ES2206808T3 - Suavizante acuoso con suavidad mejorada. - Google Patents
Suavizante acuoso con suavidad mejorada.Info
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Abstract
LA INVENCION TRATA DE DISPERSIONES SUAVIZANTES ACUOSAS A BASE DE ESTERES DE ACIDOS TRIETANOLAMINGRASOS CUATERNARIOS CON UNA RELACION DEFINIDA DE TRIETANOLAMINA CON RESPECTO AL ACIDO GRASO, TENIENDO LOS COMPONENTES GRASOS UN DETERMINADO GRADO DE SATURACION.
Description
Suavizante acuoso con suavidad mejorada.
La presente invención se refiere a suavizantes
para telas en forma de emulsioneso dispersiones acuosas.
En el lavado de tejidos se emplean en la última
fase de lavado, como es sabido, los denominados suavizantes. De este
modo se evita un endurecimiento de la tela, que es provocado por el
secado. El tacto de los tejidos así tratados, tales como toallas
para las manos y toallas de baño, así como de la ropa interior y la
ropa de cama se ve influido agradablemente.
Habitualmente se emplean como suavizantes
compuestos catiónicos, por ejemplo compuestos de amonio cuaternario,
que además de radicales alquilo de cadena larga pueden contener
también grupos éster o amida, por ejemplo como se describe en los
documentos US-PS 3 349 033, 3 644 203, 3 946 115, 3
997 453, 4 073 735 y 4 119 545. Estos componentes se añaden al baño
de aclarado solos o en mezclas con otras sustancias catiónicamente
activas o incluso neutras en forma de dispersiones acuosas.
A menudo se emplean compuestos de amonio, que
contienen enlaces éster, como se describe por ejemplo en los
documentos EP-A-0 239 910,
US-PS 3 915 867, US-PS 4 137 180 y
US-PS 4 830 771.
El documento
WO-A-94/20537 se refiere a agentes
suavizantes concentrados que contienen compuestos de amonio
cuaternario, en los cuales los radicales de ácidos grasos de cadena
larga contienen 11 a 21 átomos de carbono y poseen índices de yodo
comprendidos en el intervalo de 5 a 100. El documento
US-A-5.637.743 da a conocer la
preparación de un suavizante, que contiene sales de amonio
cuaternario, en el cual las cadenas de ácidos grasos contienen 5 a
23 átomos de carbono, la relación de ácido graso:amina es 1,85 a
1,40 y los índices de yodo están comprendidos en el intervalo de 10
a 33.
Están particularmente muy extendidos compuestos
éster a base de trietanolamina tales como
N-metil-N,N-bis(beta-C_{14-18}-aciloxietilo),
N-beta-hidroxietil-amonio-metosulfato,
que son vendidos bajo nombres comerciales tales como TETRANYL® AT75
(marca de fábrica de la KAO Corp.), STEPANTEX® VRH90 (marca de
fábrica de la Stepan Corp.) o REWOQUAT® WE18 (marca de fábrica de la
Witco Surfactants GmbH).
Aun cuando estos compuestos catiónicos son
suavizantes eficaces en el caso del empleo en el baño de aclarado
final, los mismos exhiben todavía ciertos inconvenientes durante su
aplicación.
Uno de los inconvenientes de los agentes de esta
naturaleza es que el alto nivel requerido de poder de
retrohumectación y suavidad simultáneamente satisfactorios de los
productos textiles tratados con ellos no es todavía suficiente.
Bajo poder de retrohumectación se entiende por
regla general la absorción de humedad por la fibra. Ahora bien, una
poder de retrohumectación deficiente repercute inconvenientemente en
los casos en que debieran ser absorbidas mayores cantidades de
humedad de la superficie de la piel, p. ej. en el caso de las
toallas de manos o de baño, así como en la ropa interior o la ropa
de cama.
Mediante el empleo de procesos conocidos en sí
mismos (procesos por lotes o continuos) pueden prepararse con estos
productos dispersiones estables de suavizantes.
El objeto de la invención fue resolver los
inconvenientes citados anteriormente de las formulaciones de
suavizantes convencionales y proporcionar suavizantes para la colada
que, además de una satisfactoria biodegradabilidad exhiban un nivel
esencialmente mejorado de suavidad satisfactorio con mantenimiento
de una poder de retrohumectación asimismo satisfactoria.
Dicho objeto se ha resuelto mediante el empleo de
ésteres cuaternarios de aminoalcoholes de ácido graso a partir de
trietanolamina con ácidos grasos parcialmente hidrogenados en la
relación de 1:1,6 a 1:2 en alcoholes o glicoles.
Objeto de la invención son por consiguiente
suavizantes acuosos, que contienen al menos uno de los compuestos de
la fórmula general (I)
\newpage
en la cual R es el radical de un ácido graso con
14 a 18 átomos de carbono e índices de yodo comprendidos en el
intervalo de 15-25, y a puede ser = 1, 2,
3.
Los compuestos cuaternarios de la fórmula general
(I) coutilizados de acuerdo con la invención se preparan según los
procesos conocidos generalmente en este campo por esterificación de
trietanolamina con ácido graso y cuaternización subsiguiente.
Como componentes grasos para la esterificación o
transesterificación se emplean los ácidos grasos monobásicos
conocidos y habituales en este campo basados en aceites naturales
vegetales y animales que tienen particularmente
14-18 átomos de carbono, tales como ácidos grasos de
sebo y ácidos grasos de palma, o sus ésteres metílicos o
etílicos.
El contenido de estos ácidos grasos o ésteres de
ácidos grasos en componentes insaturados, se ajusta - siempre que
sea necesario - por el proceso conocido de hidrogenación catalítica
hasta índices de yodo comprendidos entre 15 y 25, o se obtiene por
mezcla combinada de componentes grasos totalmente hidrogenados con
componentes no hidrogenados.
El índice de yodo, como cifra de medida para el
grado de saturación medio de un ácido graso, es la cantidad de yodo
que es absorbida por 100 g del compuesto para la saturación de los
enlaces dobles.
De acuerdo con la invención, se prefieren ácidos
grasos de sebo y ácidos graso de palma parcialmente hidrogenados con
índices de yodo comprendidos entre 15 y 25. Dichos ácidos son
productos comerciales y son ofrecidos por diferentes firmas bajos
sus nombres comerciales correspondientes.
La esterificación o transesterificación se
realiza según procesos conocidos. En este caso, se hace reaccionar
la trietanolamina con la cantidad correspondiente de ácido graso o
éster de ácido graso del grado de esterificación deseado,
opcionalmente en presencia de un catalizador, p. ej. ácido
metanosulfónico, en atmósfera de nitrógeno a
160-240ºC, y el agua de reacción o el alcohol que se
forma se elimina por destilación continuamente, pudiendo reducirse
opcionalmente la presión para la culminación de la reacción.
La cuaternización subsiguiente se realiza también
según procesos conocidos. De acuerdo con la invención, se procede
ventajosamente de tal manera que el éster se trata a
60-90ºC con cantidades equimolares del agente de
cuaternización y bajo agitación, opcionalmente a presión, con
coutilización de un disolvente, preferiblemente en particular con
isopropanol, etanol, 1,2-propilenglicol y/o
dipropilenglicol y la culminación de la reacción se supervisa por
control del índice de amina total.
Ejemplos del agente de cuaternización coutilizado
son dialquilfosfatos y dialquilsulfatos de cadena corta tales como
sulfato de dietilo, fosfato de dimetilo, fosfato de dietilo e
hidrocarburos halogenados de cadena corta; de acuerdo con la
invención se emplea particularmente sulfato de dimetilo.
Para la preparación de los compuestos de amonio
cuaternario se hacen reaccionar y se cuaternizan trietanolamina
(TEA) y ácidos grasos según los procesos convencionales.
Como ácidos grasos se coutilizaron:
Ácido graso de sebo con un índice de acidez
200-210, un índice de yodo de 15-25
y una distribución de cadenas C de
| < C-16 | aprox. 2% | |
| C-16 | aprox. 26% | |
| C-16' | aprox. 2% | |
| C-17 | aprox. 3% | |
| C-18 | aprox. 48% | |
| C-18' | aprox. 15% | |
| C-18'' | < 1% |
Ácido graso de palma con un índice de acidez de
205-215, un índice de yodo de 15-25
y una distribución de cadenas C de
\newpage
| < C-16 | aprox. 3% | |
| C-16 | aprox. 47% | |
| C-16' | - | |
| C-17 | - | |
| C-18 | aprox. 28% | |
| C-18' | aprox. 17% | |
| C-18'' | aprox. 2% | |
| > C-18 | aprox. 2% |
Ácido graso de sebo con un índice de acidez de
200-210, un índice de yodo de 45-55
y una distribución de cadenas C de
| < C-16 | aprox. 4% | |
| C-16 | aprox. 26% | |
| C-16' | aprox. 2% | |
| C-17 | aprox. 3% | |
| C-18 | aprox. 17% | |
| C-18' | aprox. 41% | |
| C-18'' | < 4% | |
| > C-18 | aprox. 2% |
Se cuaternizó con sulfato de dimetilo.
Componente A: TEA:ácido graso I: 1:2
Componente B: TEA:ácido graso I: 1:1,6
Componente C: TEA:ácido graso II: 1:2
Componente D: TEA:ácido graso II: 1:1,6
Componente E: TEA:ácido graso III: 1:2
Componente F: TEA:ácido graso III: 1:1,6
La preparación de los suavizantes se realiza por
emulsión o dispersión de los componentes individuales respectivos en
agua. Para ello pueden emplearse los procedimientos habituales en
este campo.
Habitualmente se procede en este caso de tal
manera que se carga inicialmente el agua precalentada hasta aprox.
10ºC por debajo del punto de fusión nítido del suavizante,
incorporándose por dispersión primeramente con buena agitación la
solución de colorante, luego la emulsión antiespumante opcionalmente
necesaria y por último la masa fundida clara de los suavizantes
individuales sucesivamente. Después de la adición de una cantidad
parcial de una solución de electrólito se dosifica un perfume, a
continuación la cantidad restante de solución de electrólito, y por
último se deja enfriar bajo agitación hasta la temperatura ambiente.
Los suavizantes correspondientes a la invención pueden contener en
este caso los componentes indicados dentro de los límites habituales
en este campo, como por ejemplo 15-22% en peso de
los compuestos de la fórmula general (I); 2-5% en
peso de un disolvente tal como particularmente isopropanol, etanol,
propilenglicol o dipropilenglicol; 0,5-1,5% en peso
de una sal alcalina y/o alcalinotérrea; 0,5-1,5% en
peso de perfume y el resto hasta 100% en peso (ad 100) de agua.
Al igual que los suavizantes pertenecientes a la
técnica anterior conocida, los suavizantes correspondientes a la
invención se añaden en la fase de aclarado final, a continuación del
proceso de lavado propiamente dicho. La concentración a emplear está
comprendida, después de la dilución con agua y dependiendo del campo
de aplicación, en el intervalo de 0,1-10 g de
suavizante por litro de baño de tratamiento.
Análogamente al método DIN 53924, se lava la tela
de ensayo (aprox. 3 kg de tela de sarga de algodón, 100% algodón;
suministrador: WFK-Testgewebe GmbH, Krefeld) dos
veces con 100 g cada vez del detergente de ensayo y a continuación
sin detergente (en todos los casos programa de 95ºC con prelavado).
La tela de ensayo se cuelga a la temperatura ambiente durante un día
para secado. Después del secado, se cortan tiras de ensayo de aprox.
25 cm de longitud y 1,5 cm de anchura. Debe prestarse atención a que
todas las tiras de ensayo de una serie de pruebas tengan la misma
dirección de hilos.
Las tiras de ensayo se marcan con un bolígrafo.
Se punzonan orificios en ambos extremos de las tiras de ensayo; para
ello debe dejarse un borde de tela considerable, de aprox. 5 cm.
Se carga inicialmente en vasos de precipitados la
cantidad correspondiente de agua desmineralizada y se incorpora con
agitación 0,025%, referido al contenido de sólidos, del producto a
ensayar. Se realiza un ensayo en blanco cargando inicialmente
aguadesmineralizada en el baño de inmersión.
En estos baños se ponen en todos los casos 10
tiras de ensayo, se agita durante 5 min. a aprox. 50 rpm con ayuda
de un agitador magnético y a continuación se deja sin agitación
durante 5 min. Seguidamente se secan las tiras de ensayo durante 24
horas a la temperatura ambiente manteniéndolas colgadas. Después de
este tiempo, se traza una raya con un rotulador de fieltro soluble
en agua en el lado satinado de cada una de las tiras paralelamente a
los bordes largos exteriores.
Las tiras de ensayo así tratadas (valor en blanco
+ producto(s) de ensayo) se fijan luego en el dispositivo de
inmersión. En este caso debe procurarse que no se produzca
dilatación alguna de las tiras. El dispositivo de inmersión con las
tiras se introduce en la pila llena hasta una altura de 8 cm con
agua desmineralizada (lo que correspondeaproximadamente a 10 l) y se
deja en ella durante 5 min. Transcurridos 10 min. Después de la
retirada del dispositivo de inmersión de la pila, se determina la
altura de subida del agua en mm, que puede reconocerse en el
colorante del rotulador de fieltro que escurre. Para esto debe
prestarse atención a que el borde inferior del orificio esté
inmediatamente contiguo a la parte superior del gancho de
suspensión, a fin de evitar errores de lectura. El agua
desmineralizada tiene que renovarse después de cada ensayo.
Experimentalmente pueden presentarse en este
método ligeras fluctuaciones, que deben tenerse en cuenta en el
cálculo por indicación de la desviación estándar.
Poder de retrohumectación (%) = \frac{Altura \
de \ subida \ A \ en \ mm \ x \ 100%}{Altura \ de \ subida \ BW \ en
\ mm}
BW: altura de subida del agua (colorante) en mm
de los ensayos en blanco en media aritmética
A: altura de subida del agua (colorante) en mm
de las muestras de un suavizante en media aritmética.
3 kg de la tela de ensayo (tela "Duosoft",
100% algodón; suministrador: Fa. Vossen) se lavan dos veces con 100
g de detergente de ensayo cada vez y a continuación dos veces sin
detergente (en todos los casos programa a 95ºC con prelavado,
duración aprox. 2 h); número de revoluciones de la centrifugadora:
1200 rpm.
Con un volumen fijo de baño predeterminado de 15
l (Miele W 719) se obtiene una relación de baño de 1:5. Después del
lavado, la tela de ensayo se deja colgada durante un día a la
temperatura ambiente para el secado y a continuación se mantiene
hasta su manipulación a la temperatura ambiente.
Para la inmersión de la tela se cargan
inicialmente en los vasos de precipitado las cantidades calculadas
del suavizante a 15-20ºC y se llenan con agua del
grifo de aproximadamente 9ºdH y 15-20ºC hasta 2
litros. A continuación se agita por medio del agitador magnético
hasta que se obtienen dispersiones o soluciones homogéneas.
Se realiza un ensayo en blanco, en el cual se
carga inicialmente agua pura del grifo en el baño de inmersión. Se
sumerge en cada baño de aclarado una pieza de tela de ensayo.
Después de 10 min. se retira la tela del baño de aclarado, se
retuerce ligeramente, se sacude tres veces ligeramente y se seca
dejándola colgada durante 48 h a la temperatura ambiente en una sola
capa.
La tela de ensayo así tratada se corta en 10
piezas de igual tamaño (aprox. 16 x 25 cm). Cada ensayador recibe
para la evaluación una pieza de ensayo nueva. Debe impedirse que
después de varios ensayos de tacto, las piezas de ensayó estén
"manoseadas".
Las telas de ensayo tratadas con diferentes
suavizantes se comparan luego por parejas. Como valoración, los
ensayadores pueden asignar puntos enteros comprendidos entre 0 y 5,
donde 0 puntos significa deficiente (dura) y 5 puntos significa
satisfactoria (suave).
Las diferencias entre las parejas aisladas se
registran en todos los casos en la segunda columna (puntos de
diferencia).
A continuación debe asignarse la diferencia al
producto mejor evaluado. Cuanto más puntos de diferencia recibe un
producto, tanto mejor es su suavidad.
Según este proceso (proceso por lotes) se
preparan dispersiones a partir de los componentes mencionados:
| 22,0 g | Componente A |
| 0,60 g | Colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Fa. Sandoz) |
| 0,20 g | Agente antiespumante (SAG 220 de la Fa. OSI) |
| 0,80 g | Perfume Fragrance® (D 60515 W de la Fa. Haarman und Reimer GmbH) |
| 0,20 g | CaCl_{2} |
| ad 100 | Agua, 9ºdH |
| 19,2 g | Componente B |
| 0,60 g | Colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Fa. Sandoz) |
| 0,20 g | Agente antiespumante (SAG 220 de la Fa. OSI) |
| 0,80 g | Perfume Fragrance® (D 60515 W de la Fa. Haarman und Reimer GmbH) |
| 0,20 g | CaCl_{2} |
| ad 100 | Agua, 9ºdH |
| 22,0 g | Componente C |
| 0,60 g | Colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Fa. Sandoz) |
| 0,20 g | Agente antiespumante (SAG 220 de la Fa. OSI) |
| 0,80 g | Perfume Fragrance® (D 60515 W de la Fa. Haarman und Reimer GmbH) |
| 0,20 g | CaCl_{2} |
| ad 100 | Agua, 9ºdH |
| 19,2 g | Componente D |
| 0,60 g | Colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Fa. Sandoz) |
| 0,20 g | Agente antiespumante (SAG 220 de la Fa. OSI) |
| 0,80 g | Perfume Fragrance® (D 60515 W de la Fa. Haarman und Reimer GmbH) |
| 0,20 g | CaCl_{2} |
| ad 100 | Agua, 9ºdH |
| 22,0 g | Componente E |
| 0,60 g | Colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Fa. Sandoz) |
| 0,20 g | Agente antiespumante (SAG 220 de la Fa. OSI) |
| 0,80 g | Perfume Fragrance® (D 60515 W de la Fa. Haarman und Reimer GmbH) |
| 0,20 g | CaCl_{2} |
| ad 100 | Agua, 9ºdH |
| 19,2 g | Componente F |
| 0,60 g | Colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Fa. Sandoz) |
| 0,20 g | Agente antiespumante (SAG 220 de la Fa. OSI) |
| 0,80 g | Perfume Fragrance® (D 60515 W de la Fa. Haarman und Reimer GmbH) |
| 0,20 g | CaCl_{2} |
| ad 100 | Agua, 9ºdH |
| Suavidad [puntos] | Poder de retro-humectación [%] | |
| Componente A | 42 | 56 |
| Componente B | 40 | 58 |
| Componente C | 40 | 61 |
| Componente D | 38 | 63 |
| Componente E | 32 | 62 |
| Componente F | 29 | 65 |
| Suavidad [puntos de diferencia] | ||
| Componente A: | Componente B | 6:4 |
| Componente A: | Componente C | 6:4 |
| Componente A: | Componente D | 5:1 |
| Componente A: | Componente E | 10:0 |
| Componente A: | Componente F | 13:0 |
| Componente B: | Componente C | 6:6 |
| Componente B: | Componente D | 5:3 |
| Componente B: | Componente E | 9:1 |
| Componente B: | Componente F | 11:0 |
| Componente C: | Componente D | 6:4 |
| Componente C: | Componente E | 10:2 |
| Componente C: | Componente F | 11:0 |
| Componente D: | Componente E | 8:2 |
| Componente D: | Componente F | 10:1 |
| Componente E: | Componente F | 6:3 |
Claims (3)
1. Suavizante acuoso, que contiene al menos uno
de los compuestos de la fórmula general (I)
en la cual R es el radical de un ácido graso con
14 a 18 átomos de carbono e índices de yodo comprendidos en el
intervalo de 15-25,
y
a puede ser = 1, 2, 3.
2. Suavizante acuoso de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual la relación de trietanolamina:ácido
graso es = 1:1,6 a 1:2.
3. Suavizante acuoso de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual R es el radical de un ácido graso de
sebo o ácido graso de palma con índices de yodo de 15 a 25.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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