ES2227014T3

ES2227014T3 - Empleo de microcapsulas (xiv).

Info

Publication number: ES2227014T3
Application number: ES01110628T
Authority: ES
Inventors: Josep-Lluis Viladot Petit; Anna Tacies
Original assignee: Cognis Iberia SL
Current assignee: Cognis Iberia SL
Priority date: 2001-04-30
Filing date: 2001-04-30
Publication date: 2005-04-01
Anticipated expiration: 2021-04-30
Also published as: EP1254983B1; EP1254983A1; WO2002088458A1; ATE275217T1; DE50103464D1

Abstract

Empleo de microcápsulas con diámetros medios en el intervalo de 0, 1 a 5 mm, obtenibles: (a) elaborándose preparados de cuerpos ceráceos lipófilos, que son seleccionados a partir del grupo que está formado por cera de candelilla, cera de carnauba, cera de Japón, cera de esparto, cera de corcho, cera de guaruma, cera de aceite de germen de arroz, cera de caña de azúcar, cera de ouricuri, cera de montana, cera de abeja, cera de goma laca, esperma de ballena, lanolina (cera de lana), grasa de jabalí, ceresina, ozoquerita (cera mineral), petrolatum, ceras de parafina, microceras, ceras de éster de montana, ceras de sasol, ceras de yoyoba hidrogenadas, ceras de polialquileno, ceras de polietilenglicol, así como alcoholes grasos sólidos a temperatura ambiente, ésteres ceráceos, éteres grasos y cetonas grasas, en presencia de emulsionantes para dar emulsiones O/W, (b) tratándose las emulsiones obtenidas de este modo con disoluciones acuosas de polímeros aniónicos, (c) poniéndose en contacto lamatriz obtenida de este modo con disoluciones acuosas de quitosano, y (d) separándose la fase acuosa los productos de encapsulados obtenidos de este modo, para la obtención de fibras, hilos y materiales planos textiles.

Description

Empleo de microcápsulas (XIV).

Campo de la invención

La invención se refiere a los campos de agentes de acabado textil, y se refiere al empleo de microcápsulas especiales para la obtención de fibras, hilos y productos planos textiles.

Estado de la técnica

Una nueva tendencia en la fabricación de ropa consiste en emplear aquellos materiales que son aptos para almacenar el calor irradiado por el cuerpo humano en el uso, y desprender el mismo, en caso dado de nuevo, y proporcionar de este modo una temperatura corporal constante independientemente del clima exterior. Este efecto tiene un significado especial particularmente para ropa que está pensada para las estaciones del año más frías o los deportes de invierno, ya que de este modo se contrarrestaría el enfriamiento. Por el contrario, tales materiales, también en el caso de calor excesivo, pueden ser de interés, ya que son aptos para descargar la energía térmica a determinado alcance, y almacenar la misma, y de este modo mejorarían adicionalmente los materiales textiles ignífugos conocidos actualmente, a modo de ejemplo a base de fibras de polibencimidazolina.

En el estado de la técnica son conocidos materiales correspondientes desde hace algunos años. De este modo, en la solicitud de patente US 5,290,904 (Triangle) se propone obtener materiales ignífugos revistiéndose materiales textiles habituales de modo apropiado con los denominados "Phase Change Materials (PCM)". En el caso de estos PCM se trata de ceras de parafina de punto de fusión relativamente elevado con 20 a 50 átomos de carbono, que actúan como blindaje térmico, y descargan la energía térmica que actúa desde el exterior mediante modificación de sus estado de agregación. En este caso, las ceras de parafina se presentan en forma micronizada, y presentan diámetros medios por debajo de 10 \mum.

La propiedad de almacenaje de energía térmica mediante fusión de correspondientes ceras de parafina se puede transferir de la obtención de ropa ignífuga también a aquellos materiales textiles en los que se trata más bien de lo contrario, de regular el calor corporal, es decir, mantener el mismo a nivel constante, y evitar especialmente un enfriamiento. Por las solicitudes de patente US 5,677,048; US 5,851,338; US 5,955,188; US 6,077,597(Outlast), así como la solicitud de patente internacional WO 00/05970 (Frisby), son conocidas prendas de vestir reguladoras de la temperatura corporal, que contienen ceras de parafina micronizadas en una matriz de espuma, que forma por una parte una capa aislante entre el verdadero producto plano textil y un revestimiento polímero.

No obstante, es desfavorable que los sistemas conocidos no almacenen la energía térmica durante un tiempo suficiente, y en el efecto final desprendan la misma más rápidamente de lo que son capaces de absorber otra vez nueva energía. De este modo se retrasa ciertamente, pero no se impide en último término, el efecto de un enfriamiento paulatino. Por consiguiente, la tarea de la presente invención ha consistido en acabar fibras de tal manera que -según campo de aplicación- dispongan de una protección frente a llamas mejorada, o bien sean capaces de almacenar energía térmica de modo más conveniente.

Descripción de la invención

Es objeto de la invención el empleo de microcápsulas con diámetros medios en el intervalo de 0,1 a 5 mm, obtenibles

(a): elaborándose preparados de cuerpos ceráceos lipófilos, que son seleccionados a partir del grupo que está formado por cera de candelilla, cera de carnauba, cera de Japón, cera de esparto, cera de corcho, cera de guaruma, cera de aceite de germen de arroz, cera de caña de azúcar, cera de ouricuri, cera de montana, cera de abeja, cera de goma laca, esperma de ballena, lanolina (cera de lana), grasa de jabalí, ceresina, ozoquerita (cera mineral), petrolatum, ceras de parafina, microceras, ceras de éster de montana, ceras de sasol, ceras de yoyoba hidrogenadas, ceras de polialquileno, ceras de polietilenglicol, así como alcoholes grasos sólidos a temperatura ambiente, ésteres ceráceos, éteres grasos y cetonas grasas, en presencia de emulsionantes para dar emulsiones O/W,

(b): tratándose las emulsiones obtenidas de este modo con disoluciones acuosas de polímeros aniónicos,

(c): poniéndose en contacto la matriz obtenida de este modo con disoluciones acuosas de quitosano, y

(d): separándose la fase acuosa los productos de encapsulados obtenidos de este modo,

para la obtención de fibras, hilos y materiales planos textiles.

Sorprendentemente se descubrió que las ceras de almacenaje, que se presentan encapsuladas en una matriz de quitosano, presentan un poder de almacenaje mejorado frente a la forma puramente micronizada. Otra ventaja consiste en que los productos activos encapsulados, debido al diámetro reducido de las microcápsulas, se adhieren no sólo en la superficie de los productos planos textiles, sino que también pueden penetrar en los espacios entre las fibras, y liberar de este modo, directamente @in situ, los productos activos en los que desarrollan su máxima eficacia. Por consiguiente, el empleo de microcápsulas según la invención conduce no sólo a una clara prolongación del efecto regulador de la temperatura corporal, sino también a un aumento general de la eficiencia en el acabado textil, frente a los productos del estado de la técnica.

Cuerpos ceráceos

Entran en consideración como cuerpos ceráceos ceras tanto naturales, como también sintéticas. Son ejemplos típicos de ceras naturales cera de candelilla, cera de carnauba, cera de Japón, cera de esparto, cera de corcho, cera de guaruma, cera de aceite de germen de arroz, cera de caña de azúcar, cera de ouricuri, cera de montana, cera de abeja, cera de goma laca, esperma de ballena, lanolina (cera de lana), grasa de jabalí, ceresina, ozoquerita (cera mineral). Son ejemplos de ceras sintéticas petrolatum, ceras de parafina, microceras, ceras modificadas químicamente (ceras duras), como por ejemplo ceras de ésteres de montana, ceras de sasol, ceras de yoyoba hidrogenadas, así como ceras de polialquileno y ceras de polietilenglicol. Son igualmente apropiados alcoholes grasos sólidos a temperatura ambiente, preferentemente aquellos con 16 a 22 átomos de carbono, como en especial alcohol cetílico, alcohol esteárico, alcohol cetilesteárico o alcohol behénico, ésteres ceráceos de ácidos grasos con alcoholes grasos, que son igualmente sólidos a temperatura ambiente, y contienen preferentemente, en suma, al menos 20, preferentemente al menos 26 átomos de carbono, así como otros productos sólidos comparables, como por ejemplo éteres grasos (por ejemplo diesteariléter) o cetonas (por ejemplo estearona). Se recomienda emplear los cuerpos ceráceos por encima de su punto de fusión respectivo, es decir, por regla general a 50 hasta 95, preferentemente 60 a 70ºC.

Polímeros aniónicos

Como polímeros aniónicos que forman una parte de la envoltura de cápsula, además de polisacáridos aniónicos, como por ejemplo carboximetilcelulosa, o ácidos poli(met)acrílicos y sus derivados, como por ejemplo sales y ésteres, son apropiadas preferentemente sales de ácido algínico. En el caso de ácido algínico se trata de una mezcla de polisacáridos que contienen grupos carboxilo con el siguiente componente monómero idealizado:

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El peso molecular promedio de ácidos algínicos, o bien de alginatos, se sitúa en el intervalo de 150.000 a 250.000. En este caso se debe entender por sales de ácido algínico sus productos de neutralizado tanto completos, como también parciales, en especial las sales alcalinas, y entre éstas preferentemente el alginato sódico ("algina"), así como la sales amónicas y alcalinotérreas. Son especialmente preferentes alginatos mixtos, como por ejemplo alginatos de sodio/magnesio o sodio/calcio. No obstante, en una forma alternativa de ejecución de la invención, para este fin entran en consideración también derivados de quitosano aniónicos, como por ejemplo productos de carboxilado, y sobre todo succinilado, como se describen, a modo de ejemplo, en la solicitud de patente alemana DE 3713099 C2 (L'Oréal), así como la solicitud de patente alemana DE 19604180 A1 (Henkel). Del mismo modo es posible el empleo de poliacrilatos y polimetacrilatos. La cantidad de empleo de polímeros aniónicos asciende generalmente a un 0,01 hasta un 1, preferentemente un 0,05 a un 0,1% en peso -referido a las microcápsulas-.

Quitosanos

Los quitosanos representan biopolímeros, y pertenecen al grupo de hidrocoloides. Estos forman membranas con los polímeros aniónicos. Desde el punto de vista químico, se trata de quitinas parcialmente desacetiladas de diferente peso molecular, que contienen el siguiente componente monómero -idealizado-:

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En contrapartida a la mayor parte de hidrocoloides, que están cargados negativamente en el intervalo de valores de pH biológicos, los quitosanos representan biopolímeros catiónicos bajo estas condiciones. Los quitosanos cargados positivamente pueden entrar en interacción con superficies de carga opuesta, y, por consiguiente, se emplean en agentes cosméticos para el cuidado del cabello y del cuerpo, así como preparados farmacéuticos (véase Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5ª edición, vol. A6, Weinheim, editorial Chemie, 1986, páginas 231-332). También aparecen síntesis sobre este tema, a modo de ejemplo de B. Gesslein et al., en HAPPI 27, 57 (1990), O. Skaugrud en Drug Cosm. Ind. 148, 24 (1991) y E. Onsoyen et al. en Seifen-Öle-Fette-Wachse 117, 633 (1991). Para la obtención de quitosanos se parte de quitina, preferentemente de restos de caparazones de crustáceos, que se encuentran disponibles como materias primas económicas en grandes cantidades. En este caso se desproteiniza la quitina en un procedimiento que se ha descrito por primera vez por Hackmann et al., habitualmente en primer lugar mediante adición de bases, se desmineraliza mediante adición de ácidos minerales, y finalmente de desacetila mediante adición de bases fuertes, pudiendo estar distribuidos los pesos moleculares en un ancho espectro. Son conocidos procedimientos correspondientes, a modo de ejemplo, por Makromol. Chem. 177, 3589 (1976), o la solicitud de patente francesa FR-A 27 01 266 A. Preferentemente se emplean aquellos tipos que se dan a conocer en las solicitudes de patente alemanas DE-A1 4442987 y DE-A1 19537001 A (Henkel), y que presentan un peso molecular medio de 10.000 a 2.500.000, preferentemente 800.000 a 1.200.00 dalton, una viscosidad según Brookfield (al 1% en peso en ácido glicólico) por encima de 5.000 mPas, un grado de desacetilado en el intervalo de un 80 a un 88%, y un contenido en cenizas de menos de un 0,3% en peso. Por motivos de una mejor solubilidad en agua, por regla general se emplean los quitosanos en forma de sus sales, preferentemente como glicolatos. La cantidad de empleo de quitosanos -referida a las microcápsulas- se sitúa preferentemente en el intervalo de un 0,01 a un 1, preferentemente un 0,05 a un 0,1% en peso.

Obtención de microcápsulas

Para la obtención de microcápsulas a emplear según la invención se obtiene en primer lugar una emulsión O/W, que contiene una cantidad eficaz de emulsionante además de agua y el cuerpo de lavado. Preferentemente entran en consideración como emulsionantes agentes tensioactivos no iónicos, como por ejemplo ésteres de sorbitano, polisorbatos o alquiloligoglicósidos. Para la obtención de la matriz se mezcla este preparado, bajo agitación intensiva, por una cantidad correspondiente de una disolución acuosa de polímeros aniónicos. La formación de membranas se efectúa mediante adición de la disolución de quitosano. El proceso total tiene lugar preferentemente en el intervalo ligeramente ácido a pH = 3 a 4. En caso necesario, se efectúa el ajuste de pH mediante adición de ácido mineral. Tras la formación de membrana se aumenta el valor de pH a 5 hasta 6, a modo de ejemplo mediante adición de trietanolamina u otra base. En este caso se llega a un aumento de la viscosidad, que se puede fomentar aún mediante adición de otros agentes espesantes, como por ejemplo polisacáridos, en especial goma de xantano, goma de guar, agar-agar, alginatos y tilosas, carboximetilcelulosa e hidroxietilcelulosa, polietilenglicolmono- y -diésteres de ácidos grasos de peso molecular elevado, poliacrilatos, poliacrilamidas y similares. Finalmente se separan las microcápsulas de la fase acuosa, a modo de ejemplo mediante decantación, filtración o centrifugado.

Materiales textiles

Se pueden acabar fibras e hilos en el sentido de la presente invención aplicándose las microcápsulas, a modo de ejemplo, como componentes de aceites de bobinado o preparaciones de fibras de hilatura. Del mismo modo se pueden acabar productos planos textiles, incluyendo productos finales correspondientes, mediante aplicación por pulverizado o inmersión. En una forma especial de ejecución de la presente invención, las microcápsulas, además de los productos activos, contienen aún colorantes liposolubles, como por ejemplo beta-carotenos o tocoferoles, que pueden servir entonces como indicadores de que las cápsulas se han absorbido por el tejido. En este caso, la cantidad de empleo de cápsulas puede ascender a un 0,1 hasta un 1% en peso -referido al peso seco-.

Ejemplos Ejemplo 1

Se disolvieron en un aparato agitador 0,5 g de agente conservante (Phenonip®) en 50 g de un preparado acuoso al 2% en peso de carboximetilcelulosa, y se ajustó la mezcla a pH = 3,5. A continuación se añadió bajo agitación intensiva una mezcla constituida por 10 g de una dispersión de cera de candelilla y 0,5 g de monoestearato de sorbitano +20EO (Eumulgin® SMS 20, Cognis Deustchland GmbH). Después se añadió bajo agitación adicional una cantidad tal de una disolución al 1% en peso de quitosano en ácido glicólico (Hydagen® CMF Cognis Deutschland GmbH), que se ajustó una concentración de quitosano de un 0,075% en peso -referido al preparado-. Finalmente se aumentó el valor de pH a 5,5 mediante adición de trietanolamina, y se decantaron las microcápsulas producidas.

Ejemplo 2

Se disolvieron en un aparato agitador 0,5 g de agente conservante (Phenonip®) en 50 g de un preparado acuoso al 2% en peso de ácido poliacrílico (Pemulen® TR-2), ajustándose un valor de pH de 3. A continuación se añadió bajo agitación intensiva una mezcla constituida por 10 g de una dispersión de cera de parafina y 0,5 g de monolaurato de sorbitano +15EO (Eumulgin® SML 15, Cognis Deustchland GmbH). Después se añadió bajo agitación adicional una cantidad tal de una disolución al 1% en peso de quitosano en ácido glicólico (Hydagen® CMF Cognis Deutschland GmbH), que se ajustó una concentración de quitosano de un 0,01% en peso -referido al preparado-. Finalmente se aumentó el valor de pH a 5,5 mediante adición de trietanolamina, y se decantaron las microcápsulas producidas.

Claims

1. Empleo de microcápsulas con diámetros medios en el intervalo de 0,1 a 5 mm, obtenibles

para la obtención de fibras, hilos y materiales planos textiles.

2. Empleo según la reivindicación 1, caracterizado porque se emplea las microcápsulas en cantidades de un 0,1 a un 2% en peso -referido al peso seco-.