IT202000031334A1

IT202000031334A1 - Processo per la tintura di fibre tessili cellulosiche comprendente l’uso di coloranti sintetici alimentari purificati

Info

Publication number: IT202000031334A1
Application number: IT102020000031334A
Authority: IT
Inventors: Nerio Bazzano; Giovanni Basso
Original assignee: Vebachem Srls; Tintoria Di Pollone Spa
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-06-18

Description

?PROCESSO PER LA TINTURA DI FIBRE TESSILI CELLULOSICHE COMPRENDENTE L?USO DI COLORANTI SINTETICI ALIMENTARI PURIFICATI?

CAMPO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione riguarda in generale il settore dei metodi e processi per il trattamento di prodotti e/o articoli tessili, e pi? in particolare riguarda un processo di tintoria tessile di fibre cellulosiche (filati e tessuti da questi derivati) in cui si usano coloranti sintetici purificati gi? oggi impiegati nell?industria alimentare cos? come in quella farmaceutica.

STATO DELLA TECNICA

La tintura di filati e articoli tessili in generale ? una pratica di origini antichissime. Il numero di processi sviluppati allo scopo di colorare tessuti ? elevatissimo, e i dettagli di ogni processo dipendono dal tipo di filato, dal colorante, e anche dall?area geografica nel caso di processi tipici delle tradizioni locali.

Le fibre tessili sono essenzialmente di due tipologie, fibre naturali e sintetiche; le fibre naturali possono essere a loro volta suddivise in fibre di origine vegetale (cotone, lino, canapa, ?) e animale (principalmente lana e seta). A seconda del tipo di fibre, e in particolare della composizione chimica delle stesse, variano i tipi di processi di tintura che ? possibile applicare, il livello di produzione del tessuto in cui ? possibile realizzare la tintura, e anche i risultati ottenuti.

Le fibre vegetali sono costituite essenzialmente da cellulosa, che ? in forma quasi pura nel cotone e mescolata a componenti quali lignina e pectina in altre fibre. La colorazione di fibre di cellulosa ? relativamente semplice, in particolare quando le fibre (libere o gi? tessute) vengono sottoposte al processo preparatorio noto come ?mercerizzazione?, che consiste in un trattamento delle fibre con una soluzione caustica (carbonato di sodio o, pi? comunemente, idrossido di sodio).

Le modalit? e i composti con cui possono essere colorate le fibre tessili sono differenti da fibra a fibra. Infatti, a seconda della natura chimica della fibra, cambiano i tipi di legami chimici da formare tra la superficie di questa e la molecola del colorante, e in maniera analoga possono cambiare i processi chimici e i coadiuvanti di questi processi (fissatori, mordenti, ?).

Per quanto riguarda i coloranti impiegati nel settore della tintoria tessile, questi appartengono ad un?ampia gamma di composti che spesso sono composti chimici nocivi e pericolosi, e possono creare problemi seri e non facilmente risolvibili di inquinamento ambientale nelle zone in cui sono installati gli impianti di tintoria tessile che li utilizzano.

Ne consegue che questi coloranti, cos? come i residui e gli scarti delle lavorazioni tessili che li contengono, devono normalmente essere trattati e smaltiti secondo procedure opportune dopo il loro impiego, con conseguenti rilevanti aumenti di costo del processo. Parimenti avvertita ? l?esigenza che i coloranti impiegati nel settore tessile siano anche atossici e non irritanti, per evitare che i prodotti e gli articoli tessili tinti, una volta indossati, possano creare problemi di sensibilizzazione o irritazione della pelle, oppure effetti secondari da accumulo in caso di assorbimento tramite la pelle stessa.

Per rispondere a queste esigenze di sicurezza ed ecosostenibilit?, negli ultimi anni sono stati stabiliti accordi e definiti standard a livello globale che fissano limiti all?impiego di sostanze inquinanti, tossiche o cancerogene. Tra questi standard i pi? importanti sono il GB 18401-2010 (in vigore dal 2012), che fissa i limiti minimi di fastness, e il Global Organic Textile Standard 5.0 del 2017 (GOTS 5.0) e il programma ZDHC (Zero Discharge of Hazardous Chemicals) che fissano i valori massimi di alcuni componenti che possono essere usati nel processo (in particolare formaldeide, ammine aromatiche derivate da azocoloranti, metalli pesanti e alchilfenoli etossilati, indicati nel settore tessile con l?abbreviazione APEO).

Queste considerazioni limitano la libert? di scelta di coloranti e coadiuvanti di processo per ogni specifica applicazione tessile.

L?esigenza di una maggiore sostenibilit? ambientale e di una significativa riduzione degli attuali rilevanti costi di trattamento e smaltimento delle sostanze coloranti inquinanti ? particolarmente avvertita nel settore della tintura delle fibre cellulosiche (in forma di filati, di tessuti, o di articoli di abbigliamento finiti) in considerazione dell?importanza che questa riveste nell?industria tessile.

In considerazione delle esigenze sopra ricordate, negli ultimi anni il mondo della tintoria tessile si ? rivolto alla valutazione dell?impiego di sostanze coloranti di origine naturale.

La tintura di fibre tessili con coloranti naturali ? oggetto di varie pubblicazioni brevettuali. Quasi tutti i processi di colorazione con coloranti naturali usano mordenti a base di metalli, che possono dare luogo a fenomeni di sensibilizzazione in seguito a contatto prolungato con la pelle.

Nessuno dei processi ? in grado di soddisfare i recenti standard sopra citati cio? GOTS 5.0, GB 18401-2010 e ZDHC.

Scopo della presente invenzione ? di mettere a disposizione un processo tintoriale per la colorazione di fibre cellulosiche, attraverso l?impiego di sostanze coloranti di origine sintetica per uso alimentare purificati, che dia luogo a risultati applicabili nell?industria tessile. Questi coloranti rispondono alle stringenti caratteristiche normative stabilite da autorit? statali o sovranazionali, come la FDA negli USA e l?Autorit? Europea per la Sicurezza dei Cibi in Europa, in quest?ultimo caso tramite la ?Direttiva Colore? 94/36/EC; ne consegue quindi che gli stessi non hanno problemi a superare i limiti dei coloranti della tecnica nota dal punto di vista dell?ecosostenibilit? riducendo i rischi di inquinamento presentati dai trattamenti di tintoria noti (e i costi di impianto necessari per evitare tali rischi), fornendo un manufatto atossico e anallergico sia a contatto con la pelle che con la saliva e soddisfacendo le richieste di fastness del mercato, un insieme di risultati che fino ad oggi non si era riuscito ad ottenere n? con i coloranti naturali n? con quelli alimentari sintetici.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE

I suddetti scopi vengono raggiunti nella presente invenzione con un processo per la tintura di un materiale, prodotto o articolo tessile costituito da fibre cellulosiche, comprendente un?operazione di cationizzazione di detto materiale, prodotto o articolo tessile con una poliammina, un?operazione di tintura di detto materiale, prodotto o articolo tessile con un composto colorante sintetico approvato per l?uso nell?industria alimentare in presenza di un regolatore di acidit? scelto tra acido citrico e acido tartarico, e un?operazione di fissazione del colore con una poliammina.

Pi? in dettaglio, l?invenzione riguarda un processo per la tintura di un materiale, prodotto o articolo tessile costituito da fibre cellulosiche, che comprende i seguenti passaggi:

1) formare un primo bagno, avente una temperatura compresa tra 20 e 30 ?C, comprendente acqua, un componente imbibente e un prodotto cationizzante, e immergere detto materiale, prodotto o articolo tessile nel primo bagno;

2) portare il primo bagno ad una temperatura compresa tra 80 ?C e 110 ?C in un periodo di tempo compreso tra 45 e 90 minuti, mantenere questa temperatura per un tempo compreso tra 60 e 90 minuti, infine abbassare la temperatura a 70 ?C e scaricare il bagno;

3) immergere il materiale, prodotto o articolo tessile proveniente dal passaggio 2), in una macchina, in un secondo bagno ad una temperatura compresa tra 20 ?C e 30 ?C, detto secondo bagno comprendente acqua, un componente imbibente, un componente egualizzante, un regolatore di acidit? scelto tra acido citrico e acido tartarico ed opzionalmente solfato sodico e lasciare a riposo per 5-15 minuti;

4) formare un bagno di tintura aggiungendo al secondo bagno uno o pi? composti coloranti sintetici approvati per l?uso nell?industria alimentare, portare il bagno di tintura ad una temperatura compresa tra 80 ?C e 120 ?C in un tempo compreso tra 50 e 80 minuti, lasciarlo a questa temperatura per un tempo compreso tra 30 e 90 minuti, e infine raffreddare il bagno di tintura ad una temperatura compresa tra 60 ?C e 80 ?C in un tempo compreso tra 10 e 30 minuti;

5) sottoporre il materiale, prodotto o articolo tessile tinto nel passaggio 4) ad almeno un lavaggio con acqua nella stessa macchina a freddo per un tempo compreso tra 5 e 15 minuti e scaricare il bagno;

6) sottoporre il materiale, prodotto o articolo tessile proveniente dal passaggio 5) ad un trattamento di fissaggio del colore ad una temperatura compresa tra 20 ?C e 60 ?C, per un tempo compreso tra 5 e 30 minuti, e ad un pH compreso tra 4,5 e 6,5, in un bagno contenente un componente fissante in percentuale compresa tra 1% e 6% rispetto al peso iniziale del materiale, prodotto o articolo tessile;

7) scaricare il bagno del passaggio 6) e sottoporre il materiale, prodotto o articolo tessile ad asciugatura.

Forme particolari di realizzazione del processo di tintura tessile, conformi alla presente invenzione, sono inoltre definite dalle rivendicazioni dipendenti.

In un suo secondo aspetto l?invenzione riguarda le fibre tessili tinte con il processo sopra descritto.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

- la Fig. 1a riproduce un diagramma temporale che rappresenta in modo schematico la prima fase di un caratteristico processo di tintoria tessile dell?invenzione, in cui le fibre cellulosiche vengono cationizzate per prepararle alla tintura;

- la Fig. 1b riproduce un diagramma temporale che rappresenta in modo schematico la seconda fase di un caratteristico processo di tintoria tessile dell?invenzione, in cui le fibre cellulosiche vengono tinte; e

- la Fig. 1c riproduce un diagramma temporale che rappresenta in modo schematico la terza fase di un caratteristico processo di tintoria tessile dell?invenzione, in cui viene fissato il colore delle fibre cellulosiche.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE

Nella descrizione che segue del processo di tintoria tessile dell?invenzione, il riferimento ad una rispettiva e specifica forma di realizzazione e/o applicazione non esclude che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritta in relazione a tale forma di realizzazione ed applicazione possa essere inclusa anche in altre forme di realizzazione ed applicazione del processo, nelle quali per ragioni di sintesi essa non ? stata descritta. Ci? implica che particolari configurazioni e/o caratteristiche del processo di tintoria dell?invenzione possono essere combinate in ogni modo adeguato e coerente in una o pi? forme di realizzazione ed applicazione.

Il processo dell?invenzione si applica a fibre tessili formate da fibre cellulosiche.

Nel resto del testo e delle rivendicazioni si adottano le seguenti convenzioni e definizioni:

- con ?colorante alimentare sintetico? si intende un composto realizzato attraverso sintesi chimica, e normalmente impiegato nell?industria alimentare per colorare cibi e bevande;

- con ?prodotto tessile? si intende una fibra tessile di origine vegetale o qualunque articolo realizzato con detta fibra, quindi la fibra libera in fiocco, la fibra in filato, un tessuto realizzato col filato, o un capo d?abbigliamento finito realizzato detto filato o tessuto;

- con la dicitura ?immergere? si intendono sia la possibilit? che il prodotto tessile sia aggiunto ad un bagno gi? formato, sia la possibilit? che al prodotto tessile gi? presente in un contenitore vengano aggiunti acqua e i componenti necessari per lo specifico bagno (o anche la possibilit? intermedia che il prodotto tessile sia aggiunto a sola acqua, e all?acqua si aggiungano di seguito gli ulteriori componenti necessari per lo specifico bagno);

- tutte le percentuali dei vari componenti impiegati nel processo sono da intendersi in peso relativamente al peso iniziale del prodotto tessile da colorare quando non diversamente indicato;

- infine, di tutti i composti, componenti e prodotti impiegati nel processo dell?invenzione verranno dati il nome chimico esatto e/o quello commerciale; inoltre, al fine di fornire una informazione che sia il pi? possibile completa e precisa, dei composti componenti e prodotti impiegati viene indicato anche il numero di registro CAS (Chemical Abstract Service).

Il processo di tintura tessile dell?invenzione comprende una prima fase, indicata nel seguito anche come fase BC, nella quale il prodotto tessile da tingere ? immerso e trattato in un bagno di cationizzazione, una seconda fase indicata anche nel seguito come fase BT, nella quale il prodotto tessile da tingere ? immerso e trattato in un bagno di tintura, e una terza fase, indicata nel seguito anche come fase TF, nella quale il prodotto tessile ? soggetto a un trattamento di finissaggio. Il bagno del processo ? a base acqua, cio? la fase liquida in cui ? immerso il prodotto tessile e in cui sono disciolti i composti, componenti e prodotti impiegati che svolgono le funzioni delle varie fasi (detergenti, imbibenti, coloranti, ...) ? acqua.

Tutti i passaggi del processo dell?invenzione, a parte eventualmente l?ultimo, si svolgono sotto agitazione. I composti, componenti e prodotti impiegati nel processo vengono generalmente disciolti in acqua in un serbatoio separato ed inviati alla macchina di tintura tramite una pompa di circolazione che mantiene in agitazione il bagno durante tutto il processo.

Tutte le fasi del processo avvengono in acqua, con rapporto in peso tra l?acqua e il prodotto tessile da tingere che pu? variare tra 10:1 e 40:1; queste quantit? di acqua sono sufficienti a solubilizzare completamente tutti i composti, componenti e prodotti chimici (detergenti, imbibenti, coloranti, ...) impiegati nel processo.

Il processo inizia con la cationizzazione (fase BC) del prodotto tessile.

Nel passaggio 1) viene formato un primo bagno ad una temperatura compresa tra 20 e 30 ?C, a cui vengono aggiunti un componente imbibente e un prodotto cationizzante. Il prodotto tessile pu? essere presente nell?acqua fin dall?inizio, o essere aggiunto dopo la formazione del bagno.

Il componente imbibente e il prodotto cationizzante hanno la funzione di predisporre il prodotto tessile ad essere tinto con i coloranti alimentari sintetici.

In particolare, il componente imbibente ha la funzione di disaerare il prodotto tessile, e pu? essere per esempio polietilenglicole-10 propil etere (formula generale (C2H4O)nC10H22O, CAS n. 160875-66-1), distillato di petrolio (CAS n.

64742-47-8), etossilati di alcoli undecilici (CAS n. 127036-24-2) o una miscela di 2-metil-3(2H)-isotiazolone e 5-cloro-2-metil-3(2H)-isotiazolone (CAS n. 55965-84-9). Questo componente viene impiegato in quantit? compresa tra 1% e 3% in peso rispetto al prodotto tessile.

Il prodotto cationizzante ha la funzione di rendere tingibile il prodotto tessile con i coloranti alimentari sintetici. I prodotti cationizzanti contengono generalmente miscele di poliammine differenti, per esempio miscele di copolimeri di diverse allilalmmine (per esempio, diallilammina, N-metil-diallilammina o simili) con condensati tra epialoidrine (principalmente epicloridrina) e una polialchilenepoliammina. Il prodotto cationizzante viene impiegato in quantit? compresa tra 4% e 6% in peso rispetto al prodotto tessile.

Una volta aggiunti al primo bagno questi componenti e aver fatto circolare il bagno per 10 minuti, nel passaggio 2) questo bagno viene portato a una temperatura compresa tra 80 ?C e 110 ?C in un tempo compreso tra 45 e 90 minuti, mantenuto a questa temperatura per un tempo compreso tra 60 e 90 minuti, dopo di che il bagno viene fatto raffreddare a 70 ?C, operazione che generalmente richiede circa 15-20 minuti, e infine scaricato. Alla fine della fase BC e prima della realizzazione della fase BT ? possibile, ma non necessario, effettuare uno o due lavaggi del prodotto tessile.

La fase BC del processo, costituita dai passaggi 1) e 2), ha una durata complessiva compresa tra 130 e 210 minuti, a cui possono aggiungersi tra 20 e 40 minuti nel caso si effettuino uno o due lavaggi del prodotto tessile.

Di seguito viene eseguita la fase BT del processo, costituita dai passaggi 3) e 4), in cui il prodotto tessile viene tinto.

Nel passaggio 3) viene formato un secondo bagno, a temperatura compresa tra 20 e 30 ?C, aggiungendo ad acqua almeno un componente imbibente, un componente egualizzante e un regolatore di acidit?.

Il componente imbibente ha la funzione di disaerare il prodotto tessile e pu? essere per esempio polietilenglicole-10 propil etere (formula generale (C2H4O)nC10H22O, CAS n. 160875-66-1), distillato di petrolio (CAS n. 64742-47-8), etossilati di alcoli undecilici (CAS n. 127036-24-2) o una miscela di 2-metil-3(2H)-isotiazolone e 5-cloro-2-metil-3(2H)-isotiazolone (CAS n. 55965-84-9).

Il componente egualizzante ha la funzione di egualizzare le caratteristiche del prodotto tessile in modo da predisporlo per essere tinto in modo omogeneo. Il componente egualizzante pu? essere per esempio ammine da sego polietossilate (CAS n. 61791-26-2), sali quaternari di ammine da sego polietossilate con dietilsolfato (CAS n. 68071-95-4) o una miscela di alcoli insaturi C16-C18 etossilati (CAS n. 68920-66-1).

Il regolatore di acidit? ? scelto tra acido citrico (CAS n. 77-92-9) e acido tartarico (CAS n. 87-69-4), e ha la funzione di mantenere il pH costante durante il trattamento.

La seguente tabella riassume le sostanze che vengono aggiunte nel passaggio 3) nel secondo bagno, e riporta le percentuali indicative di queste sostanze nel bagno rispetto al peso di prodotto tessile da tingere:

Il passaggio 3) del processo ha una durata compresa tra 5 e 15 minuti.

Nel successivo passaggio 4), secondo una caratteristica saliente del processo di tintura dell?invenzione, al secondo bagno si aggiungono uno pi? coloranti alimentari sintetici purificati, formando un bagno di tintura. I composti coloranti sintetici per uso alimentare che possono essere impiegati nell?invenzione sono riportati nella tabella seguente, in cui per ogni composto vengono indicati un nome chimico o commerciale, il numero di CAS, il codice con cui questo viene designato nell?Unione Europea e il colore che il composto impartisce al prodotto tessile:

Ognuno di questi composti coloranti pu? essere impiegato da solo, oppure ? possibile usare una miscela di due o pi? di questi composti per ottenere particolari nuance di colore; sia nel caso di singolo composto che nel caso di miscela di due o pi? di questi composti coloranti, la percentuale di questo componente nel bagno di tintura pu? variare tra 0,001% e 6%. All?interno di questo intervallo, la quantit? effettiva da impiegare pu? essere determinata usando metodologie e tecniche note agli addetti del settore, in funzione del risultato desiderato (per esempio, dell?intensit? di colore o del tono da ottenere).

Ad esempio ? possibile, tramite una usuale macchina di tintoria tessile per laboratorio, preparare una pluralit? di ricette, ovvero una pluralit? di bagni di tintura aventi percentuali differenti, anche di poco, di un colorante alimentare sintetico e in seguito testarle per verificare il loro reale effetto sul prodotto tessile da tingere, al fine di selezionare la ricetta ovvero il bagno di tintura con la percentuale di composto colorante sintetico alimentare che fornisce il risultato migliore per quanto riguarda la tintura del prodotto tessile.

Un altro componente caratterizzante del processo dell?invenzione ? il regolatore di acidit?, che come detto ? scelto tra acido citrico e acido tartarico; gli inventori hanno osservato che l?impiego di uno di questi regolatori di acidit?, o di una loro miscela, consente di ottenere risultati di fastness del colore non raggiunti con i processi noti che impiegano coloranti alimentari. Il regolatore di acidit? pu? essere impiegato in quantit? che variano entro ampi margini, dal 2 al 50%. Gli inventori hanno osservato che, all?interno di questo intervallo, ? opportuno impiegare quantit? di regolatore di acidit? maggiori quando si devono ottenere toni pi? scuri, mentre per toni pi? chiari sono sufficienti quantit? relativamente basse in detto intervallo.

Contestualmente all?immissione del colorante alimentare sintetico nella percentuale voluta nel bagno di tintura, la temperatura di quest?ultimo viene progressivamente incrementata, in un tempo compreso tra 50 e 80 minuti, preferibilmente 70 minuti, dalla temperatura iniziale, per esempio 30 ?C, ad una temperatura compresa tra 80 e 120 ?C, preferibilmente di circa 100 ?C. Dopo il raggiungimento della temperatura desiderata, il bagno viene lasciato a questa temperatura per un tempo compreso tra 30 e 90 minuti, preferibilmente 60 minuti, e infine viene fatto raffreddare ad una temperatura compresa tra 60 e 80 ?C, preferibilmente a 70 ?C; il raffreddamento richiede in genere un tempo compreso tra 10 e 30 minuti, tipicamente circa 15 minuti.

Dopo essere stato trattato e tinto nel bagno di tintura, il prodotto tessile ? sottoposto a un trattamento di finissaggio, indicato nel complesso come fase TF, comprendente vari passaggi ed interventi. Questa fase pu? essere iniziata immediatamente dopo la conclusione della fase BT o in seguito.

In particolare, dopo aver raggiunto con il raffreddamento 70 ?C del bagno di tintura, nel passaggio 5) si esegue un lavaggio in continuo con acqua fredda del prodotto tessile tinto. Questo lavaggio viene realizzato, a freddo, preferibilmente nella stessa macchina in cui ? avvenuta la tintura per un tempo compreso tra 5 e 15 minuti, preferibilmente per 10 minuti; il lavaggio viene preferibilmente effettuato col metodo di ?troppo pieno? (overflow). Il bagno di lavaggio viene di seguito scaricato dalla macchina.

Opzionalmente, in particolare nel caso di prodotti tessili tinti con colori scuri, il prodotto tessile pu? essere sottoposto, in un passaggio 5?), ad un secondo lavaggio, preferibilmente nella stessa macchina e con le stesse modalit? del primo lavaggio; questo secondo lavaggio avviene in acqua sempre fredda, per un tempo compreso tra 2 e 10 minuti, preferibilmente per 5 minuti.

Nel passaggio 6) del processo dell?invenzione, il prodotto tessile tinto viene sottoposto ad un trattamento di fissaggio del colore. Questo trattamento consiste nell?immergere il prodotto tessile (nella stessa macchina dei bagni di lavaggio o in un?altra macchina) in un bagno contenente un componente fissante in percentuale compresa tra 1% e 6% in peso rispetto al prodotto tessile iniziale, ad una temperatura compresa tra 20 e 60 ?C, preferibilmente a 40 ?C, per un tempo compreso tra 5 e 30 minuti, preferibilmente 20 minuti, ad un pH compreso tra 4,5 e 6,5, preferibilmente 5,5. Questo trattamento ha la funzione di incrementare la solidit? ad umido, la resistenza del prodotto tessile al ?pilling? (cio? la formazione di peluria e palline di fibra del filato), e conferire anche idrorepellenza al prodotto tessile finale. In alternativa, il componente fissante pu? essere applicato ?a foulard? (impregnazione seguita da spremitura e asciugatura) nel caso in cui il prodotto tessile sia un tessuto; o tramite distribuzione a spruzzo, particolarmente indicata quando il prodotto tessile da trattare ? un capo d?abbigliamento gi? finito.

Come componenti fissanti si possono usare soluzioni acquose di poliammine, che negli anni ?90 hanno sostituito allo scopo la formaldeide data la pericolosit? di questo composto. Queste soluzioni contengono generalmente miscele di poliammine differenti, per esempio miscele di copolimeri di diverse allilalmmine (per esempio, diallilammina, N-metil-diallilammina o simili) con condensati tra di epialoidrine (principalmente epicloridrina) e una polialchilenepoliammina. Soluzioni di poliammine (o prodotti concentrati per la loro preparazione) utili per il fissaggio del colore in processi di tintura tessile sono ampliamente disponibili in commercio.

In alternativa, come componente fissante ? possibile impiegare una sospensione di silice in acqua (formando un gel di silice diluito). Questa sospensione pu? essere formata disperdendo in acqua il prodotto noto come ?silice nanometrica?, ?silice colloidale? o ?fumed silica?; questa forma di silice ? di ampia disponibilit? commerciale. La concentrazione della sospensione di silice in acqua pu? avere una concentrazione in silice compresa tra 2 e 10% in peso, preferibilmente di circa 5% in peso (in questo caso la percentuale in peso ? da intendersi sulla sospensione stessa, cio? rispetto al peso di acqua e silice, e non sul peso del prodotto tessile asciutto).

Gli inventori hanno osservato che l?impiego della sospensione di silice, oltre a migliorare il fissaggio del colore, consente di ottenere anche alcuni effetti accessori molto importanti nel settore tessile, perch? aumenta la resistenza alle macchie del tessuto e lo rende antibatterico e pi? resistente all?usura (diminuzione del fenomeno di pilling).

Sia le soluzioni acquose di poliammine sopra descritte, sia la sospensione di silice, possono essere eventualmente additivate di glicole dietilenico (CAS 111-46-6). Come fissante ? anche possibile impiegare una miscela di un prodotto di tipo poliamminico e di una sospensione di silice, anche in questo caso con la possibile aggiunta di glicole dietilenico.

Alla fine del trattamento di fissaggio, nel passaggio 7) del processo il bagno viene scaricato e il prodotto tessile viene inviato all?asciugatura in vista di eventuali trattamenti successivi.

Le Figure 1a, 1b e 1c rappresentano diagrammi temporali che mostrano in forma schematica, i profili tempo/temperatura rispettivamente della fase BC, della fase BT e della fase TF di un tipico processo tintoriale secondo l?invenzione, che viene riportato a titolo di esempio. Come mostrato nelle figure, il processo consiste di una prima fase BC (in cui il prodotto tessile viene cationizzato, Fig. 1a), una seconda fase BT (in cui il prodotto tessile viene colorato, Fig. 1b) ed una terza fase TF (trattamenti di finissaggio, in cui il colore viene fissato, Fig. 1c). I passaggi del processo vengono indicati col numero corrispondente nella parte bassa del diagramma (vicino all?asse dei tempi).

Nel processo dell?esempio, la fase BC di cationizzazione del prodotto tessile (Fig. 1a) ha una durata complessiva di 145 minuti e comprende il passaggio 1), effettuato ad una temperatura di 30 ?C per 10 minuti, e il passaggio 2) che comprende una rampa di riscaldamento da 30 ?C a 110 ?C in 60 minuti, il mantenimento del bagno a 110 ?C per 60 minuti, e il raffreddamento a 70 ?C in 15 minuti. La fase BT di tintura del prodotto tessile (Fig. 1b) comprende il passaggio 3) (aggiunta di un imbibente, un egualizzante e un regolatore di acidit?) effettuato a 30 ?C, con una durata di 5 minuti, e il passaggio 4) di tintura vero e proprio, che inizia con l?aggiunta al bagno del colorante scelto, e comprende una prima parte di incremento della temperatura da 30 ?C a 110 ?C in 70 minuti, la permanenza del bagno contenente il prodotto tessile a 110 ?C per 60 minuti, il raffreddamento da 110 ?C a 70 ?C in 15 minuti, seguito dal raffreddamento a temperature intorno alla T ambiente (rappresentato dalla linea curva tratteggiata in figura). Infine, la fase TF del processo comprende il passaggio 5) (primo lavaggio) effettuato a 40 ?C per un tempo di 10 minuti, seguito da un passaggio 5?) (secondo lavaggio) effettuato a 30 ?C per 5 minuti, e successivamente dal passaggio 6) di fissaggio del colore, che viene condotto a 40 ?C per 20 minuti. Il passaggio 7) (scarico del prodotto tessile finito dall?ultimo bagno e operazioni successive) non ha una temperatura ed una durata precise.

Non esiste una relazione temporale fissa tra la fine della fase BT e l?inizio della fase TF del processo: quest?ultima fase potrebbe essere iniziata immediatamente dopo la conclusione della fase BT, o dopo un tempo di riposo seguente alla fase BT.

Come detto, quello rappresentato nelle Figure 1a, 1b e 1c ? solo un possibile esempio di processo dell?invenzione; come risulter? evidente al tecnico del settore, ognuno dei passaggi e delle fasi rappresentati in figura potrebbero essere condotti ad una temperatura o per una durata di tempo differenti da quelle indicate in figura, purch? queste temperature e durate rientrino negli intervalli riportati in precedenza; in particolare, rimanendo all?interno di detti intervalli, ognuno dei passaggi e delle fasi del processo avr? in generale una durata inferiore quanto maggiore ? la temperatura a cui ? condotta, e viceversa.

Il processo dell?invenzione pu? ammettere anche altre varianti, modifiche e miglioramenti rispetto a quanto fin qui descritto ed illustrato.

Ad esempio, salvo restando l?uso di un colorante sintetico purificato gi? utilizzato nel settore alimentare e di un acido scelto tra acido citrico e acido tartarico come regolatore di pH (caratteristiche salienti dell?invenzione), gli altri composti, componenti e prodotti inclusi nel bagno di tintura o quelli utilizzati nel trattamento di finissaggio TF del prodotto tessile potranno variare rispetto a quelli prima descritti, in funzione di specifiche caratteristiche che il prodotto tessile, una volta tinto, deve soddisfare.

Commenti

Il nuovo processo tintoriale tessile dell?invenzione, che impiega una poliammina che rende tingibile il prodotto tessile con coloranti sintetici purificati approvati per l?industria alimentare e come regolatori di acidit? gli acidi citrico e tartarico, anch?essi di ampio utilizzo nell?industria alimentare, consente di raggiungere pienamente gli scopi prefissati e in particolare mette a disposizione sia un nuovo innovativo processo di tintura tessile capace di eliminare tutti gli effetti negativi connessi all?uso, nella tintoria tessile convenzionale, di coloranti sintetici e naturali, sia anche un uso nuovo e innovativo dei coloranti purificati di origine sintetica che sono usualmente ed attualmente impiegati nell?industria alimentare.

Questo processo offre una serie di rilevanti e unici vantaggi, alcuni dei quali gi? in precedenza illustrati, fra i quali si possono ricordare i seguenti:

- i coloranti impiegati nel processo di tintura tessile, essendo sintetici ma purificati, non presentano alcuna tossicit? o nocivit? verso gli operatori e gli addetti che gestiscono i processi e gli impianti di tintura tessile in cui questi coloranti sono impiegati;

- in particolare, i coloranti sintetici purificati utilizzati sono esenti da metalli, non contengono sostanze allergene, non sono mutageni, e le rispettive polveri non contengono alcun tipo di ammine libere o altre sostanze nocive alla salute degli operatori che devono maneggiare questi coloranti; - il processo consente una significativa riduzione dei costi per trattare e smaltire i residui e gli scarti prodotti dalla tintoria tessile, essendo i coloranti impiegati privi di sostanze inquinanti;

- si hanno migliori e pi? salutari condizioni di lavoro negli impianti di tintoria tessile.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Processo per la tintura di un materiale, prodotto o articolo tessile costituito da fibre cellulosiche, detto processo comprendente un?operazione di cationizzazione di detto materiale, prodotto o articolo tessile con una poliammina, un?operazione di tintura di detto materiale, prodotto o articolo tessile con un composto colorante sintetico approvato per l?uso nell?industria alimentare in presenza di un regolatore di acidit? scelto tra acido citrico e acido tartarico, e un?operazione di fissazione del colore con una poliammina.
2. Processo secondo la rivendicazione 1, che comprende i seguenti passaggi: 1) formare un primo bagno, avente una temperatura compresa tra 20 e 30 ?C, comprendente acqua, un componente imbibente e un prodotto cationizzante, e immergere detto materiale, prodotto o articolo tessile nel primo bagno; 2) portare il primo bagno ad una temperatura compresa tra 80 ?C e 110 ?C in un periodo di tempo compreso tra 45 e 90 minuti, mantenere questa temperatura per un tempo compreso tra 60 e 90 minuti, infine abbassare la temperatura a 70 ?C e scaricare il bagno; 3) immergere il materiale, prodotto o articolo tessile proveniente dal passaggio 2), in una macchina, in un secondo bagno ad una temperatura compresa tra 20 ?C e 30 ?C, detto secondo bagno comprendente acqua, un componente imbibente, un componente egualizzante, un regolatore di acidit? scelto tra acido citrico e acido tartarico ed opzionalmente solfato sodico e lasciare a riposo per 5-15 minuti; 4) formare un bagno di tintura aggiungendo al secondo bagno uno o pi? composti coloranti sintetici approvati per l?uso nell?industria alimentare, portare il bagno di tintura ad una temperatura compresa tra 80 ?C e 120 ?C in un tempo compreso tra 50 e 80 minuti, lasciarlo a questa temperatura per un tempo compreso tra 30 e 90 minuti, e infine raffreddare il bagno di tintura ad una temperatura compresa tra 60 ?C e 80 ?C in un tempo compreso tra 10 e 30 minuti; 5) sottoporre il materiale, prodotto o articolo tessile tinto nel passaggio 4) ad almeno un lavaggio con acqua nella stessa macchina a freddo per un tempo compreso tra 5 e 15 minuti e scaricare il bagno; 6) sottoporre il materiale, prodotto o articolo tessile proveniente dal passaggio 5) ad un trattamento di fissaggio del colore ad una temperatura compresa tra 20 ?C e 60 ?C, per un tempo compreso tra 5 e 30 minuti, e ad un pH compreso tra 4,5 e 6,5, in un bagno contenente un componente fissante in percentuale compresa tra 1% e 6% rispetto al peso iniziale del materiale, prodotto o articolo tessile; 7) scaricare il bagno del passaggio 6) e sottoporre il materiale, prodotto o articolo tessile ad asciugatura.
3. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui: - detto componente imbibente ? scelto tra polietilenglicole-10 propil etere ((C2H4O)nC10H22O, CAS n. 160875-66-1), distillato di petrolio (CAS n. 64742-47-8), etossilati di alcoli undecilici (CAS n. 127036-24-2) e una miscela di 2-metil-3(2H)-isotiazolone e 5-cloro-2-metil-3(2H)-isotiazolone (CAS n. 55965-84-9); - detto prodotto cationizzante ? scelto tra miscele di copolimeri di diverse allilalmmine con condensati tra epialoidrine e una polialchilenepoliammina; - detto componente egualizzante ? scelto tra ammine da sego polietossilate (CAS n. 61791-26-2), sali quaternari di ammine da sego polietossilate con dietilsolfato (CAS n. 68071-95-4) e una miscela di alcoli insaturi C16-C18 etossilati (CAS n. 68920-66-1); e - detto regolatore di acidit? ? scelto tra acido citrico (CAS n. 77-92-2) e acido tartarico (CAS n. 87-69-4).
4. Processo secondo la rivendicazione 3 in cui vengono impiegati, in percentuale in peso rispetto al peso di detto materiale, prodotto o articolo tessile, 1% di detto componente imbibente, tra 1% e 2% di detto componente egualizzante e tra 2 e 50% di detto regolatore di acidit?.
5. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti uno o pi? composti coloranti sintetici approvati per l?uso nell?industria alimentare sono scelti tra quelli della seguente tabella:
6. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti uno o pi? composti coloranti sintetici approvati per l?uso nell?industria alimentare sono impiegati in quantit? compresa tra 0,001% e 6% del peso del materiale, prodotto o articolo tessile.
7. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il componente fissante impiegato nel passaggio 6) ? scelto tra una soluzione acquosa di poliammine, una sospensione di silice in acqua a concentrazione compresa tra 2% e 10% in peso, e una loro miscela.
8. Processo secondo la rivendicazione 7, in cui detta sospensione di silice in acqua ha concentrazione pari a 5% in peso.
9. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni 7 o 8, in cui il componente fissante contiene inoltre glicole dietilenico.
10. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto passaggio 6) viene realizzato tramite immersione di detto materiale, prodotto o articolo tessile nel bagno contenente il componente fissante, oppure con tecnica ?a foulard? quando detto materiale, prodotto o articolo tessile ? un tessuto, oppure con tecnica a spruzzo quando detto materiale, prodotto o articolo tessile ? un capo d?abbigliamento finito.
11. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale, prodotto o articolo tessile ? costituito da fibre cellulosiche.
12. Materiale, prodotto o articolo tessile costituito da fibre cellulosiche, tinto con il processo tessile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11.