WO2003076669A1 - Proceso para la incorporación de particulas termoestables a cuero o piel - Google Patents

Proceso para la incorporación de particulas termoestables a cuero o piel Download PDF

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WO2003076669A1
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suspension
leather
alcohol
skin
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Gutavo Grogelio Hernandez Moreno
Juan Fortino Guerrero Salinas
Juan Francisco Perez Dias
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Cueros Industrializados Del Bajio
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C14—SKINS; HIDES; PELTS; LEATHER
    • C14C—CHEMICAL TREATMENT OF HIDES, SKINS OR LEATHER, e.g. TANNING, IMPREGNATING, FINISHING; APPARATUS THEREFOR; COMPOSITIONS FOR TANNING
    • C14C9/00—Impregnating leather for preserving, waterproofing, making resistant to heat or similar purposes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C14—SKINS; HIDES; PELTS; LEATHER
    • C14C—CHEMICAL TREATMENT OF HIDES, SKINS OR LEATHER, e.g. TANNING, IMPREGNATING, FINISHING; APPARATUS THEREFOR; COMPOSITIONS FOR TANNING
    • C14C11/00—Surface finishing of leather

Definitions

  • thermostable particles to leather or skin
  • the present invention relates to processes for the modification of the thermodynamic properties of animal skins and leathers for use in the automotive, domestic and clothing industry, and more particularly with a process for the modification of the thermodynamic properties of skin, leather tanning or crust by incorporating microcapsules PC 's (paraffins, hydrated salts or other), inert fillers and pigmented organic and inorganic other insulating or reflective properties of ultraviolet light and / or infrared, in aqueous phase material within the matrix of the leather and / or the particles that form its finish.
  • PC 's paraffins, hydrated salts or other
  • inert fillers pigmented organic and inorganic other insulating or reflective properties of ultraviolet light and / or infrared
  • the thermal comfort of furniture and clothing is very important when the ambient temperature and humidity - comfort index - is outside the ranges within which the human being is comfortable.
  • thermal comfort is vital especially when staying indoors, such as a vehicle, for example, in which temperatures can exceed 50 ° C.
  • the seats, dashboard and doors of the vehicle especially if They are lined with leather or synthetic - they can be so hot on contact, they can cause skin lesions.
  • leather in the automotive interior must comply with specifications of resistance to use, confer comfort and safety to the user, contribute to the design, appearance, in addition to being a component in thermal control reducing energy consumption and the required capacity in the parts that make up the air conditioning system.
  • leather interiors have low capacity to dampen temperature changes, so they are very uncomfortable in hot and very cold environments.
  • Urturned leather is usually called foot !, and both raw skin and leather, are formed of a fibrous material that forms an internal structure IJamada matrix Ja which, both on its surface and inside have a plurality of spaces .
  • thermodynamic capabilities are by incorporating icrocapsules with PCM's (paraffins, hydrated salts or others), inert fillers, organic and inorganic pigments and other insulating materials or with light-reflective properties.
  • PCM's paraffins, hydrated salts or others
  • inert fillers organic and inorganic pigments and other insulating materials or with light-reflective properties.
  • ultraviolet and infrared in the aqueous phase within the 4ei leather matrix and / or in the particles that form its finish, which contribute to the modification of the thermal conductivity and the specific heat of the substrate, with the increase in the energy dissipation capacity thermal, increase of the thermo-absorbing effect in the face of temperature changes: cold and hot and thus contribute to the increase in perception of physical, psychological and physiological comfort.
  • Microencapsulation is a process in which a thin coating of inert polymer envelops micro particles of solids or micro drops of liquids, the product formed is called microcapsules.
  • the rhorecapsule is made up of two parts: the inner part (active ingredient) called the core (core) and the outer Ja which is composed of a coating that is generally made of a polymer or copolymer of high molecular weight.
  • microcapsules The particles of 1 to 2000 microns in diameter are called microcapsules and those smaller than 1 icr n nanoGapsules.
  • the spheres mononuclear, multinucirial and irregular particles.
  • thermosestable skin and a leather tanning process to incorporate microcapsules filled with thermosetting material, which comprises phase change material ⁇ Cm, said process including the steps of: placing it n a ⁇ eriai -piel- in a container ; add a tanning agent to the container ;, combine a plurality uc icrcca ⁇ su ⁇ as conienien or a matter * stabilizes u ⁇ temperature with a liquid to form a suspension; add the suspension to the container; and shake the contents contained in the container until the capsules are incorporated into the fiber matrix of the skin, so that the michopropsules are "as caraceous". mammae u ⁇ e ⁇ .
  • Robmson's process has the following disadvantages: * It generates an unstable suspension (low stability), and the mechanical action inside a moving drum helps to break the low stability suspension very easily. * The suspensions of this stability generate a diffraction and - penetration - of n rock capsules, which remain on the surface of the skin or leather matrix, which causes a low process efficiency and great Desperutcic e material. » ⁇ _a Sita concentration ue the GwjQS ,. ⁇ a load, ye * H ue certain rodu or auxiliary tanning Q present in certain stages of tanning, contributes to break the suspension formed ⁇ e Jas microcapsuJas and the ba de of: process. • Does not apply to drums of high exhaustion compartments.
  • the applicant developed a process for the incorporation of microcapsules with PCM s (paraffins, hydrated salts or others), inert fillers, organic and inorganic pigments and other insulating materials or with refractive properties of ultraviolet light and / or infrared, in the aqueous phase within the matrix of the leather and / or in the particles that form its finish.
  • PCM s paraffins, hydrated salts or others
  • inert fillers organic and inorganic pigments and other insulating materials or with refractive properties of ultraviolet light and / or infrared
  • the process developed by the applicant includes; incorporating microcapsules that contain inside some insulating material, deep inside the skin matrix in tanned or crusi leather by adding a microcapsule suspension at any stage of the skin tanning process, where said The microcapsule solder is obtained through the following steps: calculate the total percentage of microcapsules that are to be incorporated into the leather based on the total weight of the leather; calculate the total weight of the microcapsules that are desired to incorporate into leather; determine the percentage of one or more types of microcapsules to be added, based on the total weight calculated in the previous step; forming a mixture of microcapsules having a weight and a percentage of one or more types of microspheres according to the data calculated in the previous steps; slowly add the microcapsule mixture to a continuously stirred tank containing water to form a solution; and add a tesns ⁇ active additive to the solution obtained in the previous step and continue stirring the solder thus obtained until obtaining a stable final solution that has a homogeneous distribution of the microcapsul
  • thermoregulatory suspension in any of the stages of the process of treatment of the skin; skin, tanning, basing, retanning, dyeing, prefinishing and finishing greasing without affecting the performance and appearance properties of the leather.
  • thermodynamic properties of skin, tanned or crust by incorporating microcapsules with PCM ' s (paraffins, hydrated salts or others), fillers inert, organic and inorganic pigments and other insulating materials or with reflective properties of ultraviolet and / or infrared light, in the aqueous phase within the leather matrix and / or in the particles that form its finish.
  • PCM ' s paraffins, hydrated salts or others
  • fillers inert, organic and inorganic pigments and other insulating materials or with reflective properties of ultraviolet and / or infrared light in the aqueous phase within the leather matrix and / or in the particles that form its finish.
  • It is also a further object of the present invendón f provide a process of the above disclosed nature, which includes the step of obtaining a suspension of microcapsules may be incorporated at any stage of the process from the calls without properties Leather appearance and performance are affected. It is also an additional objective of the present invention, to propordinate a process of the nature described above, by means of which a suspension of microcapsules is produced which has the following advantages: it supports the mechanical action generated within a moving drum -present in some stages of the skin treatment process - avoiding the breakage of the suspension formed, it resists the high concentration of electrolytes, the charge and the pH of certain tanning or auxiliary products present in some stages of the skin treatment process and helps to maintain The suspension formed between the microcapsules and the process bath and applied to high exhaustion drums.
  • Figure 1 is a cross section of crust leather where it is shown
  • Figure 2 is a cross-section of crust leather where the matrix and the penetration of microspheres on the flesh side is shown optimally.
  • Figure 3 r is a cross section of the crust leather, showing the skin matrix and the penetration of microspheres through the hair follicles, optimally.
  • Figure 4 is a cross-section of the leather in cust where the matrix and the penetration of microspheres through the hair follicles are shown optimally.
  • Figure 5 is a cross-section of the finished leather, where the matrix is shown and a non-optimal deposition of microspheres in the films of its finish, since it has agglomerations of microspheres.
  • Figure 6 is a cross-section of the finished leather where its matrix is shown with an optimal penetration of mycospheres through the thickness and a uniform and optimal distribution of mycospheres in the finishing film. DETAILED DESCRIPTION OF THE I VENTION.
  • the process of tanning of skins most commonly used by the tanning industry comprises the following steps: soaking (Hydration of the skin), raw or suffered skin some conservation process, they are subjected in a drum or cell with a pallet, with or without mechanical acdon to a re-humidification through the use of: 50% water, 0.5% wetting agent, 0.1% of a bactericide (the percentages are in based on the weight of the skin), the process time depends on the degree of initial hydration, this step can be repeated depending on the desired cleaning and the type of conservation; descame (removal of the endodermis), the skins are drained and discarded by the use of a machine with blade roller or manually; pelambre (fiber opening, destruction and / or removal of hair and keratin), the disembodied skins are placed back inside the drum or pile with a pallet where a solution consisting of: 50% water, 4% Cal, reducers: sulphide
  • the minimum process time is 24 hours and the temperature should not exceed 28 ° C.
  • the solution of the drum or battery is drained and the skins are washed in the gut.
  • the gut skins are placed in a container in the presence of a solution consisting of: 50 to 200% water, 5% ammonium sulfate, 0.5% acid sulfuric acid (% based on skin weight), being able to use a brand trigger or weak salt that comes from a strong acid and weak organic base.
  • the minimum time to stay inside the container in the presence of the trigger solution is 40 minutes and will depend on its extension of the gut skin thickness, percentages of used lime and desired final product; rendered, (cleaning keratin from the flower, removing traces of non-tanning protein) 0.15% enzyme of bacterial origin (% based on skin weight) is added to the descaling bath of the previous step without removing the skin from the container.
  • the percentage of use may vary depending on the type of enzyme: bacterial or pancreatic and its concentration in enzymatic units, and the time of permanence of the skin inside the container in the presence of the enzyme is 20 minutes, and may be longer depending on the desired final product; the mixture of trigger solution and enzymes is drained from the container and the skins are washed; pi e (to provide the skin and the bath with the pH necessary to allow the diffusion of tanning products), the skin is placed in a bath consisting of a solution containing: 50% water, 8% sodium chloride grade industrial, 1% sodium formate roll 30, 2.5% dilute sulfuric acid (minimum 1/10) and cold (% based on skin weight).
  • the residence time of the skin inside the bath must be at least 60 minutes and will depend on the desired final product, being able to exist a partial or total drain of the foot bath; tanning (this stage consists in the diffusion of tanning products inside the skin on request).
  • the type of tanning to follow depends on the acidity of the order and the desired product, and consists of impregnating the skin with the following substances depending on the tanning to follow: with basic chromium sulfate or other metal salts, with vegetable extract, with some product synthetic or polymeric, with some aldehyde, with some combination of the above.
  • the impregnation time required is at least 60 minutes, and may vary according to the thickness of the leather and the type of product; Gasification (through a change of a pH of 3.54-4) through which the tanning agents are fixed or replaced in the collagen chains, by a change in pH.
  • the residence time of the skin in the process will depend on the desired final product.
  • the bath is drained.
  • the skin after being basified is called leather and has stability at a certain temperature depending on the type and degree of tanning; washed, the leathers are washed to remove excess salts and avoid stains during the resting time.
  • the leathers after the scraping stage are ready to be subjected to the retanning, dyeing and greasing stages in which they are pre-conferred the desired characteristics among which are: color, softness, fullness, water repellency, and It influences certain physical resistances.
  • tanning polymer, naphthalene, phenolic and vegetable base
  • thermodynamic properties modifier constitutes the most important part of the present invention.
  • the process of the present invention buy from the incorporation of W
  • microcapsules with PCM's paraffins, hydrated salts or others
  • PCM's paraffins, hydrated salts or others
  • inert, organic and inorganic pigment charges and other insulating materials or with reflective properties of ultraviolet and / or infrared light in the aqueous phase within the leather matrix and / or in the particles forming the finish and will be described in terms of the tanning process standard described above, where the process of the present invention comprises the steps of: preparing a suspension of microcapsules PCM 's (paraffins, hydrated salts or other), inert fillers , organic and inorganic pigments and other insulating materials formed by 85% by weight of water, 10% by weight of microcapsules and 5% of a hypotensive additive formed by a mixture of non-ionic surfactants, by: calculating a percentage Total microcapsules that should be incorporated into the leather, which can range from 3% to 15% based on the total weight of the leather and based on the thermal efficiency desired.
  • grar determine the percentage of different types of microcapsules based on the total weight calculated in the previous step, taking into account the desired dynamic temperature control range which depends on the substance contained in the microcapsule core, for example: if the range desired is from 28 to 30 C, the paraffin core will be n-octadecane and with a microsphere weight of 12% (experimentally determined) of the weight of the leather, with this we can achieve a damping of 2 degrees Celsius below the temperature of a standard leather without thermostable particles used as reference or control, for a time of 1hr.
  • Said microcapsules may have a particle size of 1 to 60 microns, and be inert or reactive, which may contain in its core: paraffins, hydrated salts, organic or inorganic compounds and insulating materials such as gas phase hydrocarbons and other inert gases, such substances may be selected from the following table depending on the desired thermodynamic properties:
  • the non-ionic tenside-active additive comprising: from 10% to 35% fatty alcohols (isodecyl alcohol, lauryl alcohol, tridecyl alcohol, cetyl alcohol, ketostearyl alcohol, stearyl alcohol and oleyl alcohol), from 30% to 80% of fatty acid derivatives
  • the tenso-active additive changes the surface tension of the stable final solution, allowing the formation of a stable suspension in the aqueous phase and allows diffusion of the microcapsules through the thickness of the leather.

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Abstract

Un proceso para modificar las propiedades termodinámicas de la piel o cuero, el cual comprende el incorporar microcápsulas con PCM's (parafinas, sales hidratadas u otros), cargas inertes, pigmentarias orgánicas e inorgánicas y otros materiales aislantes o con propiedades reflectivas de luz ultravioleta y/o infrarroja, en fase acuosa en forma profunda dentro de la matriz del cuero y/o en las partículas que forman su acabado, mediante la incorporación de una suspensión estable de microcápsulas, en cualquier etapa del proceso de tratamiento de pieles donde exista movimiento mecánico, en donde dicha suspensión de microcápsulas es obtenida mediante: calcular un porcentaje total de microcápsulas a incorporar al cuero; determinar el porcentaje de uno o mas tipos de microcápsulas que se desean agregar; formar una mezcla de microcápsulas que tenga un peso y un porcentaje de uno o mas tipos de microcápsulas de acuerdo a los datos calculado en los pasos anteriores; agregar la mezcla de microcápsulas de forma lenta a un tanque continuamente agitado que contenga agua hasta formar una solución; y agregar a la solución obtenida en el paso anterior un aditivo tenso-activo especial y continuar agitando la solución así obtenida hasta lograr obtener una suspensión final estable que contenga agua, microcápsulas distribuidas de forma homogénea y el aditivo tenso-activo.

Description

Proceso para la incorporación de partículas termoestables a cuero o piel
A. CAMPO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención está relacionada con procesos para la modificación de las propiedades termodinámicas de pieles y cueros de animales para su uso en la industria automotriz, doméstico y del vestido, y mas particularmente con un proceso para la modificación de las propiedades termodinámicas de piel, cuero curtido o en crust mediante la incorporación de microcápsulas con PC 's (parafinas, sales hidratadas u otros), cargas inertesy pigmentarias orgánicas e inorgánicas y otros materiales aislantes o con propiedades reflectivas de luz ultravioleta y/o infrarroja, en fase acuosa dentro de la matriz del cuero y/o en las partículas que forman su acabado.
B. DESCRIPCIÓN DEL ARTE RELACIONADO.
El confort térmico del mobiliario y de Ja vestimenta es muy importante cuando Ja temperatura ambiente y humedad -índice de confort- se encuentra fuera de los rangos dentro de los cuales el ser humano se encuentra cómodo.
Dicho confort térmico es vital especialmente cuando se permanece dentro de ambientes cerrados como por ejemplo un vehículo, dentro del cual, las temperaturas pueden exceder los 50° C. En tales temperaturas extremas, los asientos, tablero y puertas del vehículo, -en especial si están forrados de cuero o sintético-, pueden estar tan calientes ai contacto, que pueden causar lesiones a la piel.
Con el fin de lograr un ambiente más confortable dentro del vehículo y amortiguar Jos cambios de temperatura, se han desarrollado de forma constante varios sistemas de acondicionamiento de aire, sin embargo la tendencia al uso de más vidrio en los vehículos ha provocado restricciones en la concepción de nuevos diseños de aire acondicionado desde el punto de vista económico y de consumo de energía, lo cual se encuentra relacionado con el tamaño, capaddad y tecnología de dichos sistemas requeridos para lograr el confort deseado. Dadas las restricciones de consumo energético y económicas en los nuevos equipos de aire acondicionado para vehículos, en los últimos años, la industria ha enfaíizado sus esfuerzos ha a el desarrollo de materiales con propiedades termodinámicas especiales para su uso en interiores automotrices; cuero en asientos, tablero, volante, accesorios, etc., de modo que sus temperaturas superficiales se comporten de manera mas estable cuando son sometidos a temperaturas tanto frías como calientes, y que de esta manera sean mas confortables al tacto y además disminuyan las necesidades de enfriamiento dentro del vehículo junto con el consumo de energía de los sistemas de aire acondicionado. Además, el cuero en el interior automotriz debe de cumplir con especificaciones de resistencia al uso, conferir confort y seguridad al usuario, contribuir con el diseño, apariencia, además de ser un componente en el control térmico reduciendo el consumo de energía y la capacidad requerida en las partes que integran el sistema de aire acondicionado. Co o ya se mencionó con anterioridad, ios interiores de cuero tienen baja capaddad para amortiguar los cambios de temperatura, por Jo cual son espedaJmente incómodos en ambientes calurosos y muy fríos.
Por lo tanto existe Ja necesidad de contar con un cuero que incorpore un control dinámico de temperatura semejante al que regula la temperatura del cuerpo humano, amortiguando para un rango de temperatura y tiempo predeterminado, que influya en el confort psicológico y fisiológico, redudendo los problemas causados en la piel del cuerpo humano por sudoración excesiva.
£1 cuero sin urtir es normalmente llamado pie!, y tanto la piel cruda como el cuero, están formados de un material fibroso que forma una estructura interna IJamada matriz Ja cual, tanto en su superfide como en su interior cuentan con una pluralidad de espacios.
Una de las maneras de lograr un cuero con capacidades termodinámicas espedales y adecuadas para confort es mediante la incorporación de icrocápsuJas con PCM's (parafinas, sales hidratadas u otros), cargas inertes, pigmentarias orgánicas e inorgánicas y otros ateriaJes aislantes o con propiedades refJectivas de luz ultravioleta y o infrarroja, en fase acuosa dentro de la matriz 4ei cuero y/o en ias partículas que forman su acabado, que contribuyen con la modificación de la conductividad térmica y el calor específico del sustrato, con el aumento en la capacidad de disipación de energía térmica, aumento del efecto termoamortiguador ante los cambios de temperatura: en frío y caliente y con ello contribuye al aumento de percepción de confort físico, psicológico y fisiológico.
La microencapsulación es un proceso en el cual un delgado recubrimiento de polímero inerte envuelve a micro partículas de sólidos o micro gotas de líquidos, el producto formado se llama microcápsulas. La rrrórecápsula se forma de dos partes: la parte interna (ingrediente activo) llamado núcleo (core) y Ja externa que esta compuesta de un recubrimiento que generalmente es de un polímero o copolímero de alto peso molecular.
Las partículas de 1 a 2000 micrones de diámetro son llamadas microcápsulas y las menores a 1 icr n nanoGápsulas. En la estructura física de microencapsuiación están involucradas las esferas: mononucleares, multinucíeares y partículas irregulares.
Un ejemplo de procesos para la adición de rnicrocápsulas es la patente norteamericana . No. 6,173,8.79 de Robinson et,. la cual, redama una piel termoesíable y un proceso de curtido dé pieles para incorporar microcápsulas rellenas de material termoéstable, el cual comprende material de cambio de fases í Cm , dicho proceso incluyendo los pasos de: colocar él n aíeriai -piel- en un contenedor; agregar un agente curtiente al contenedor;, combinar una pluralidad uc icrccaρsu<as coníenien o un materia* estabilizaucr uβ temperatura con un Jíquido para formar una suspensión; agregar Ja suspensión al contenedor; y agitar Jos contenidos dentro ÚQ contenedor hasta ue las rnicTocápsulas queden incorporadas a la matriz de fibras de la piel de is fóriftá que las ííiicrocópsülas mβjcrβit «as caracieπsucas «.ermo mamicas u la ριeι.
E¡ proceso de Robmson tiene Jas siguientes desventajas: * Genera una suspensión inestable (baja estabilidad), y la acción mecánica dentro de un tambor en movimiento contribuye romper Ja suspensión de baja estabilidad muy fácilmente. * Las suspensiones de aja estabilidad generan una d fci nte disíribucJón y -penetración -de n^rocapsulas, ias -cuales se quedan en la superficie de la matriz de la piel o el cuero, lo cual causa una baja eficiencia de proceso y un gran desperutcic e material. » ι_a Sita concentración ue el GwjQS,. <a carga, y e* H ue ciertos rodu o curtientes Q auxiliares presentes en ciertas etapas de curtido, contribuye a romper la suspensión formada ϊe Jas microcápsuJas y el ba ú de: proceso. • No aplica a tambores de compartimientos de alto agotamiento.
• No aplica a procesos de manufactura de cuero automotriz, por las especificaciones de seguridad que este requiere.
• Afecta las propiedades de desempeño del acabado ya que por Ja baja estabilidad de Ja suspensión, Jas microcápsuJas se depositan de forma superficial, generando problemas de adherencia. -* Se genera desperdicio de material en ia etapa de pulido cuando por la baja estabilidad de la suspensión se deposita de forma superficial. -« o aplica para los procesos de manufactura de cuero flor corregida. • Cualquier PCM encapsulado no puede ser aplicado como tal en procesos de manufactura de cuero automotriz, por las especificaciones de seguridad que este requiere.
En vista de las desventajas anteriormente descritas, el solicitante desarroJJó un proceso para la incorporación de microcápsulas con PCM s (parafinas, sales hidratadas u otros), cargas inertes, pigmentarias orgánicas e inorgánicas y otros materiales aislantes o con propiedades refiectivas de luz ultravioleta y/o infrarroja, en fase acuosa dentro de la matriz del cuero y/o en las partículas que forman su acabado.
El proceso desarrollado por el solicitante comprende; el incorporar microcápsulas que -contienen en su interior algún material aislante-, de forma profunda dentro de la matriz de la piel cuero curtido o en crusi mediante la adición de una suspensión de microcápsuJas en cuaJquier etapa del proceso de curtido de pieles, en donde dicha soludón de microcápsulas es obtenida mediante ios siguientes pasos: calcular el porcentaje total de microcápsulas que se desean incorporar al cuero en base al peso total del cuero; calcular el peso total de las microcápsulas que se desean incorporar al cuero; determinar el porcentaje de uno o mas tipos de microcápsulas que se desean agregar, en función del peso total calculado en el paso anterior; formar una mezcla de microcápsuJas que tenga un peso y un porcentaje de uno o mas tipos de microesferas de acuerdo a los datos calculados en los pasos anteriores; agregar la mezcla de microcápsulas de forma lenta a un tanque continuamente agitado que contenga agua hasta formar una solución; y agregar a la solución obtenida en el paso anterior un aditivo tesnsαactivo y continuar agitando la soludón así obtenida hasta lograr obtener una solución final estable que tenga una distribución homogénea de las microcápsuJas. Con el proceso motivo de la presente invención se obtiene una suspensión termorreguladora que genera (as siguientes ventajas:
• Permite la aplicación de la suspensión termorreguladora en cualquiera de las etapas de del proceso de tratamiento de piejes; píele, curtido, basificado, recurtido, teñido, engrase preacabado y acabado sin afectar las propiedades de desempeño y apariencia del cuero.
• Permite la acción mecánica generada dentro de un tambor en movimiento - presente en algunas etapas del proceso húmedo- evitándose el rompimiento la suspensión formada~
• Resiste la alta concentración de electrolitos, la carga y el pH de ciertos productos curtientes o auxiliares presentes en Jas etapas de píele, curtido, basificado, recurtido, teñido, engrase preacabado y acabado y contribuye a mantener ia suspensión formada con el baño del proceso.
• Aplica a tambores de alto agotamiento.
Con lo cual se obtienen ias siguientes ventajas globales en el proceso: * Se logra una distribución homogénea de microcápsulas el la matriz de ia piel o cuero.
• Se logra una eficiente y profunda penetración de microcápsulas en la matriz de la piel o el cuero y reducdón del desperdicio del material.
• Permite la incorporación de microcápsulas en cueros que han sido sometidos a un deficiente proceso de pelambre, que presentan queratina y pelo residual, así como también baja apertura fibrilar.
• Permite la aplicación de micraesferas a productos de cuero para el sector automotriz^ por las especificaciones de seguridad, que este requiere.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN. Es por lo tanto un objetivo prindpal de la presente invención, el proporcionar un proceso para la modificadón de las propiedades termodinámicas de piel, cuera curtido o en crust mediante la incorporación de microcápsulas con PCM's (parafinas, sales hidratadas u otros), cargas inertes, pigmentarias orgánicas e inorgánicas y otros materiales aislantes o con propiedades reflectivas de luz ultravioleta y/o infrarroja, en fase acuosa dentro de la matriz del cuero y/o en las partículas que forman su acabado.
Es también otro objetivo principal de la presente inven ón, el proporcionar un proceso de la naturaleza anteriormente descrita, mediante el cual se logra una profunda penetración de las, microcápsulas dentro de la matriz de la piel o el cuero.
Es asimismo un objetivo adicional de la presente invendónf el proporcionar un proceso de la naturaleza anteriormente descrita, el cual incluye la etapa de la obtención de una suspensión de microcápsulas que se puede incorporar en cualquier etapa del proceso a partir del pide sin que las propiedades de apariencia y desempeño del cuero sean afectados. Es así mismo un objetivo adicional de la presente invendón, el propordonar un proceso de la naturaleza anteriormente descrita, mediante el cual se produce una suspensión de microcápsulas la cual tiene las siguientes ventajas: soporta la acción mecánica generada dentro de un tambor en movimiento -presente en algunas etapas del proceso del tratado de pieles- evitándose el rompimiento de la suspensión formada, resiste la alta concentración de electrolitos, la carga y el pH de ciertos productos curtientes o auxiliares presentes en algunas etapas del proceso de tratamiento de pieles y contribuye a mantener la suspensión formada entre las microcápsulas y el baño de proceso y aplica a tambores de alto agotamiento.
Es todavía un objetivo adicional de la presente invención, el proporcionar un proceso de la naturaleza anteriormente descrita, el cual Jogra una distribución homogénea de la microcápsulas en la matriz de la piel o el cuero.
Es aún un objetivo adicional de la presente invención el proporcionar un proceso de la naturaleza anterbrmente descrita, el cual logra la incorporación de microcápsuJas en ieles o cueros que .han sido sometidos a un deficiente proceso de pelambre, que presentan queratina y pelo residual, así como también baja apertura fibrilar.
Estos y otros objetivos y ventajas de la presente invención se harán i evidentes a las personas con conocimientos medios en el ramo, de la siguiente descripción detallada de invendón.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS.
La figura 1 , es un corte transversal de cuera en crust en donde se muestra
Ja matriz del cuero y la deposiíación de microesferas de forma superficial no óptima. La figura 2 es un corte transversal de cuero en crust donde se muestra la matriz y la penetración de microesferas por el lado carne en forma óptima.
La figura 3r es un corte transversal del cuero en crust, donde se muestra la matriz de la piel y la penetración de microesferas a través de los folículos pilosos, en forma óptima.
La figura 4, es un corte transversal del cuero en cust en donde se muestra la matriz y la penetración de microesferas a través de los folículos pilosos en forma óptima.
La figura 5, es un corte transversal del cuero acabado, donde se muestra la matriz y una depositación no óptima de microesferas en las películas de su acabado, ya que presenta aglomeraciones de microesferas.
La figura 6, es un corte transversal del cuero acabado donde se muestra su matriz con una penetradón óptima de micoresferas a través del espesor y una distribudón uniforme y óptima de micoesferas en la película de acabado. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA I VENCIÓN.
Antes.de describir el proceso motivo de la presente invención, se describirá el proceso de curtido de pieles mas comúnmente usado por Ja industria curtidora, el cual comprende los siguientes pasos: remojo (Hidratación de la piel), las pieles crudas o que han sufrido algún proceso de conservación, son sometidas en un tambor o pila con paleto, con o sin acdón mecánica a una re-humectadón a través del uso de: agua 50%, 0.5 % agente humectante, 0.1 % de un bactericida (los porcentajes son en base al peso de la piel), el tiempo de proceso depende del grado de hidratación inicial, pudiendo repetirse este paso dependiendo de la limpieza deseada y del tipo de conservación; descame (remoción de la endodermis), las pieles se drenan y se descarnan por el uso de una máquina con rodillo de cuchillas o bien manualmente; pelambre (apertura de fibras, destrucción y/o remoción de pelo y queratina), las pieles descarnadas son colocadas nuevamente dentro del tambor o pila con paleto donde se agrega una solución consistente en: agua 50%, Cal 4 %, reductores: sulfuro de sodio 2% y sulfhidrato de sodio 1%, carbonato de sodio 0.15 % y bicarbonato de sodio 0.15% ( % en base a peso de la piel) y algún desengrasante y/o enzima sí fuese necesario y dependiendo el tipo de piel, obteniéndose un ph mínimo 13. El tiempo de proceso mínimo es de 24 horas y la temperatura no deberá exceder de 28° C. Posteriormente se drena la solución del tambor o pila y se lavan las pieles en tripa. En cueros de especies mayores pudiese existir la etapa de dividido en cal; desencalado (remoción de cal interna y superficial de la piel en tripa), las pieles en tripa son puestas en un contenedor en presencia de una solución consistente en: 50 a 200 % de agua, 5% de sulfato de amonio, 0.5% de ácido sulfúrico (% en base a peso de piel), pudiéndose emplear también algún desencalante de marca o alguna sal débil que provenga de un ácido fuerte y base orgánica débil. El tiempo mínimo de estancia dentro del contenedor en presencia de la solución desencalante es de 40 minutos y dependerá de su extensión del espesor de la piel en tripa, porcentajes de cal usada y producto final deseado; rendido, (limpieza de queratina de la flor, eliminar restos de proteína no curtible) se agrega 0.15 % enzima de origen bacteriano ( % en base a peso de la piel) en el baño de desencalado del paso anterior sin sacar la piel del contenedor. El porcentaje de uso puede variar dependiendo del tipo de enzima: bacteriana o pancreática y de su concentración en unidades enzimáticas, y el tiempo de permanencia de la piel dentro del contenedor en presencia de la enzima es de 20 minutos, pudiendo ser mayor dependiendo del producto final deseado; se drena del contenedor la mezcla de solución desencalante y enzimas y se lavan las pieles; pi e (proporcionar a la piel y al baño el pH necesario para permitir la difusión de Jos productos curtientes), se coloca la piel en un baño que consta de una solución que contiene: 50% de agua, 8 % de cloruro de sodio grado industrial, 1% de formiato de sodio rodar 30, 2.5% de ácido sulfúrico diluido (mínimo 1/10) y frío (% en base a peso de la piel). El tiempo de residencia de la piel dentro del baño debe ser como mínimo 60 minutos y dependerá del producto final deseado, pudiendo existir un drenado parcial o total de baño de píele; curtido (esta etapa consiste, en la difusión de los productos curtientes al interior de la piel en pide). El tipo de curtido a seguir depende de la acidez del pide y al producto deseado, y consiste en impregnar la piel con las siguientes sustancias dependiendo del curtido a seguir: con sulfato básico de cromo u otras sales metálicas, con extracto vegetal, con algún producto sintético o polimérico, con algún aldehido, con alguna combinadón de los anteriores. El tiempo de impregnación requerido es de por lo menos 60 minutos, pudiendo variar de acuerdo al espesor del cuero y al tipo de producto; Gasificación (a través de un cambio de un pH de 3.54-4) medíante el cual los curtientes se fijan o se sustituyen en las cadenas de colágeno, por un cambio de pH. El tiempo de permanencia de la piel en el proceso dependerá del producto final deseado, Al final de proceso el baño es drenado. La piel después de ser basificada es llamada cuero y posee estabilidad a cierta temperatura dependiendo del tipo y grado de curtido; lavado, los cueros son lavados para remover el exceso de sales y evitar manchas durante el tiempo de reposo. Se drenan los cueros y baño de lavado; escurrido, los cueros son drenados y después escurridos a presión, a través de una máquina que tiene una banda transportadora de un fieltro especial y unos rodillos; y raspado, los cueros son divididos de acuerdo a su espesor y luego raspados a precisión a un espesor predeterminado.
Los cueros después de la etapa de raspado están listos para ser sometidos a las etapas de recurtido, teñido y engrase en las cuales se les pre-confieren las características deseadas entre las cuales se encuentran: color, suavidad, llenura, repelencia al agua, y se influye en ciertas resistencias físicas.
La temperatura y pH del baño de recurtido, así como la combinación y el orden de adición de las sustancias recurtienteas al baño juegan un papel muy importante en el producto final. Para cada clase de producto existen procesos y productos químicos diferentes en las etapas de recurtido, teñido y engrase.
En cierto tipo de curtido libre de metales existen las etapas siguientes de proceso: precurtido (base sintéticos y aldehidos) curtido (base polímeros, naftalénicos, fenólicos y vegetales)
RTE ( base polímeros y sintéticos)
El proceso de incorporación del modificador de propiedades termodinámicas, constituyen la parte más importante de la presente invención. El proceso de la presente invención compren de la incorporación de W
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microcápsuías con PCM's (parafinas, sales hidratadas u otros), cargas inertes, pigmentarias orgánicas e inorgánicas y otros materiales aislantes o con propiedades reflectivas de luz ultravioleta y/o infrarroja, en fase acuosa dentro de la matriz del cuero y/o en las partículas que forman su acabado y será descrito en función del proceso de curtido estándar anteriormente descrito, en donde el proceso de la presente invención comprende los pasos de: preparar una suspensión de microcápsulas con PCM's (parafinas, sales hidratadas u otros), cargas inertes, pigmentarias orgánicas e inorgánicas y otros materiales aislantes formada por un 85% en peso de agua, un 10% en peso de microcápsulas y un 5% de un aditivo hipotensor formado por una mezcla de tenso-activos no iónicos, mediante: calcular un porcentaje total de microcápsulas que se debe incorporar al cuero, que puede ir desde un 3% a un 15% en base al peso total del cuero y en base a la eficiencia térmica que se desea lograr. determinar el porcentaje de tipos diferentes de microcápsulas en base al peso total calculado en el paso anterior, tomando en cuenta el rango de control dinámico de temperaturas deseado el cual depende de la sustancia que contenga el núcleo de la microcápsula, por ejemplo: si el rango deseado es de 28 a 30 C, el núcleo de parafina será de n- octadecaeno y con un peso de microesferas del 12% (determinado experimentalmente) del peso del cuero, con esto podremos lograr un amortiguamiento de 2 grados centígrados por debajo de la temperatura de un cuero estándar sin partículas termoestables utilizado como referencia o control, durante un tiempo de 1hr. Dichas microcápsulas pudiendo tener un tamaño de partícula de 1 a 60 mieras, y ser inertes o reactivas, que puedan contener en su núcleo: parafinas, sales hidratadas, compuestos orgánicos o inorgánicos y materiales aislantes como hidrocarburos en fase gas y otros gases inertes, dichas sustancias pudiendo ser seleccionadas de la siguiente tabla dependiendo de las propiedades termodinámicas deseadas:
Nombre del compuesto Temperatura de punto de fusíónt=] βC n-Tridecano -5.5 n-Tetradecano 5.9 n-Pentadecano 10.0 n-Hexadecano 18.2 n-Heptadecano 22.0 n-Octadecano 28.2 n-Nonadecano 32.1 n-E¡cosano 36.8 n-Heneicosano 40.5 n-Docosano 44.4 n-Tricosano 47.6 n-Tetracosano 50.9 π-Pentacosano 53.7 n-Hexacosano 56.4 n-Heptacosano 59.0 n-Octacosano 61.4 calcular el peso de microesferas requeridas en base al porcentaje calculado, mediante la siguiente formula: peso de microesferas = (peso de cuero) X (% de mícroesferas definido)/100 agregar la mezcla de microcápsulas de forma lenta a un tanque continuamente agitado incluyendo medios agitadores tales como una W 03
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pluralidad de paletas, que contenga agua a una temperatura de aproximadamente 5o C a 80° C. agregar a la solución obtenida en el paso anterior el aditivo tenso-activo no iónico que comprende: de un 10% a un 35% de alcoholes grasos (alcohol isodecílico, alcohol laurico, alcohol tridecilico, alcohol cetilico, alcohol cetoestearilico, alcohol estearilico y alcohol oleilico), de un 30% a un 80% de derivados de ácidos grasos
(ácido laurico, ácido palmitico, monoestearato de polietilen glicol, ácido esteárico y ácido oleico), de un 30% a un 80% de esteres de sorbitan, de un 1% a un 10% de aminas grasas y derivados etoxilados de las sustancias anteriores y continuar agitando la solución así obtenida hasta lograr obtener una solución final estable que tenga una distribución homogénea de las microcápsulas evitando la aglomeración de las mismas; agregar la solución final estable en cualquier etapa del proceso de tratamiento de pieles en donde se tenga que aplicar un movimiento mecánico, por ejemplo en la etapa de recurtido, con el fin de incorporar las microcápsulas a la matriz de la piel mediante su exposición en la solución final estable a la piel en presencia de movimiento mecánico por un tiempo de 1 hora.
El aditivo tenso-activo, cambia la tensión superficial de la solución final estable, permitiendo la formación de una suspensión estable en fase acuosa y permite una difusión de las microcápsulas a través del espesor del cuero.
Con el proceso de la presente invención, se logra una penetración profunda de las microesferas por la carne o el folículo de la piel tal y como se muestra en las figuras 2, 3, 4, 5 y 6, mostrando la figura 1 una depositación superficial deficiente de las microcápsulas que se logra con procesos del arte previo.
EJEMPLO Se preparó una suspensión estable de micoresferas, incorporando una mezcla de microesferas de 2% en peso con un pico de transición de 28° C, y un λ[=] J/g de 186, una mezcla de microesferas de 2% en peso con un pico de transición de 35° C, y un λ[=] J/g de 180 y una mezcla de microesferas de 2% en peso con un pico de transición de 50° C, y un λ[=] J/g de 160 obteniéndose 1 hora de amortiguamiento térmico con un rango de control dinámico de 2 a 4° C.

Claims

REIVINDICACIONES.
1. Un proceso para modificar las propiedades termodinámicas de la piel o cuero que tienen una matriz de fibras interna, el cual comprende: a) formar una suspensión estable de microcápsulas comprendiendo materiales de cambio de fase, cargas inertes, pigmentaras orgánicas e inorgánicas y materiales con propiedades aislantes y/o refleetivas de luz. ultravioleta y/o" infrarroja, en fase acuosa y un aditivo tenso-activo q imparte estabilidad a la suspensión y una alta capaddad de penetradón en la matriz de la piel o cuero; b) incorporar la suspensión estable de micro-cápsulas, en forma profunda dentro de la matri del cuero y/o en las partícúláá que forman su acabado, mediante agitación.
2. El proceso de la reivindicadón 1, en donde la incorporadón de la suspensión estable, se lleva a cabo en cualquier etapa e traíaFfiiertío de pieles.
3. El proceso de la reivindicación , en donde la agitación se lleva a cabo en un tanque continuamente agitado.
4. El proceso de la reivindicación 1, en donde las microcápsulas pueden tener un {amaño- de partícula de 1 a 60 mieras.
5. El procese* de l reivindicación 1, en donde la ieTOeápsüJas contienen sustancias seleccionadas de la siguiente tabla: Nombre del compuesta Temperatura de punto- de fusión[=J °C n-Tridecano -5.5 n-Tetradecano 5.9 n-Pentadecano 10.0 n-Hexadecano 18.2 n-Heptadecano 22.0 n-Octadecano 28.2 n-Nonadecano 32.1 n-Eicosano 36.8 n-Heneicosano 40.5 n-Docosano 44.4 n-Tricosano 47.6 n-Tetracosano 50.9 n-Pentacosano 53.7 n-Hexacosano 56.4 n-Heptacosano 59.0 rv-Ocíacosano 61.4
6. El proceso de la reivindicación 1, en donde las mierocápsulas pueden- ser selecdonadas del grupo que consiste en microcápsulas inertes o reactivas.
7. El proceso de la reivindicadón 1, en donde el aditivo tenso-activo comprende: de un 10% a un 35% de alcoholes grasos, de un 30% a un 80% de derivados de áddos grasos, de un 30% a un 80% de esteres de sorbitan, de un 1% a un 10% de aminas grasas y derivados etoxílados de las sustancias anteriores.
8. El proceso de la reivindicación 1, en donde el aditivo tensor-activo comprende: de un 10% a un 35% de alcoholes grasos, de un 30% a un 80% de derivados de ácidos gFasos, de un 30% a un 80% de esteres de sorbitan, de un 1% a un 10% de aminas grasas y derivados etoxilados de las sustancias anteriores, y en donde los alcoholes gFasos son seleccionados del gFupo que comprende: alcohol isodecílico, alcohol laurico, alcohd íridedíico, alcohol cetílico, alcohol cetoestear ilieo, alcohol esteaFüieo y alcohol oleílico.
9. El proceso de la reivindicadón 1, en donde el aditivo tenso-activo comprende: de un 10% a un 35% de alcoholes grasos, de un 30% a un 80% de derivados de ácidos grasos, de un 30% a un 80% de esteres de sorbitan, de un 1% a un 10% de aminas grasas y derivados etoxilados de las sustancias anteriores, y en donde los derivados de ácidos grasos son seleccionados del grupo que consiste en áddo laurico, áddo pal itico, monoestearato de polieíilen glico!, ácido esteárico y ácido oleico.
10. Una suspensión estable de micro-cápsulas que comprende: a) microcápsulas comprendiendo materiales de cambio de fase, cargas inertes, pigmentaras orgánicas e inorgánicas y materiales con propiedades aislantes y/o reflectivas de luz ultravioleta y/o infrarroja, en fase acuosa; b) un aditivo tenso-activo que imparte estabilidad a la suspensión y alta capacidad de penetradón en la matriz de las pieles.
11. La suspensión de la reivindieadón 10, en donde las microcápsulas comprenden una mezcla de mtcrocápsulas con materiales de cambio de fase con el mismo punto de fusión.
12. La suspensión de la reivindícadón 10, en donde las mieroeápsulas comprenden una mezcla de microcápsulas con materiales de cambio de fase con diferentes punto de fusión.
13. La suspensión de la reivindicación 10, en donde el material de cambio de fase de las microcápsulas es seleccionado déla siguiente tabla:
Nombre del compuesta Temperatura de punto- d fusiónf=J °C n-Tridecano -5.5 n-Tetradecano 5.9 n-Pentadecano 10.0 n-Hexadecano 18.2 n-Heptadecano 22.0 n-Octadecano 28.2 n-Nonadecano 32.1 n-Eicosano 36.8 n-Heneicosaπα 40.5 n-Docosano 44,4 n-Tricosano 47.6 n-Tetracosano 50.9 n-Pentacosarκ> 53.7 n-Hexacosano 56.4 n-Heptacosano 59.0 n-Octacαsano 61.4
14. La suspensión de la reivindicación 10, en donde las microcápsuJa& pueden tener un tamaño- e partícula de 1 a 60 mieras.
15. La suspensión de la reivindicadón 10 conteniendo un 85% en peso de agua, un 10% en peso de microcápsuias y m 5% del aditivo tenso-activo.
16. Un proceso para producir una suspensió estable- de micro-cápsulas a incorporarse en cualquier etapa del tratamiento de pieles, que comprende: a) propordonar de un 3% a un 15% en peso de micro-cápsulas de termoestabilización con material de cambio de fase en fase acuosa; b) agregar las micro-cápsulas- en un tanque continuamente agitado que contenga agua; y c) agregar un agente tenso-activo que imparte estabilida a- la- suspensión y una alta capacidad de penetración en la matriz de las pieles.
17. El proceso de la reivindicación 16, e donde las micro-cápsulas comprenden una mezcla de micro-cápsulas de diverso punto de fusión.
18. Un proceso de conformidad con la reivindicación 16, en donde el material de cambio de fase es seleccionado de la siguiente tabla:
Nombre del compuesta Temperatura de-punto-de-fustónf=} °C n-Tridecano -5.5 n-Tetradecanα 5.9 n-Perttadecano 10,0 n-Hexadecanα 18.2 n-Heptadecano 22.0 n-Octadecano 28.2 n-Nonadecano 32.1 n-Eicosano 36.8 n-Heneicosano 40.5 n-Docosano 44.4 n-Tricosano 47.6 n-Tetracosano 5Q-9 n-Pentacosano 53.7 n-Hexacosarto- 56.4 n-Hepíacosano 59.0 n-Octacosano 61.4
19. Un proceso de conformidad con la reivindicación 16, en donde en el las microcápsulas pueden- tener un tamaño de partícula de 1 a 60 mieras.
20. Un proceso de conformidad con la reivindieadón 16 en donde las W
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microcápsulas pueden ser seleccionadas del grupo que consiste en microcápsulas inertes o reactivas.
21. Un proceso de conformidad con la reivindicación 16, en donde el agua dentro del tanque agitado se encuentra a una temperatura de entre 5o C a 80° C.
22. Un aditivo tenso-activo no iónico que imparte estabilidad y alta capaddad de penetradón a una suspensión de mierocapsulas a ser incorporada a cualquier etapa del proceso de tratamiento de cuero con el fin de incorporar de manera profunda las micraesferas en la matriz de piel, el cual comprende; de un 10% a un 35% de alcoholes grasos, de un 30% a un 80% de derivados de áddos grasos, de un 30% a un 80% de esteres de sorbitan, de un 1% a un 10% de aminas grasas y derivados etoxilados de las sustandas anteriores.
23. El aditivo tenso-activo de la reivindicació 22 en donde los alcoholes grasos son seleccionados del grupo que comprende: alcohol isodecílico, alcohol laurico, alcohol tridedlico, alcohol cetilico, alcohol cetoestearilico, alcohol estearilico y alcohol oleilico.
24. El aditivo tenso-activo de la reivindicación 22 en donde los derivados de ácidos grasos son seleccionados del grupo que consiste en áddo laurico, áddo palmitico, monoestearato de polietilen glicol, áddo esteárico y áddo oleico.
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