sPráškový prostředek do máchací lázně a způsob jeho přidávání
Oblast techniky
Vynález se týká prostředků do máchací lázně obsahujících změkčující nebo antistatickou složku dodanou přímo do máchací kapaliny v průběhu kroku máchání.
Dosavadní stav techniky
V minulosti byla úprava tkanin uskutečňována buď během máchacího stupně procesu praní a máchání tkanin, nebo v průběhu sušení tkanin v bubnu. Téměř ve všech případech se úprava při máchání uskutečňuje přidáním kapalné disperze prostředku do máchací lázně k máchací lázni. Kapalná disperze byla tradičně distribuována a dodávána spotřebitelům ve formě vodné disperze připravené k použití. V současné době vedl zájem o životní prostředí a pohodlí pro spotřebitele k prodeji koncentrovaných vodných disperzí, které se buď užívají v menších množstvích, nebo se před použitím mísí s vodou k vytvoření připraveného předředěného prostředku.
V EP 234082 bylo navrženo dodávat prostředek do máchací lázně jako pevný blok. Tento přístup vyžaduje užití speciálního uložení pro blok a může také vyžadovat modifikace pračky, aby mohl být blok rozpuštěn a přidáván rozstřikovacím systémem. V různých formách se také navrhovalo dodávat změkčovač tkanin v granulámí nebo práškové formě. Typický je EP 111074, který užívá oxid křemičitý jako nosič změkčovadla.
Nevýhodou použití nosiče jako je oxid křemičitý je, že zvyšuje objem produktu a nemá žádnou funkci, až na tu, že způsobí kompatibilitu prášku s ostatními složkami, které mohou být obsaženy v pracím prášku.
WO 92/18593 popisuje granulámí směs změkčující tkaniny, obsahující neiontový změkčovač tkanina kationtový materiál s jediným dlouhým alkylovým řetězcem. Přihláška uvádí, že účinná kationtová změkčující sloučenina v případě použití v granulámí formě vykazuje špatné disperzační vlastnosti.
Z těchto příčin, přes zřetelné výhody prodeje bezvodého práškového prostředku do máchací lázně pro životní prostředí a úspory při dopravě, se takový prostředek nedodává.
Podstata vynálezu
Podstatu vynálezu tvoří práškový prostředek do máchací lázně, obsahující:
a) ve vodě nerozpustnou kationtovou aktivní látku vzorce:
OOCR2
I (Ri/hT - (CH7)n------CH X
I
CH2OOCR2 ve kterém každá skupina R] je nezávisle zvolena z C]^ alkylových, hydroxyalkylových nebo C2_4 alkenylových skupin a kde každá skupina R2 je nezávisle zvolena z C2_27 alkylových nebo alkenylových skupin a n je celé číslo od 0 do 5, a
- 1 CZ 285938 B6
b) neiontové disperzní činidlo.
Vynález dále zahrnuje způsob dodávání granulámího prostředku do máchací lázně přidáním prostředku přímo do máchací kapaliny prací náplně, kde uvedený prostředek do máchací lázně obsahuje ve vodě nerozpustné kationtové aktivní činidlo vzorce:
OOCR2 (Ri)3N+-(CH2)n------CH XI
CH2OOR2 ve kterém každá skupina Rj je nezávisle zvolena z CH alkylových, hydroxyalkylových nebo C2-4 alkenylových skupin, a ve kterém každá skupina R2 je nezávisle zvolena z C2_27 alkylových nebo alkenylových skupin a n je celé číslo od 0 do 5.
Výhodně by měl být práškový prostředek do máchací lázně podle vynálezu používán při ručním máchání nebo při používání pračky se dvěma bubny nebo pračky s vrchním plněním, protože tyto způsoby máchání umožňují, aby prostředek do máchací lázně pro tkaniny byl manuálně dávkován v konečném máchacím stupni.
Pro dobré rozpuštění je výhodné, je-li teplota máchací vody nad 10 °C, výhodně nad 20 °C. Avšak přijatelná úroveň změkčení je dosažena i pod 10 °C.
Výhodně tvoří kationtové aktivní činidlo více než 40 % hmotnostních a méně než 95 % hmotnostních prášku.
Prášek může také obsahovat pomocnou aktivní látku v množství do 20 % hmotnostních. Výhodnými pomocnými aktivními látkami jsou mastné kyseliny.
Je výhodné, když je v prostředku přítomno přibližně 1 % hmotnostní až 15 % hmotnostních mastné kyseliny ke zvýšení změkčení. Ideální je poměr kationtové aktivní látky : mastné kyselině větší než 6:1. Výhodněji je poměr kationtové aktivní látky : mastné kyselině 12 : 1.
Neiontová aktivní látka je ve směsi přítomna jako pomocný disperzační prostředek, který dále zvětšuje změkčení; je výhodné, když neiontová aktivní látka je zvolena ze skupiny ethoxylátů alkoholů, výhodně ethoxyalkoholů s dlouhým řetězcem. Výhodné hladiny neiontového disperzačního činidla jsou mezi 5 % hmotnostními a 20 % hmotnostními.
Výhodně může prášek také obsahovat pomocný prostředek pro zvýšení sypnosti a ostatní složky běžně užívané v prostředcích do máchací lázně, jako parfémy, protipěnivá činidla, konzervační činidla a barviva.
Z hlediska ochrany životního prostředí je výhodné, aby byl kvartemí amoniový materiál biologicky degradovatelný.
Výhodné příklady kvartemích amoniových sloučenin jsou chlorid diesteru 1-trimethylamonium2,3-propandiolu s mastnými kyselinami ztuženého loje (HT TAMPC) a jejich způsoby výroby jsou například popsány v US patentu 4,137,180 (Lever Brothers). Výhodně tyto materiály obsahují malá množství odpovídajícího monoesteru, například chlorid 3-monoesteru 1trimethylamonium-2,3-propandiolu s mastnými kyselinami loje.
-2CZ 285938 B6
Směs může dále obsahovat další pomocnou aktivní látku z mastných kyselin a může zahrnovat ztuženou mastnou kyselinu loje. Avšak obsah mastné kyseliny by měl být udržován co nejnižší, výhodně méně než 15 %, k minimalizaci snížení změkčovací schopnosti v případě, že dochází k přenosu aniontové aktivní látky z dřívější prací části procesu praní a máchání tkanin.
Příklady provedení vynálezu
Vynález bude nyní popsán s odkazem na následující neomezující příklady.
Příklad 1, A
Prášek následujícího složení byl připraven společným tavením složek a ponecháním směsi znovu ztuhnout a pak rozemletím na velikost částic mezi 150 - 250 μ.
|
Složka |
% hmotn. |
Výrobce |
Chemický název |
|
l.HT TMAPC |
80,7 |
Hoechst |
Chlorid diesteru 1-trimethylaminu- |
|
2. Ztužené mastné |
6,2 |
Hoechst |
2,3-propandiolu s mastnými kyselinami ztuženého loje
Ztužené kyseliny loje |
|
kyseliny loje
3. Genapol C-100 |
4,7 |
Hoechst |
Kokosový ethoxyalkohol ethoxylo- |
|
(100%)
4. Parfém (LFU 384P) |
3,4 |
Quest |
váný 10 mol ethylenoxidu |
|
5. Microsil/GP |
4,2 |
Crosfields |
Hlinitokřemičitan |
Neiontová aktivní látka Genapol C-100 je zvolena pro svoji biodegradabilitu. Mikrosil je zahrnut jako pomocný prostředek pro zvýšení sypnosti.
Příklad 1 byl srovnán s komerčním granulámím produktem do máchací lázně známým jako „Myoshi stick“ (příklad A). Složení prostředku z příkladu A je popsáno níže.
Příklad A
Tabulka 2
|
Složka |
% hmotn. |
Chemický název |
|
Arquad 2 HT |
13,6 |
di(lojový alkyl)dimethyl- |
|
Benzyldimethylamoniumchlorid |
8,2 |
amoniumchlorid |
|
kokosového oleje Močovina |
78,2 |
— |
Dávkování každého produktu bylo upraveno tak, že byly dávkovány na stejnou koncentraci aktivní látky, 0,1 % kationtového činidla na hmotnost tkaniny (o. w. f).
Prostředky byly použity při posledním máchání testovaných tkanin za následujících podmínek testu.
Test i)
Prací náplň sestávala z 50/50 směsi (hmotnostní) froté ručníkoviny a polyesterové bavlny. 2,4 dm3 vody 4 °FH (1 °FH - 10 ppm jako CaCO3, tj. 1 θ’4 M) se přidá do džberu a přidá se 7,2 g komerčního jihoafrického pracího prášku a míchá se (3 g pracího prášku/litr vody). 80 g froté ručníkoviny (6 vzorků 8, 7,5 x 7,5 cm) a 80 g polyesterové bavlny se přidá do džberu. Tkaniny se nechají po 20 minut nasáknout a pak se ručně promíchávají 5 minut. Tkaniny se vyjmou ze džberu a vyždímají se, aby se odstranil přebytek vody. Tkaniny byly vráceny do džberu obsahujícího 2,4 dm3 čerstvé vody (nebyl přidán žádný hlavní prací prostředek) a máchají se ručním promícháváním po další 2 minuty. Tkaniny se vyjmou, ručně se vyždímají a máchací proces se opakuje s čerstvou vodou. Odpovídající máchací prostředek se přidá při třetím máchacím stupni přímo do máchací lázně na povrch tkanin. Tkaniny se promíchávají další dvě minuty s máchacími prostředky a potom se ještě jednou vyždímají a nakonec se suší přes noc na šňůře.
Test ii)
Poměr kapaliny: tkanině byl 5 : 1. Prací režim byl identický se svrchu popsaným pro test i), s následujícími výjimkami: 240 g froté ručníkoviny (8 vzorků, 7,5 x 7,5 cm) a 240 g polyesteru bylo užito jako prací náplň.
Test iii)
Prací náplň byla tvořena 2 kg náplní směsi 50/50 bavlněné froté ručníkoviny a bavlněného plátna. Prací náplň byla umístěna v japonské pračce se dvěma nádržemi a máchána 5 minut ve vodě při 25 °C s použitím japonského pracího prášku (3,0 g/litr). Prací náplň byla pak máchána v tekoucí vodě a pak na ni bylo působeno odpovídajícím máchacím prostředkem po 5 minut. Prací náplň byla odstředěna a nakonec přes noc sušena na šňůře.
Hodnocení
Změkčení bylo vyhodnoceno. Hodnocení provedly čtyři zkušené osoby s použitím párového srovnávacího testu. Každý člen poroty ohodnotil čtyři skupiny testovaných tkanin. Každá skupina testovaných tkanin obsahovala jednu tkaninu každého systému, který byl hodnocen. Členové poroty byli požádáni vybrat v průběhu hodnocení jemnější tkaninu z každého páru. Nebylo povoleno hlasovat pro „žádný rozdíl“. Celkové hodnocení změkčovacích prostředků bylo vypočteno použitím techniky „analýzy rozptylu“. Vyšší hodnoty ukazují na lepší změkčení. Celková hodnocení změkčení pro každou metodu jsou uvedena v tabulce 3. V tomto testu platí, že čím vyšší hodnocení, tím měkčí tkanina.
Tabulka 3
| |
Hodnocení změkčení (počet hlasů) |
|
Příklad 1 |
Příklad A |
|
Test i) |
28 |
6 |
|
Test ii) |
24 |
16 |
|
Test iii) 2 minuty |
24 |
14 |
Přípravky obsahující HT TMPC měly jasně lepší změkčovací schopnost tkanin než přípravky obsahující Arquad 2HT.
-4CZ 285938 B6
Příklady B, C, D a 2
Byla připravena základní směs obsahující 3,92 g (0,007 mol) Genapol C-100 (firmy Hoechst), 4,75 g parfému (LFU 384P firmy Quest) a 5,00 g Microsilu (firmy Crosfíelds). K této směsi bylo přidáno 0,14 mol následujících aktivních látek.
Příklad B Tetranyl ART (obchodní známka) (130,45 g, 85 % aktivní látky).
Příklad C Adogen 442-100P (obchodní známka) (80, 50 g, 83 % aktivní látky).
Příklad 2 HT TAMPC (117 g, 85 % aktivní látky).
Příklad D obsahuje kapalný koncentrát obsahující HTAMPC 13,5 % a určité množství vody a neiontové látky.
Změkčovací schopnost byla hodnocena pro příklady B, C a 2 přidáním 0,11 g změkčovací aktivní směsi k 1 litru vodovodní vody při teplotě okolí, obsahující 0,001 % (hmotnostních) alkylbenzensulfonátu sodného (ABS) v tergotometru. ABS byl přidán pro simulaci přenosu aniontového detergentu z hlavního praní. Do nádoby tergotometru byly přidány čtyři kusy froté ručníkoviny (20 cm x 20 cm, 50 g celkové hmotnosti). Tkaniny byly ošetřovány 5 minut při 80 otáčkách za minutu, materiál byl odstředěn k odstranění přebytku kapaliny a přes noc sušen na šňůře.
Pro příklad D byl uskutečněn podobný způsob s výjimkou, že bylo přidáno 0,74 g směsi.
Změkčení tkanin bylo hodnoceno porotou čtyř expertů s užitím párového srovnávacího testu. Každý člen panelu posuzoval čtyři skupiny tkanin. Každá skupina tkanin obsahovala jednu tkaninu z každého systému, který byl hodnocen. Nebylo dovoleno hlasovat pro „žádný rozdíl“. Skóre změkčení byla vypočtena s použitím techniky „analýzy rozptylu“. Vyšší hodnoty ukazují na lepší změkčení.
Tabulka 4
|
Příklad |
Preference |
Změkčení |
|
B |
12 |
5,25 |
|
C |
10 |
5,00 |
|
2 |
26 |
4,25 |
Čím vyšší preferenční skóre, tím nižší standardní skóre a měkčí tkanina.
Z tabulky 4 je zřejmé, že prášková směs obsahující HT TAMPC poskytuje lepší změkčení, než směsi obsahující ostatní kationtové změkčující složky.
-5CZ 285938 B6
Příklad 3
Tabulka 5
|
Složka |
% hmotn. v produktu |
Výrobce |
Chemický název |
|
HT TMAPC |
72,7 |
Hoechst |
Chlorid diesteru 1-trimethylaminu2,3-propandiolu s mastnými kyselinami ztuženého loje |
|
Mastná kyselina |
3,1 |
Hoechst |
Ztužená mastná kyselina loje |
|
IPA |
13,8 |
Hoechst |
Propan-2-ol |
|
Genapol Cl00 |
3,0 |
Hoechst |
Kokosový ethoxyalkohol ethoxylovaný 10 mol ethylenoxidu |
|
Parfém |
3,6 |
Quest |
- |
|
Microsil |
3,8 |
Crosfields |
Hlinitokřemičitan |
HT TMAPC, mastná kyselina a IPA byly dodávány jako pevná látka firmy Hoechst.
Prášek z příkladu 3 měl počáteční složení, jak je ukázáno v tabulce 5. Prášek byl připraven s použitím míšení zasucha. Způsob míšení zasucha zahrnuje míchání složek dohromady, s následným mletím po dobu 2 až 5 minut. Prášek byl prosát na velikost částic mezi 150-250 pm. Prášek byl zkoušen na své změkčující vlastnosti s užitím stejné metody jako v příkladu 1. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.
Tabulka 6
| |
Voda, 7 °C prášek |
Voda, 20 °C prášek |
|
Změkčení |
5,00 |
3,5 |
Očekává se, že voda by měla mít celkové hodnocení změkčení 8.
Příklad 4 a 5
Tabulka 6
|
Složka |
Výrobce |
Chemický název |
Příklad 4 % hmotnostní |
Příklad 5 % hmotnostní |
|
HT TMAPC |
Hoechst |
Chlorid diesteru 1-trimethylaminu- |
74,5 |
73,8 |
|
Mastná |
Hoechst |
2,3-propandiolu s mastnými kyselinami ztuženého loje
Ztužená mastná kyselina loje |
3,1 |
3,1 |
|
kyselina IPA |
Hoechst |
Propan-2-ol |
13,8 |
13,8 |
|
Parfém |
Quest |
Kokosový ethoxyalkohol ethoxylo- |
3,7 |
3,7 |
|
Microsil |
Crosfields |
váný 10 mol ethylenoxidu |
3,9 |
3,9 |
|
Sorbitol |
— |
- |
1 |
- |
|
Sacharóza |
- |
- |
- |
1,9 |
-6CZ 285938 B6
Prášky z příkladů 4 a 5 mají počáteční složení, jak je uvedeno v tabulce 7. Prášek byl připraven s použitím způsobu míšení zasucha popsaného v příkladu 3.
Prášky byly zkoušeny na své změkčovací vlastnosti s užitím stejné metody jako v příkladu 3. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 8.
Tabulka 8
| |
Změkčení |
|
Příklad 4 |
5,50 |
|
Příklad 5 |
5,25 |
Voda by měla mít celkové hodnocení změkčení 8.