при разложении пота бактериями, и использование ее вне зависимости от того, будет ли подложка находиться рядом с телом или нет.
Настоящее изобретение также направлено на создание подложки, в частности, синтетической подложки, которая абсорбирует неприятные запахи на протяжении всего срока службы, то есть, даже после ее многократной стирки.
Настоящее изобретение также направлено на создание улучшенного способа обработки подложки, который является простым для реализации и недорогостоящим.
Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение предлагает способ обработки подложки в целях улучшения абсорбирования молекул, создающих неприятный запах, в частности, молекул, связанных с потом, при этом способ включает следующие далее стадии:
i) получение водной композиции, содержащей, по меньшей мере, один органосилан А, имеющий, по меньшей мере, две гидролизуемые алкокси-группы, и, по меньшей мере, одну основную поликарбоновую кислоту В, содержащую, по меньшей мере, четыре карбоксильные группы -СООН, или ее соответствующий ангидрид; при этом массовое соотношение между массой упомянутого, по меньшей мере, одного органосилана А и массой упомянутой, по меньшей мере, одной основной поликарбоновой кислоты В или ее соответствующего ангидрида находится в диапазоне от 0,8 до 1,2;
ii) нанесение упомянутой композиции на упомянутую подложку; и
iii) нагревание упомянутой подложки, содержащей упомянутую композицию, до температуры, большей или равной 120°С, предпочтительно большей или равной 130°С, в целях полимеризации упомянутого органосилана А совместно с, по меньшей мере, основной поликарбоновой кислотой В или ее соответствующим ангидридом.
Как это обнаружили изобретатели, нанесение композиции, определенной выше, приводит к достижению синергизма при абсорбировании газа упомянутой подложкой, например, текстильным элементом, в частности, при абсорбировании газов, которые рассматриваются в качестве газов, создающих неприятный запах, которые обонятельно воспринимаются человеком, носящим упомянутую подложку, например, текстильный элемент. В частности, по завершении стадии нагревания iii) на подложку будет нанесено покрытие, полностью или частично, в виде полимерного покрытия, которое образуется в результате реакции полимеризации между органосиланом А и поликарбоновой кислотой В или ее соответствующим ангидридом.
В выгодном случае водная композиция изобретения делает возможным абсорбирование запаха на подложке без изменения ее характеристик взаимодействия с водой. Таким образом, в выгодном случае способ изобретения не формирует гидрофобного покрытия на подвергнутой обработке поверхности подложки. Таким образом, подобные или фактически эквивалентные массовые доли для упомянутого, по меньшей мере, одного органосилана А и упомянутой, по меньшей мере, одной основной кислотой В или ее соответствующего ангидрида делают возможной функционализацию подложки в отношении запахов без изменения ее характеристик абсорбирования воды.
Вышеупомянутая масса упомянутого, по меньшей мере, одного органосилана А соответствует массе одного или нескольких органосиланов (органосилана) А изобретения.
Вышеупомянутая масса упомянутой, по меньшей мере, одной основной поликарбоновой кислоты В или ее соответствующего ангидрида соответствует массе одной или нескольких основных поликарбоновых кислот (кислоты) В или их соответствующих ангидридов (ангидрида) изобретения.
Предпочтительно массовое соотношение между упомянутой, по меньшей мере, одной основной поликарбоновой кислотой В или ее соответствующим ангидридом и массой соединений, присутствующих в водной композиции, за исключением воды является большим или равным 20%, более предпочтительно большим или равным 30%, еще более предпочтительно большим или равным 40%.
Предпочтительно массовое соотношение между массой упомянутого, по меньшей мере, одного основного органосилана А и массой соединений, присутствующих в водной композиции, за исключением воды является большим или равным 20%, более предпочтительно большим или равным 30%, еще более предпочтительно большим или равным 40%.
В качестве настоящего изобретения термин «подложка» используется для обозначения любой среды, подходящей для использования при абсорбировании неприятных запахов, а, в частности, абсорбировании неприятных запахов, поступающих непосредственно или опосредованно от пота. Предпочтительно упомянутая подложка может представлять собой слой, образованный из одного или нескольких ячеистых материалов, например, одного или нескольких слоев пеноматериала, или текстильный элемент или их смеси.
В контексте настоящего изобретения термин «текстильный элемент» обозначает многоволоконную пряжу, волоконную штапельную пряжу, одноволоконную пряжу, текстильное изделие, такое как вязаный материал, тканый материал или нетканый материал или их смеси.
Из упомянутой подложки может быть сформирован весь или часть материала стельки, сумки, попоны для животного, предмета одежды, такого как футболка с короткими или длинными рукавами, шорты, брюки, куртка, кепка, шляпа, носки, нижнее белье, или банное или пляжное полотенце.
Например, упомянутое текстильное изделие может составлять весь материал или часть материала защищающих от пота прокладки или набивки, расположенных в части рюкзака, находящихся в контакте со спиной пользователя при ношении рюкзака.
Предпочтительно упомянутая подложка, в частности, упомянутый ячеистый материал (материалы) или упомянутый текстильный элемент, в частности, волоконная штапельная пряжа, многоволоконная пряжа, одноволоконная пряжа и волокна, составляющие нетканый материал, образованы из одного или нескольких синтетических материалов, то есть, материалов, полученных из химических соединений, полученных из углеводородов или из крахмала, а, в частности, из углеводородов.
Предпочтительно упомянутую подложку, в частности, упомянутый ячеистый материал (материалы) или упомянутый текстильный элемент, в частности, волоконную штапельную пряжу, многоволоконную пряжу, одноволоконную пряжу и волокна, составляющие нетканый материал, независимо выбирают из группы, включающей синтетические, искусственные и природные материалы и их смеси, в частности, из группы, включающей: полиэтилентерефталат, полипропилен, полиэтилен, полиамид 6-6, полиамид 6, полиамид 12, полиамид 4-6, полиакрилонитрил, полиакриловый материал, продукт spandex, полиуретан, политриметилентерефталат (ПТТФ), полибутилентерефталат (ПБТФ) и их смеси в качестве синтетических материалов, образующих подперечень I; шерсть, шелк, хлопок и их смеси в качестве природных материалов, образующих подперечень II; вискозу, модал, лиоцелл, купро (искусственный шелк) и тенсель и их смеси в качестве искусственных материалов, образующих подперечень III; более предпочтительно из подперечня I и/или подперечня III; еще более предпочтительно из подперечня I. Предпочтительно перед осуществлением способа изобретения упомянутый текстильный элемент окрашивают.
Таким образом, композиция изобретения может быть нанесена на текстильный элемент, находящийся в виде пряжи или в виде текстильного изделия, например, в виде ткани или вязаного материала.
Подложка изобретения может быть подвергнута обработке для придания ей способности к абсорбированию воды или водной среды (например, пота), что в современном уровне техники называется гидрофильной обработкой. Данный тип гидрофильной обработки хорошо известен для специалистов в соответствующей области техники (например, нанесение гидрофильного полимера при использовании мокрой методики или использование плазменной обработки). В выгодном случае способ изобретения не приводит к модифицированию свойств подвергнутой гидрофильной обработке подложки в отношении абсорбирования воды или водной среды.
В контексте настоящего изобретения термин «абсорбер/абсорбирование» используется для обозначения любого явления, которое делает возможным удерживание целевой молекулы, которая рассматривается в качестве молекулы, создающей неприятный запах, внутри покрытия (абсорбирование) и/или на поверхности упомянутого покрытия (адсорбирование). Точная природа взаимодействий между целевыми молекулами и полимерным покрытием, которое образуется, неизвестна. Таким образом, она может включать любую химическую или физическую связь. Как можно себе представить без ограничения какой-либо конкретной теорией, имеют место ван-дер-ваальсовые взаимодействия и/или водородные взаимодействия и/или электростатические взаимодействия; в частности, они могут представлять собой ван-дер-ваальсовые взаимодействия.
Целевые молекулы, создающие неприятный запах, предпочтительно выбирают из группы, включающей: пропановую кислоту, бензотиазол, уксусную кислоту, метилдисульфид, валериановую кислоту, триметиламин, пиразин, додекановую кислоту, октановую кислоту, толуол, 1,3-октенол, этанол, диацетил, изопропиловый спирт, 2-метилгексадодеканол, 1-эйкозен, 2-феноксиэтанол, этилацетамид, нонановую кислоту, анилин, бензол, 1-гексадеканол, декан, этиленгликоль, этилметакрилат, октан, аммиак, 2-ноненаль и диметилсукцинат, более предпочтительно он включает уксусную кислоту и аммиак.
Предпочтительно значение рН водной композиции является кислым, то есть меньшим или равным 6, более предпочтительно меньшим или равным 4, еще более предпочтительно меньшим или равным 3, в частности, большим или равным 1.
Предпочтительно температура нагревания на стадии iii) является большей или равной 140°С, более предпочтительно большей или равной 150°С, а, в частности, большей или равной 160°С.
Предпочтительно температура нагревания на стадии iii) является меньшей или равной 210°С, более предпочтительно меньшей или равной 200°С, говоря конкретно, меньшей или равной 190°С, говоря еще более конкретно, меньшей или равной 180°С.
Предпочтительно время нагревания на стадии iii) является большим или равным 15 сек, более предпочтительно большим или равным 30 сек, в частности, большим или равным 1 минуте, говоря более конкретно, большим или равным 5 минутам.
Предпочтительно время нагревания на стадии iii) является меньшим или равным 60 мин, предпочтительно меньшим или равным 15 мин, говоря более конкретно, меньшим или равным 10 минутам.
Предпочтительно время перемешивания на стадии i) является большим или равным 5 мин, более предпочтительно большим или равным 10 мин, говоря конкретно, большим или равным 15 минутам, говоря более конкретно, большим или равным 30 минутам, а, в частности, меньшим или равным 120 минутам.
Предпочтительно композицию не нагревают на стадии i). В выгодном случае стадию i) проводят при температуре окружающей среды, в частности, при температуре, большей или равной 15°С и меньшей или равной 35°С.
Естественно, что в зависимости от страны, в которой получают водную композицию, температура окружающей среды может находиться в интервале 35°С-40°С.
Предпочтительно водную композицию наносят на упомянутую подложку, например, на упомянутый текстильный элемент, в результате плюсования или в результате импрегнирования со следующим далее отжиманием для удаления избыточной водной композиции, поглощенной текстильным элементом. Предпочтительно упомянутую подложку подвергают первому воздействию, во время которого на нее наносят водную композицию, а после этого упомянутую подложку, включающую упомянутую водную композицию, отжимают, и более предпочтительно подложку подвергают второму воздействию, предпочтительно подобного первому воздействию.
Количество воздействий зависит от концентрации органосилана А и кислоты В в композиции. Таким образом, возможной является достаточность и одного воздействия.
Давление отжимания, приложенное к упомянутой подложке, например, к текстильному элементу, находится в диапазоне от 0,5 бара до 6 бар, а предпочтительно в диапазоне от 1 бара до 6 бар и, в частности, в диапазоне от 2 бар до 5 бар. В частности, во время первого воздействия подложка, например текстильный элемент, проходит со скоростью, большей или равной 0,5 метра в минуту (м/мин), более предпочтительно большей или равной 1 м/мин. В порядке примера скорость перемещения подложки является большей или равной 10 м/мин, предпочтительно находится в диапазоне от 15 м/мин до 20 м/мин.
При реализации подложку подвергают, по меньшей мере, одной стирке после стадии нагревания iii), предпочтительно при использовании водопроводной воды или деминерализованной воды, возможно содержащей моющую добавку, добавленную к ней, в течение, по меньшей мере, 5 минут, предпочтительно в течение, по меньшей мере, 15 минут. В частности, стирка может быть проведена в холодной воде или в воде при температуре, большей или равной 30°С, в частности, меньшей или равной 90°С, говоря более конкретно, меньшей или равной 60°С. Стирку (стирки) предпочтительно проводят в стиральной машине. Таким образом, стирка может быть проведена пользователем.
Стирать подложку необходимо, по меньшей мере, один раз в целях демонстрации ею значительных характеристик абсорбирования неприятного запаха изобретения. Данная стирка может быть проведена пользователем подложки.
Ангидрид, соответствующий поликарбоновой кислоте В, содержит, по меньшей мере, четыре группы -СОО-СО.
Водная композиция необязательно может содержать, по меньшей мере, одну другую карбоновую кислоту, то есть, содержащую, по меньшей мере, одну карбоксильную группу -СООН, или ее соответствующий ангидрид, то есть, содержащий, по меньшей мере, одну функциональную группу -СОО-СО. В частности, карбоновые кислоты, выбираемые из следующего далее перечня: муравьиная кислота, лимонная кислота, янтарная кислота, уксусная кислота, их соответствующие ангидриды и их смеси.
Настоящее изобретение также может включать добавление кислоты, отличной от карбоновой кислоты или ее соответствующего ангидрида, например, хлористоводородную кислоту или серную кислоту, в целях подстраивания значения рН кислоты водной композиции.
Предпочтительно в качестве карбоновых кислот или их соответствующих ангидридов водная композиция содержит только поликарбоновые кислоты, содержащие, по меньшей мере, четыре карбоксильные группы -СООН, и/или их соответствующие ангидриды, содержащие, по меньшей мере, четыре группы -СОО-СО, в частности, содержащие, самое большее, десять групп -СООН и/или -СОО-СО, говоря более конкретно, содержащие, самое большее, шесть групп -СООН и/или -СОО-СО.
Органосилан А содержит, по меньшей мере, одну гидролизуемую группу, которая гидролизуется, когда органосилан А находится в водной среде.
3
3
+
-
+
В контексте настоящего изобретения термин «гидролизуемая группа» используется для обозначения любой группы, подходящей для отделения от атома кремния под воздействием воды, образующей ионы НО и ОН, в частности, под воздействием ионов НО в контексте настоящего изобретения, поскольку значение рН водной связывающей композиции является меньшим или равным 6.
Гибридизированный органосилан А в водной композиции во время прохождения первой реакции гидролиза образует эквивалентный силанол и спирт.
Предпочтительно органосилан выбирают из органодиалкоксисилана или органотриалкоксисилана, более предпочтительно из эпоксидиалкоксисилана или эпокситриалкоксисилана или винилдиалкоксисилана или винилтриалкалкоксисилана или аминодиалкоксисилана или аминотриалкоксисилана, более предпочтительно из эпоксидиалкоксисилана или эпокситриалкоксисилана.
4
1
2
3
n
4
1
2
3
В одном варианте органосилан А описывается следующей далее формулой (I) [R-(SiRRR)], где n представляет собой целое число, такое что 1 ≤ n ≤ 100, R представляет собой негидролизуемую группу, и, по меньшей мере, одна группа R, R и R представляет собой гидролизуемую группу; предпочтительно 1 ≤ n ≤ 75, более предпочтительно 2 ≤ n ≤ 50, 2 ≤ n ≤ 40, в частности, 2 ≤ n ≤ 25, конкретно, 2 ≤ n ≤ 15. В таких обстоятельствах органосилан представляет собой олигомер. В случае, если n равен 1 органосилан будет представлять собой мономер. Предпочтительно n равен 1.
4
1
2
3
2
2
В одном варианте R и необязательно R и/или R и/или R,если они представляют собой одну или несколько негидролизуемых групп, независимо друг от друга представляют собой группу, выбираемую из: С1-С20 алкильной группы или С3-С10 циклоалкильной группы, замещенных одной или несколькими эпокси-группами, при этом упомянутая эпокси-группа является одно-, двух-, трех- или четырехвалентной; глицидокси-группы; С1-С20 алкильные группы, замещенные глицидокси-группы; (СН=СН-) винильные группы; С1-С20 алкильные группы, замещенные (СН=СН-) винильные группы; С1-С20 винильные группы, замещенные первичным амином и/или вторичным амином и/или третичным амином; группы первичного амина; вторичного амина; третичного амина; изоцианатные группы; С1-С20 алкильные группы, замещенные изоцианатной группой.
1
2
3
Также, по меньшей мере, одна группа из R, R и R представляет собой гидролизуемую группу, гидроксильную группу (-ОН), С1-С10 алкокси-группу, С3-С10 циклоалкокси-группу, С5-С10 арилокси-группу или С1-С5 ацилокси-группу, предпочтительно С1-С10 ацилокси-группу и/или гидроксильную группу (-ОН), более предпочтительно С1-С10 алкокси-группу.
Указанные вышеупомянутые алкильные группы, относящиеся либо к гидролизуемой группе, либо к негидролизуемой группе, являются насыщенными, линейными или разветвленными, представляя собой С1-С20, предпочтительно С1-С15, а более предпочтительно С1-С10, а циклоалкильные группы являются насыщенными и предпочтительно представляют собой С3-С6.
В контексте настоящего изобретения в случае группы, представляющей собой Cn-Cp (также указанные как «от Cn до Ср»), имеется в виду то, что она характеризуется наличием от n до р атомов углерода, где n и р представляют собой целые числа.
2
2
3
i
2
3
i
i
В порядке примера одновалентные эпокси-группы являются глицидокси-группой, группой -О-СН-СНО или фактически R-СНО (или R-оксирана), в которой R представляет собой алкильную цепь, которая может быть линейной или разветвленной, насыщенной или ненасыщенной, циклоалкилом, алкенилом, арилом, простым эфиром или простым полиэфиром. Вышеупомянутые алкильные цепи предпочтительно представляют собой С1-С10, а вышеупомянутые циклоалкилы предпочтительно представляют собой С3-С10, а более предпочтительно С3-С6.
ii
iii
ii
iii
ii
ii
iii
i
В порядке примера двухвалентными эпокси-группами являются следующие далее группы -(-)С(-О-)CRR и -CR(-O-)CR-, в порядке примера трехвалентными эпокси-группами являются следующие далее группы -(-)С(-О-)CR, в порядке примера четырехвалентными эпокси-группами являются следующие далее группы -(-)С(-О-)С(-), в которых R и R независимо друг от друга представляют собой структуры, выбираемые из соответствующих структур, перечисленных выше для R.
В контексте настоящего изобретения термин «алкокси-группа» используется для обозначения любой группы, описывающейся формулой Ra-O, в которой Ra представляет собой алкильную группу, которая является насыщенной и линейной или разветвленной, необязательно включающей функциональную группу -ОН, предпочтительно представляя собой С1-С10, более предпочтительно представляя собой С1-С6, еще более предпочтительно представляя собой С1-С4, такой как, например, следующие далее группы: метокси, этокси, изопропокси, н-пропокси, изопропокси, н-бутокси, изобутокси, втор-бутокси, трет-бутокси, н-пентокси и н-гексилокси.
В контексте настоящего изобретения термин «циклоалкилокси-группа» обозначает любую группу, описывающуюся формулой Rb-O, в которой Rb является циклоалкильной группой, предпочтительно представляя собой С3-С10, такую как циклопропилокси- и циклогексилокси-группы.
В контексте настоящего изобретения термин «циклоалкильная группа» обозначает любую циклическую алкильную группу, предпочтительно представляя собой С3-С10, например, циклогексильную или циклопропильную группу.
В контексте настоящего изобретения термин «арилокси-группа» обозначает любую группу, описывающуюся формулой Rс-O, в которой Rс является алкильной группой, предпочтительно представляя собой С5-С10, такую как, например, фенокси-группа.
В контексте настоящего изобретения термин «арильная группа» обозначает один или несколько ароматических циклов, в выгодном случае содержащих от 5 до 10 атомов углерода, которые могут быть соседними или конденсированными. В частности, арильные группы могут быть моноциклическими или бициклическими группами, предпочтительно представляя собой фенильную группу.
В контексте настоящего изобретения термин «алкокси-группа» обозначает любую группу, описывающуюся формулой Rd-CO-O, в которой Rd представляет собой алкильную группу, которая является насыщенной и линейной или разветвленной, предпочтительно представляя собой С1-С4, такую как, например, ацетокси- и пропионилокси-группы.
В числе алкокси-групп предпочтительными гидролизуемыми группами являются, в частности, метокси-, этокси- и изопропокси-группы, более предпочтительно метокси- или этокси-группа, конкретно, метокси-группа.
e
2
e
f
e
f
g
e
f
g
В контексте настоящего изобретения термин «первичный амин» используется для обозначения любой группы, описывающейся формулой RNH, термин «вторичный амин» используется для обозначения любой группы, описывающейся формулой RRNH, а термин «третичный амин» используется для обозначения любой группы, описывающейся формулой RRRN, в которых R, R и R представляют собой алкильные группы, которые являются насыщенными или ненасыщенными, линейными или разветвленными, а предпочтительно С1-С20 или более предпочтительно С1-С10, а еще более предпочтительно С1-С4.
m
m
В контексте настоящего изобретения термин «изоцианатная группа» обозначает любую группу, описывающуюся формулой R-N=C=O, в которой R представляет собой атом водорода или алкильную цепь, которая является насыщенной или ненасыщенной, линейной или разветвленной, предпочтительно представляя собой С1-С20, более предпочтительно С1-С10, а еще более предпочтительно С1-С4.
o
p
r
s
o
p
r
s
В контексте настоящего изобретения термин «алкенильная группа» обозначает любую группу, описывающуюся формулой RRC=CRR, в которой R, R, R и R независимо друг от друга представляют собой атом водорода или алкильную цепь, которая может быть насыщенной или ненасыщенной, линейной или разветвленной, предпочтительно представляя собой С1-С20, более предпочтительно С1-С10, а еще более предпочтительно С1-С4, такую как, например, винильная группа.
1
2
3
1
2
2
3
1
3
1
2
3
В одном варианте R и/или R и/или R, предпочтительно R и R, R и R или R и R, более предпочтительно R, R и R представляют собой алкокси-группу, циклоалкокси-группу, арилокси-группу или ацилокси-группу, гидроксильную группу (-ОН), предпочтительно алкокси-группу.
1
2
2
3
1
3
1
2
3
В одном варианте R и R, R и R или R и R, представляют собой алкокси-группы, а R или R или R представляют собой гидроксильную группу (-ОН).
4
2
2
3
2
n
В одном варианте R представляет собой алкильную группу, замещенную эпокси-группой, предпочтительно глицидокси-группой, описываемой формулой X-Y-, присоединенной к атому кремния, в которой Х представляет собой глицидокси-группу, -О-СН-СНО; или оксиран; а Y представляет собой группу, выбираемую из -(СН)-, при этом 1 ≤ n ≤ 12, более предпочтительно 1 ≤ n ≤ 6.
2
2
В одном варианте алкокси-группу выбирают из следующих далее групп: метокси, этокси, пропокси, изопропокси, изобутокси, ацетокси, метоксиэтокси, одновалентные алкокси-группы, произведенные из диолов, включающие спирт и алкокси, выбираемые из -О-СНСН-ОН, такие как в случае этиленгликоля; пропиленгликоля; неопентилгликоля; 1,3-пропандиола; 2-метил-1,3-пропандиола; 1,3-бутандиола; 2-метил-2,4-пентандиола; 1,4-бутандиола; циклогександиметанола; пинакола, предпочтительно из числа метокси-; этокси-; пропокси-; и изопропокси-групп.
В одном варианте олигомер органосилана А выбирают из группы, включающей: гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан; гамма-глицидоксипропилтриэтоксисилан; гамма-глицидоксипропилметилдиметоксисилан; гамма-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан; винилтриэтоксисилан, диметилдиметоксисилан, этилтриметоксисилан, этилтриэтоксисилан, изобутилтриэтоксисилан, метилтриметоксисилан, предпочтительно из группы, включающей: гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан; гамма-глицидоксипропилтриэтоксисилан; гамма-глицидоксипропилметилдиметоксисилан; гамма-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан, более предпочтительно гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан.
В одном варианте органосилан А содержит, по меньшей мере, три алкокси-группы.
В одном варианте органосилан представляет собой эпоксиорганосилан.
В одном варианте основная поликарбоновая кислота В представляет собой 1,2,3,4-бутантетракарбоновую кислоту или ее соответствующий ангидрид.
В одном варианте водная композиция содержит по отношению к совокупной сухой массе, по меньшей мере, 20 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 30 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 мас.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 45 мас.%, упомянутого, по меньшей мере, одного органосилана А. В контексте настоящего изобретения термин «сухая масса» для водной композиции используется для обозначения остаточной сухой массы сразу после испарения летучего соединения (соединений), в частности, соединений, имеющих температуру кипения, меньшую или равную 100°С при атмосферном давлении. В частности, летучее соединение образовано водой. Предпочтительно остаточная сухая масса соответствует массе (г) водной композиции, из которой вычитается масса воды, которую она содержит, (г).
Упомянутый, по меньшей мере, один органосилан А изобретения, хотя в общем случае он находится в жидком состоянии при температуре окружающей среды и атмосферном давлении, в изобретении рассматривается в качестве сухого соединения, поскольку он не представляет собой соединение, которое является водным или летучим, то есть, соединение, которое испаряется при температуре, меньшей или равной 100°С при атмосферном давлении.
Масса упомянутого, по меньшей мере, одного органосилана А соответствует массе одного или нескольких органосиланов (органосилана) А изобретения.
В одном варианте водная композиция содержит по отношению к совокупной сухой массе, по меньшей мере, 20%, предпочтительно, по меньшей мере, 30 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 мас.%, говоря более конкретно, по меньшей мере, 45 мас.%, упомянутой, по меньшей мере, одной основной карбоновой кислоты В или ее соответствующего ангидрида.
Масса упомянутых, по меньшей мере, одной основной карбоновой кислоты В или ее соответствующего ангидрида соответствует массе одной или нескольких основных карбоновых кислот (кислоты) В или ее соответствующих ангидридов (ангидрида) изобретения.
В одном варианте соотношение в упомянутой композиции между массой упомянутого, по меньшей мере, одного органосилана А и массой упомянутой, по меньшей мере, одной основной карбоновой кислоты В или ее соответствующего ангидрида находится в диапазоне от 0,9 до 1,1. Вышеупомянутые границы включены в пределы данного диапазона.
В одном варианте по завершении стадии нагревания iii) прирост массы (г) для упомянутой подложки за счет сухого вещества упомянутой водной композиции является большим или равным 1%, предпочтительно большим или равным 3%, также предпочтительно меньшим или равным 20%, говоря конкретно, меньшим или равным 15%, говоря более конкретно, меньшим или равным 10%.
Прирост массы рассчитывают по отношению к массе подложки, например, текстильного элемента, после стадии iii), возможно после, по меньшей мере, одной стирки, за которой следует высушивание, и массе текстильного элемента до стадии i).
В одном варианте упомянутая подложка представляет собой текстильный элемент, включающий пряжу из полиэтилентерефталата, полипропилена, полиэтилена, полиамида 6-6, полиамида 6, полиамида 12, полиамида 4-6, полиакрилонитрила, полиакрила, продукта spandex, полиуретана, политриметилентерефталата (ПТТФ), полибутилентерефталата (ПБТФ) и их смесей, в частности, полиэтилентерефталата.
Во втором аспекте настоящее изобретение предлагает применение водной композиции из первого аспекта изобретения, содержащей, по меньшей мере, один органосилан А, содержащий, по меньшей мере, одну гидролизуемую группу, и, по меньшей мере, одну основную поликарбоновую кислоту В, содержащую, по меньшей мере, четыре кислотные карбоксильные группы -СООН, или ее соответствующий ангидрид, для придания подложке свойств абсорбирования запаха.
В выгодном случае соотношение между массой упомянутого, по меньшей мере, одного органосилана А и массой упомянутой, по меньшей мере, одной основной карбоновой кислоты В или ее соответствующего ангидрида в упомянутой композиции находится в диапазоне от 0,8 до 1,2.
В одном варианте упомянутую подложку изготавливают из одного или нескольких синтетических материалов, а органосилан А выбирают из эпокситриалкоксисиланов.
Различные реализации и определения, представленные выше для первого аспекта, независимо друг от друга равным образом относятся и к изобретению во втором аспекте.
В третьем аспекте настоящее изобретение предлагает подложку, например, текстильный элемент, полученную в результате осуществления описанного выше способа в любом из вариантов реализации, представленных при обращении к первому аспекту, характеризующуюся степенью уменьшения запаха, измеренной при использовании стандарта ISO 17299-3:2014 от марта 2014, озаглавленного «Textiles - determination of deodorant properties - Part 3: gas chromatography method», которая является большей или равной 65%.
В одном варианте упомянутая подложка представляет собой текстильный элемент, содержащий при расчете на массу по отношению к его совокупной массе, по меньшей мере, 15% волоконной штапельной пряжи и/или многоволоконной пряжи и/или волокон или слоя пеноматериала, образованных из одного или нескольких синтетических материалов, в частности, материалов, выбираемых из группы, включающей: полиэтилентерефталат; полипропилен; полиэтилен; полиамид 6-6; полиамид 6; полиамид 12; полиамид 4-6; полиакрилонитрил; полиакриловый материал; продукт spandex; полиуретан; политриметилентерефталат (ПТТФ); полибутилентерефталат (ПБТФ); и их смеси.
В одном варианте упомянутая подложка представляет собой текстильный элемент, содержащий при расчете на массу по отношению к его совокупной массе, по меньшей мере, 15 % волоконной штапельной пряжи и/или многоволоконной пряжи и/или волокон или слоя пеноматериала, образованных из одного или нескольких искусственных материалов, в частности, материалов, выбираемых из группы, включающей вискозу, модал, лиоцелл, купро, тенсель и их смеси.
Технические характеристики, представленные при обращении к первому, второму и третьему аспектам, могут быть объединены независимо друг от друга.
Подробное описание примеров
Настоящее изобретение может быть лучше понято после ознакомления с примерами, описанными ниже и упомянутыми неограничивающим образом.
Результаты испытаний от 1 до 12 и водные композиции представлены в таблице 1. Доли кислоты (кислот) В и органосилана А выражают в граммах при расчете на один литр (г/л).
В последних трех столбцах приведены степени уменьшения запаха, полученные, соответственно, по завершении одной, десяти и двадцати стирок. Данные степени измеряют при использовании стандарта ISO 172299-3:2014 от марта 2014, озаглавленного «Textiles - determination of deodorant properties - Part 3: gas chromatography method». Расчет степени уменьшения устанавливается в пункте 8 данного стандарта и соответствует разнице в виде средней площади поверхности для спектра, полученного при использовании водородного пламенно-ионизационного детектора (ПИД), для испытуемого газа в отсутствие текстильного элемента (Sb) за вычетом средней площади поверхности пика, полученного при использовании детектора ПИД, для испытуемого газа в присутствии текстильного элемента (Sm), при этом данная разница берется по отношению к площади поверхности Sb, а после этого умножается на 100. Таким образом, значения, которые являются отрицательными или нулевыми, указывают на отсутствие уменьшения для целевого газа. Целевой газ, использующийся в перечисленных ниже измерениях, представлял собой уксусную кислоту.
Необходимо заметить то, что вышеупомянутый стандарт ISO 17299-3:2014, датированный мартом 2014 года, предусматривает одну стирку до проведения измерений в отношении абсорбирования целевого газа.
Испытания от 1 до 11 проводили в отношении неокрашенных выстиранных тканей из полиэтилентерефталата (ПЭТФ); только испытание 10 проводили в отношении окрашенной ткани из полимера ПЭТФ.
Для испытаний от 1 до 8 ткани подвергали воздействию следующих далее способов: органосилан А, в частности, гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан (ГПТМС) смешивали с кислотой В, а после этого объем смеси подстраивали таким образом, чтобы получить 1 литр воды, предпочтительно деминерализованной воды, при температуре окружающей среды, в частности, при 30°С, например, в течение 60 минут на стадии i). После этого на стадии ii) образец ткани из полимера ПЭТФ подвергали воздействию первого прохода, во время которого образец ткани подвергают плюсованию, а после этого отжиманию (давление 4 бара при скорости перемещения 1 метр в минуту). Стадия ii), кроме того, включала второй проход, идентичный первому проходу. После этого образец ткани, импрегнированной при использовании водной композиции, подвергали воздействию стадии высушивания в течение 3 минут при 110°С со следующей далее стадией нагревания iii), во время которой образец ткани подвергали воздействию температуры 170°С в течение 5 минут. В зависимости от концентрации органосилана А и кислоты В и от вязкости водной композиции (которая может быть подстроена при использовании загустителей, например, на основе карбоксиметилцеллюлозы) достаточным может оказаться и один проход.
Испытание 9 отличается от испытаний от 1 до 8 тем, что оно включало только один проход на стадии ii) и не включало стадии высушивания.
Испытание 10 отличается от испытаний от 1 до 8 тем, что оно включало единственный проход на стадии ii), оно не включало стадии высушивания, и тем, что на стадии iii) температура составляла 190°С в течение 5 минут.
Испытание 11 отличается от испытаний от 1 до 9 тем, что оно включало только один проход на стадии ii), оно не включало стадии высушивания, и тем, что на стадии iii) температура составляла 190°С в течение 9 минут.
В испытаниях от 1 до 11 значение рН для водной композиции было большим или равным 1,5 и меньшим или равным 2,5.
Образцы подвергнутой обработке ткани подвергали, по меньшей мере, одной стирке.
Предпочтительно стирку проводили обычным образом в стиральной машине в течение, по меньшей мере, 15 минут, необязательно при использовании стирального порошка/жидкости для стирки.
Как это можно видеть после ознакомления с таблицей 1, при содержании водной композицией только органосилана А степень уменьшения была очень низкой после одной стирки и доходила вплоть до нуля после более, чем десяти стирок.
В случае содержания водной композицией только муравьиной кислоты, щавелевой кислоты или янтарной кислоты степени уменьшения были нулевыми или чрезвычайно низкими. В случае добавления в водную композицию лимонной кислоты, которая является трехосновной кислотой, степень уменьшения превышала 50 % после одной и десяти стирок, но была нулевой после двадцати стирок. Таким образом, покрытие, которое формируется, не является долговечным на текстильном элементе, который во время использования, в частности, при регулярных занятиях спортом, будет стираться много раз. Кроме того, согласно наблюдениям изобретателей при использовании обонятельных испытаний, проводимых комиссией из 12 «экспертов», они воспринимают уменьшение запаха при степени уменьшения, составляющей, по меньшей мере, 65 %; уменьшение явно воспринимается пользователями при уменьшении, большем, чем 80 %; а еще лучше при уменьшении, большем, чем 90%. Согласно наблюдениям, в частности, испытание 9 делает возможным уменьшение запахов настолько же эффективно, как и для текстильного элемента, образованного из хлопка, при уменьшении запахов, которое является намного лучшим в сопоставлении с тем, что наблюдали для ткани, образованной из сложного полиэфира, не подвергнутого обработке.
Таблица 1
Испы-тание
ГПТМС (г/л)
БТКК (г/л)
Муравь-иная кислота (85 %) (г/л)
Лимон-ная кислота (г/л)
Щаве-левая кислота (г/л)
Янтар-ная кислота (г/л)
Изме-ренная степень умень-шения запаха (%) после 1 стирки
Изме-ренная степень умень-шения запаха (%) после 10 стирок
Изме-ренная степень умень-шения запаха (%) после 20 стирок
1
40
40
-
-
-
-
85,07
68,3
66,75
2
20
-
-
-
-
-
19,24
- 3
-
3
40
-
40
-
-
-
- 3
28
- 2
4
40
-
20
-
-
-
0
31
40
5
40
-
60
-
-
-
2
3
- 2
6
40
-
20
31
-
-
58
58
2
7
40
-
20
-
-
40
37
54
20
8
40
-
20
-
15
-
11
23
27
9
40
40
-
-
-
-
93
90
72
10
60
60
-
-
-
-
68
94
94
11
40
40
-
-
-
-
58
87
84
Представленная ниже таблица 2 приводит степени уменьшения, полученные для водной композиции, содержащей 3-аминопропилтриэтоксисилан (АПТС) в качестве органосилана А. В таблице 2 степень уменьшения измеряли тем же самым образом, как и в таблице 1. При осуществлении способа изобретения испытание 12 отличается от испытаний от 1 до 8 только тем, что оно включало только один проход на стадии ii), тем, что органосилан А представлял собой соединение АПТС, и тем, что оно не включало стадии высушивания.
Полученная степень уменьшения была хорошей после первой стирки, однако, как это можно видеть, данная степень уменьшения резко уменьшалась после десяти стирок.
Таблица 2
Испытание
АПТС (г/л)
БТКК(г/л)
Измеренная степень уменьшения запаха (%) после 1 стирки
Измеренная степень уменьшения запаха (%) после 10 стирок
Измеренная степень уменьшения запаха (%) после 20 стирок
12
40
40
97
38
28
В заключение, таким образом, как это можно видеть исходя из результатов в таблицах 1 и 2, комбинация из органосилана А с поликарбоновой кислотой, содержащей, по меньшей мере, четыре карбоксильные группы -СООН, делает возможным достижение степеней уменьшения, больших, чем 80 % или фактически больших, чем 90 %, даже после десяти или двадцати стирок. Покрытие изобретения, полученное на текстильном элементе, используется для очень значимого уменьшения запахов таким образом, который ясно может восприниматься пользователем, при этом упомянутое покрытие остается эффективным даже после множества стирок, в частности, в случае покрытия на основе эпоксиорганосилана.
Измерение динамических характеристик транспортирования жидкости для ткани из сложного полиэфира (ПЭТФ), подвергнутой гидрофильной обработке, а после этого обработке при использовании способа изобретения
Данный способ заключается в расположении образца ткани из сложного полиэфира в промежутке между двумя датчиками влаги и осаждении капли жидкости на одной из лицевых поверхностей ткани, а после этого измерении скорости, с которой капля проходит через ткань. Капля жидкости характеризовалась проводимостью порядка 16 миллисименсов (мСм) (дистиллированная вода, смешанная с хлоридом натрия). Испытание проводили при температуре окружающей среды, в частности, при 20°С ± 2°С, и при относительной влажности 65% ± 4% при атмосферном давлении.
Подвергнутые испытанию ткани из сложного полиэфира подвергали обработке для придания им гидрофильности, где данная обработка является обычной и известной для специалистов в соответствующей области техники.
2
Контрольная ткань из сложного полиэфира, которую не подвергали обработке при использовании способа изобретения, характеризующаяся массой при расчете на один квадратный метр 130 г/м и толщиной 0,57 мм ± 1,75%, подвергалась, по меньшей мере, одной стирке и демонстрировала скорость прохождения для капли воды от одной лицевой поверхности ткани к другой 5,2 миллиметра в секунду (мм/сек) ± 22%.
2
Ткань из сложного полиэфира, подвергнутая обработке при использовании способа изобретения, (композиция из испытания 10), характеризующаяся массой при расчете на один квадратный метр 130 г/м и толщиной 0,57 мм ± 1,75%, и которая была подвергнута, по меньшей мере, одной стирке, продемонстрировала скорость перемещения для капли воды от одной лицевой поверхности ткани к другой 6,8 мм/сек ± 22%.
В выгодном случае способ изобретения, придающий характеристики абсорбирования запаха на подложке, не модифицирует ее первоначальных характеристик абсорбирования воды.
Таким образом, обработка изобретения не может рассматриваться в качестве эквивалента гидрофобной обработки, поскольку она не оказывает какого-либо отталкивающего воздействия в отношении воды.