CA1166406A

CA1166406A - Compositions stabilisantes pour produits peroxydes

Info

Publication number: CA1166406A
Application number: CA000388971A
Authority: CA
Inventors: Jacques Tourdot; Henry Carron
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1980-11-04
Filing date: 1981-10-29
Publication date: 1984-05-01
Also published as: GR75357B; FI813452L; NO154343C; NO154343B; FI66820B; US4384970A; NO813714L; DE3162441D1; FR2493294B1; FI66820C; EP0051509A1; DK149338B; FR2493294A1; ES506799A0; JPS57105499A; ES8307660A1; ATE6431T1; DK485481A; JPH0227399B2; DK149338C

Abstract

La présente invention concerne des compositions stabilisantes pour produits peroxydés. Ces compositions stabilisantes contiennent du silicate de magnésium colloïdal associé à l'acide diéthylènetriaminepentaacétique et à l'acide diéthylènetriaminepentaméthylène phosphonique. Ces dites compositions stabilisantes sont notamment destinées aux lessives ménagères et industrielles.

Description

I ~ ~6~6 La présente invention concerne des compositions stabilisantes pour produits peroxydés, notamment lors de leur emploi dans le blanchiment et le blanchissage des fibres et des tissus textiles. Ces compositions stabilisantes sont notamment destinées aux lessives ménagères et industrielles.
La plupart des lessives ménagères contiennent un composé peroxydé, tel perborate de sodium ou percarbonate de sodium, ayant pour effet d'améliorer l'élimination de nombreuses taches et de redonner au linge sa blancheur initiale grâce à
son effet de blanchissage. De même, l'industrie textile utilise généralement des bains comportant un composé peroxydé, tel peroxyde d'hydrogène ou perborate de sodium pour le blan-chiment des textiles écrus.
Pour obtenir un effet maximum de blanchiment ou de blanchissage, il est nécessaire de bien stabiliser le composé
peroxydé. Cet effet stabilisant peut être obtenu par l'addi-tion, au bain de lavage, de silicate de magnésium qui ralentit la vitesse de décomposition du composé peroxydé. Le silicate de magnésium permet de conserver dans le bain de blanchiment le maximum d'oxygène actif au-delà d'une température de l'ordre de 60C, à partir de laquelle le composé peroxydé atteindra sa pleine efficacité.
Le silicate de magn~sium est additionné à la lessive soit préformé, soit formé "in situ" à partir de silicate de sodium et d'un sel de magnésium. Le procédé de formation "in situ" donne généralement un toucher rèche, provoque des réserves en teinture par suite du manque d'hydrophilité, et cause des d~pôts dans les appareils de blanchiment ou de blanchissage pouvant entrainer l'usure m~canique des fibres textiles blanchies.
Selon le brevet américain 3.860.391, de la Société
Benkiser-Knapsak, il a été proposé un procédé de blanchiment de - 1 - ~

1 J ~6~06 fibres textiles dans un bain sans silicate, dont le pH est ajusté entre 9 et 12, dans lequel on additionne un agent stabilisant consistant en un m~lange d'un composé hydroxy-aliphatique contenant 2 à 6 atomes de carbone et d'un acide phosphonique choisi parmi le groupe consistant en un amino acide alkylène phosphonique, un acide hydroxyalcane phospho-nique, un sel soluble de ces acides et des mélanges de ceux-ci, le composé peroxydé étant le peroxyde d'hydrogène.
Le brevet français 2.396.114, au nom de la Société
dite Manufacture de produits chimiques Protex, a proposé des compositions destinées à la stabilisation des bains de peroxy-de d'hydrogène, constituées, sous une forme concentrée, par des formulations liquides et stables composees de silicate de sodium et d'un complexe de magnésium; ledit complexe de magnésium étant formé à partir d'acides phosphoniques.
Le brevet français 2.420.593, au nom de Kao Soap, qui a pour objet des compositions de blanchiment qui n'altèrent pas la couleur des textiles traités, propose d'ajouter notamment au percarbonate de sodium ou au produit d'addition d'éthane -1,1,2,2, tétracarboxylate tétrasodique et de H202, au moins un composé organoacétique et organophosphonique.
D'autre part, le brevet français 2.140.213 au nom de Monsanto, concerne un agent de stabilisation pour réduire la décomposition d'un composé peroxydé contenu dans une solution aqueuse alcaline. Cet agent est formé par une combinaison de l'acide 1 - hydroxyéthylidène -1,1 diphosphonique, dit HEDP, l'acide nitrilotriacétique, dit NTA, et des sels solubles dans l'eau et un sel soluble dans l'eau tel le sulfate de magnésium.
Et le brevet français 1.420.462, au nom de la demanderesse est relatif à un procédé de stabilisation 1 ~ 66~06 de composés peroxydés par le silicate de magnésium, lors de leur emploi dans le blanchiment et le blanchissage des fibres et des tissus textiles, selon lequel le silicate de magnésium est utilisé préformé à l'état colloidal. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé, le silicate de magnésium préformé
à l'état colloidal est utilisé en association avec de petites quantités de sel dimagnésien de l'acide éthylènediaminotétra-cétique.
Or, il a été trouvé qu'en présence de silicate de magnésium colloidal, l'association d'un séquestrant organo-acétique et d'un séquestrant organophosphonique, utilisés en petite quantité, possède un effet de synergie sur la stabilité
du bain de blanchiment ou de blanchissage, la diminution de la dégradation du degré de polymérisation de la fibre textile restant par ailleurs satisfaisante.
Cet effet de synergie est particulièrement marqué
lorsque le bain de blanchiment ou de blanchissage contient à
la fois des traces de cuivre et de fer.
Selon l'invention, on propose des compositions sta-bilisantes à base de silicate de magnésium colloidal, pourproduits peroxydés, tels perborate de sodium, percarbonate de sodium, peroxyde d'hydrogène etc, destinées à la stabilisation des bains de blanchissage préparés au moyen de lessives ména-gères ou de bains de blanchiment de l'industrie textile. Ces compositions contiennent un silicate de magnésium colloidal associé à une faible teneur d'un séquestrant du type organo-acétique et à une faikle teneur d'un séquestrant du type organophosphonique.
On obtient des résultats intéressants avec une association stabilisante contenant 1 à 15% en poids de 1 ~ ~6406 séquestrant du type organophosphonique et 1 à 20% en poids de séquestrant du type organoacétique : en particulier des teneurs de 2 à 6% en poids de sequestrant du type organophos-phonique et 1,5 à 8% en poids de séquestrant du type organo-acétique.
Le séquestrant organophosphonique sous forme acide ou de sel soluble dans l'eau est un dérivé des acides amino (alcane inférieur) phosphoniques tel le diéthylènetriamine-pentaméthylènephosphonique (DTPMP). Le séquestrant organo-acétique est un dérivé des acides amino (alcane inférieur)acétiques tel l'acide diéthylènetriaminepentaacétique (DTPA).
Des essais ont montré qu'il existe une relation entre la conservation voire l'amélioration du degré de poly-mérisation (DP) d'un textile et la stabilisation du composé
peroxydé, caractérisée par le pourcentage d'oxygène actif résiduel.
Des essais comparatifs conduits dans des conditions identiques ont montré l'efficacité supérieure de la composition stabilisante selon l'invention et l'effet de synergie de la nouvelle association par rapport au silicate de magn~sium colloidal employ~ seul, aux associations binaires du silicate de magnésium colloidal avec le DTPA d'une part, et le DTPMP
d'autre part, et à l'association ternaire selon le brevet fran,cais 2.140.213.
DP Gain sans stabilisant 1000 silicate de Mg seul 1040 40 rsilicate de Mg . ~ DTPA

rsilicate de Mg 980 Nul + DTPMP

silicate de Mg DTPA + DTPMP

rsulfate de Mg 920 Nul + NTA + HEDP
On constate que la composition stabilisante selon l'invention permet d'obtenir un gain très substantiel du degré
de polymérisation, alors que l'association proposée dans le -brevet franc,ais 2.140.213 ne procure aucune amélioration de la protection de la cellulose.

De plus, on a observé que le remplacement de sulfate de magnésium par du silicate de magnésium en association avec les séquestrants NTA ~ HEDP proposés dans le brevet ci-dessus référencé, constitue également une association inefficace vis à vis de la protection de la cellulose.
Il est donné ci-après des exemples qui illustrent l'invention à titre non limitatif.

Des compositions à base de silicate de magnésium colloidal ont ~té préparées avec des doses variables de DTPA

et de DTPMP. Les doses de DTPA et DTPMP sont données en pourcentage en poids de produit pur.
Le tableau 1 ci-dessous indique les proportions en pourcent des différentes compositions r~alisées.

Composition stabilisante DTPA% DTPMP%
No. 1 o o

2 7,5 0

3 20 0

4 0 4,8 30 5 ` 10,7 ~ 3 ~ 6 6 7 4,4 7 6,6 10 8 19,2 3,8 9 18,2 8,8 La composition no. 1 ne comprend ni DTPA ni DTPMP :
il s'agit d'une composition témoin qui sert de référence pour mesurer l'efficacité des autres compositions.
Ces compositions stabilisantes ont été essayées dans un bain lessiviel de formulation suivante:
10- Lessive du commerce (sans peroxyde) : 5 g/l - Perborate de sodium tétrahydraté : 3 g/l - Composition stabilisante : 0,2 g/l - Fe (sel soluble) : 1,5 ppm - Cu (sel soluble) : 1,5 ppm Le bain lessiviel est maintenu à 90C pendant 1 heure, on procède ensuite au dosage de la quantité d'oxygène actif (OA) résiduel rapport à la quantité d'oxygène actif contenu initiale-ment dans le bain.
Le rapport OA résiduel en pourcent d~finit en quelque sorte OA initial le pouvoir stabilisant de la composition.
D'autre part, pour mieux mettre en évidence les avan-tages des compositions nouvelles, le gain d'OA résiduel, appor-té par lesdites compositions, est défini comme la différence du pouvoir stabilisant d'une de ces dites compositions moins le pouvoir stabilisant de la composition témoin no. 1.
Le gain d'OA résiduel est exprimé en pourcent, par la formule suivante:

I 1 664a6 Gain d'OA résiduel % =

Pouvoir stabilisant % - Pouvoir stabilisant %

(composition stabili- ~composition no. 1) sante) Le tableau 2 indique le pouvoir stabilisant et le gain dlOA residuel des différentes compositions stabilisantes.

Composition stabilisantePouvoir stabilisantGain d'OA
No. 1 (témoin) 4%

10 2 24% 20%
3 43% 39%
4 15% 11%
57% 53%
6 57% 53%
7 75% 71%
8 57% 53%
9 82% 78%
Les résultats du tableau 2 montrent que le pouvoir stabilisant et le gain d'OA n'augmentent pas d'une manière continue en fonction de l'augmentation du DTPA et du DTPMP

dans la composition.
On remarque par exemple que les compositions no. 5, 6 et 8 ont le même pouvoir stabilisant et le même gain d'OA
alors que la somme des pourcentages de DTPA et DTPMP sont respectivement de 10,7%, 11,4% et 23%.

L' effet de synergie entre les deux séquestrants est particulièrement marqué pour la composition no.6, il est illustré par le tableau 3.

I I S6~0~

Composition DTPA DTPMP Pouvoir stabilisant Gain d'OA
% %
NQ. 2 7, 5 0 24% 20%
4 0 4, ~ 15% 11%
(2 + 4)? 7,5 4,8 39% 31%
6 7 4, 4 57% 53%
Le tableau 3 montre que la somme des résultats des compositions no. 2 et 4 correspondant à la composition hypothé-tique (2 + 4)? sont nettement inférieures en tant que pouvoirstabilisant et gain d'OA, aux résultats de la composition no. 6 qui contient réellement des pourcentages de DTPA et DTPMP légè-rement inférieurs aux pourcentages de DTPA et DTPMP de la composition hypothétique (2 + 4)?
La synergie du DTPA et du DTPMP à des teneurs rela-tivement faibles est particulièrement avantageuse sur le plan économique car le DTPMP est nettement plus cher que le DTPA.
La composition no. 6 qui ne contient que 4, 4% de DTPMP a le même pouvoir stabilisant et le même gain d'OA que la 20 composition no. 5, par exemple qui contient 10, 7% de DTPMP.

Si l'on considère la dégradation de la fibre textile au cours des lavages successifs et plus particulièrement la diminution du degré de polymérisation (D.P.) de la cellulose du coton, on ne retrouve pas un effet de synergie aussi net mais les résultats montrent cependant que l'association du DTPA et du DTPMP, à faibles teneurs et dans des proportions bien déterminées, procurent des résultats satisfaisants.
Les essais concernant la diminution du DP de la cellulose du coton ont été réalisés selon le protocole expéri-mental suivant:

1 ~ 6~0~

On soumet des pièces de tissu à une succession de 10 lavages à 90C pendant 40 minutes dans un appareil Terg-O-tometer*, le bain lessiviel a la composition suivante:
- Lessive du commerce : 5 g/l (sans peroxyde) - Perborate de sodium tétrahydraté : 3 g/l - Composition stabilisante : 0,2 g/l - Fe (sel soluble) : 1,5 ppm - Cu lsel soluble) : 1,5 ppm Les pièces testées sont en tissu EMPA 301* : il s'agit d'un tissu de référence, en coton, utilisé dans l'indus-trie textile et du blanchiment, ce tissu est fourni par le Laboratoire Fédéral d'Essais des Matériaux de l'Institut de Recherches de St Gall en Suisse.
D'autre part, le degré de polymérisation de la cellulose est déterminé selon la méthode décrite dans la norme AFNOR T 12005. Le DP du tissu E~PA 301 était, au départ, avant les lavages, de 1850.
Les résultats de cette expérimentation sont rassem-blés dans le tableau 4.

Composition D.P. après 10 lavaqes D.P. résiduel en %
Sans stabilisant670 36,2 No. 1 700 37,8 2 960 52,0 3 1,010 54,6 4 800 43,2 1,120 60,5 30 6 1,140 61,6 * Marque de commerce 0 ~

71,350 73,0 81,180 63,8 91,360 73,5 Les résultats du tableau 4 montrent que le DP
résiduel dépend généralement de la quantité globale de séques-trants DTPA et DTPr~P pr~sente dans la composition. Le DTP~?
a un effet ~lus accentué que le DTPA sur la conservation du DP.
L'effet de synergie est moins marqué bien que la composition no. 6, par exemple, donne un DP résiduel de 61,6%
donc nettement supérieur au DP résiduel donné par la composi-tion no. 2 (52%) et la composition no. 4 (43,2%).
EXEMPLE 5 (comparatif) On a recherché à comparer l'efficacité de diverses compositions stabilisantes pour les produits peroxydés, notam-ment lors de leur emploi dans le blanchiment et le blanchissage des fibres et tissus textiles.
Selon l'exemple 5, tableau 3 (6), du brevet fran~ais 2.140.213 on utilise une solution stabilisante à 36,1% de 1 mole de NTA, 0,47 mole de magnésium (provenant d'un sel soluble, le sulfate de magnésium) et 0,3 mole de HEDP. Soit une solu-tion qui contient en poids 29% de NTA à 90%, 15,8% de MgSO4, 7H2O et 14,1% de HEDP à 60%.
Selon la présente invention, la composition stabili-sante est constituée par 78% de silicate de magnésium colloidal, 14,5% de DTPA en solution 40% (sel de sodium) et 7,5% de DTPMP
en solution à 50%.
Pour vérifier l'efficacité des différentes composi-tions stabilisantes, on a réalisé des successions de lavages de tissus EMPA 301* en présence de fer et de cuivre.
Sur appareil "Terg-O-tometer", on soumet les pièces 1 ~ 66~06 de tissu à une succession de lavages à 90C, pendant 40 minutes, y compris le temps de montée en température (environ 30 minutes), dans un bain lessiviel de composition suivante:
Qualité de l'eau : eau distillée - Lessive du commerce sans peroxyde : 5 g/l - Perborate de sodium tétrahydraté : 3 g/1 - Fer (sulfate de fer) : 1,5 ppm - Cuivre (sulfate de cuivre) : 1,5 ppm - Tissu : 28 g.pour 1 litre de bain La dégradation de la cellulose a été évaluée par détermination du degré de polymérisation DP après une succes-sion de 5 lavages en présence de chaque composition stabilisante~
L'exemple cité dans le brevet français 2.140.213 fait état d'une dose de 2 g/l de composition stabilisante dans un bain contenant 22 g. de H2O2 à 35% par litre.
Il n'a été appliqué que 0,2 g/l de ladite composition stabilisante comparativement à la même quantité pour la présente invention en raison d'une teneur en oxygène actif beaucoup plus faible soit 300 mg/l au lieu de 3600 mg/l dans l'art antérieur.
Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau

5.

1 3 f~06 ._ ._ Essais Composition OA%
No. Résiduel DP

Silicate DTPA DTPMP NTA HEDP MgSOA
Mg 40% 50% 90% 60% 7H O
mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg~l .
1 _ _ _ _ _ _ O 1, 000 2 200 _ _ _ _ ~ 0 1,040 3 200 37,5 _ _ _ _ 35 1,180 4 200 _ 19 _ _ _ 8 980 200 37,5 19 _ _ _ 45 1,300

6 200 _ _ 17 _ _ 11 990

7 200 _ _ _ 16 _ 1 1,040

8 200 _ _ 17 16 _ 5 1,010

9 200 _ 19 17 _ _ 26 1,110 , 200 37,5 _ _ 16 _ 33 1,140 11 _ _ _ 58 28 32 10 920 I

DP = degré de polymérisation OA% oxygène actif r~siduel.
La lecture des résultats figurant dans ce tableau démontre l'effet de synergie de ]'association de la composition de l'essai no. 5, selon l'invention : silicate de magnésiurn colloidal +DTPA + DTPMP, alors qu'aucune amélioration de la protection de la cellulose n'est obtenue dans les essais no. 8 et 11 : respectivement relatifs aux associations silicates de magnésium colloidal + NTA + HEDP et sulfate de magn~sium + NTA + HEDP.
De plus, on constate que dans les conditions de l'essai 5, le perborate de sodium est mieux stabilisé que dans les autres essais. Dans l'essai 5, la quantité d'oxygène actif résiduel est de 45%, alors qu'elle n'est que de 5 et 10%

dans les essais no. 8 et 11.

Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Composition stabilisante des bains de blanchiment et de blanchissage, procurant une amélioration de la protection de la cellulose, à base de silicate de magnésium colloïdal pour utilisation des produits peroxydes, caractérisée en ce qu'elle contient du silicate de magnésium colloïdal associé à
l'acide diéthylènetriaminepentaacétique et à l'acide diéthylè-netriaminepentaméthylène phosphonique.

2. Composition stabilisante selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'acide diéthylènetriaminepentaacétique est présent dans l'association à raison de 1 à 20% en poids et l'acide diéthylènetriaminepentaméthylène phosphonique à raison de 1 à 15% en poids.

3. Composition stabilisante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition contient 1,5 à 8% en poids d'acide diéthylènetriaminepentaacétique et 2 à 6% en poids d'acide diéthylènetriaminepentaméthylène phosphonique.

4. Procédé de lessives ménagères et industrielles des fibres et des tissus textiles caractérisé par le fait que l'on traite ces dernières au moyen des compositions selon les revendications 1, 2 ou 3.