ES2235404T3

ES2235404T3 - Suavizantes acuosos de elevada viscosidad y baja concentracion.

Info

Publication number: ES2235404T3
Application number: ES99113291T
Authority: ES
Inventors: Michael Fender; Hans-Jurgen Dr. Kohle; Simone Schussler
Original assignee: Goldschmidt Rewo GmbH
Current assignee: Evonik Goldschmidt Rewo GmbH
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2005-07-01
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: CA2288255C; DE19855366A1; EP1006176B1; US6180594B1; CA2288255A1; DE59911323D1; PL336869A1; EP1006176A1

Abstract

Uso de al menos uno de los compuestos de la **fórmula**, en donde R es el radical de un ácido graso con 14 a 18 átomos de carbono e índices de yodo en el intervalo de 15-25, y puede ser = 1, 2, 3, con la condición de que la relación de grupos OH al radical R varíe entre 1:1, 6 y 1:2, como único componente activo plastificante para la preparación de agentes suavizantes acuosos, de elevada viscosidad y baja concentración, que contienen de 3 a 10 % en peso, preferentemente de 4 a 5 % en peso de los compuestos de la fórmula general.

Description

Suavizantes acuosos de elevada viscosidad y baja concentración.

La presente invención se refiere a suavizantes para tejidos, acuosos, de elevada viscosidad y de baja concentración, en forma de emulsiones o dispersiones acuosas.

En el lavado de materiales textiles se emplean, en la última etapa de lavado, de forma conocida, los llamados suavizantes. Con ello se reduce un endurecimiento del tejido que se provoca por el secado. El tacto de los materiales textiles, así tratados, tales como toallas de manos y de baño, así como ropa interior y de cama, se modifica de forma agradable.

Habitualmente se emplean como suavizantes compuestos catiónicos, por ejemplo compuestos de amonio cuaternarios, que pueden contener, junto a radicales alquilo de cadena larga, también grupos éster o amido, tales como se describen, por ejemplo, en los documentos US-PS 3 349 033, 3 644 203, 3 946 115, 3 997 453, 4 073 735, 4 119 545, etc. Estos componentes se añaden solos o en mezclas con otras sustancias catiónicamente activas o también neutras al baño de aclarado en forma de dispersiones acuosas.

Frecuentemente se emplean compuestos de amonio que contienen enlaces tipo éster, tal como se describen, por ejemplo, en los documentos EP-A-0 239 910, US-PS 3 915 867, US-PS 4 137 180, US-PS 4 830 771.

Objeto del documento WO-A-97/08285 son formulaciones acuosas, concentradas, de suavizantes que contienen como principios activos plastificantes mezclas a base de:

A): una sal inorgánica de una amidoamina y

B): un componente éster cuaternario, así como, como co-componentes, ésteres de ácido graso y alcoholes mono- o polifuncionales, en donde, para reducir la viscosidad de la mezcla, deben emplearse conjuntamente Electrolitos adicionales.

Son objeto del documento US 5.637.743 plastificantes para materiales textiles que contienen como sustancia activa componentes tipo éster cuaternarios con una adecuada relación de grado de esterificación (relación de ácido graso a alcanolamina) e insaturación (índices de yodo) de los ácidos grasos respecto de las longitudes de sus cadenas y que deben presentar "tanto buena estabilidad como buena fluidez o capacidad de derrame a concentraciones relativamente elevadas".

Están extendidos de manera especialmente amplia compuestos tipo éster a base de trietanolamina, tales como N-metilo, N,N-bis(beta-aciloxi-C_{14-18}-etilo), N-beta-hidro-xietilo amonio metosulfato), que se distribuyen bajo marcas comerciales tales como TETRANYL® AT 75 (marca registrada de KAO Corp.), STEPANTEX® VRH 90 (marca registrada de Stepan Corp.) o REWOQUAT® WE 18 (marca registrada de Witco Surfactants GmbH).

Estos llamados "Esterquats" han sustituido dentro de Europa casi en todas partes a las materias primas usadas hasta ahora cloruro de diestearildimetilamonio (DSDMAC) e "imidazoliniumquats". Las demandas de estos agentes por parte de los consumidores, sin embargo, fluctúan notablemente dentro de este mercado.

En el Norte y en el Centro de Europa se imponen en este momento los concentrados con contenidos en Esterquats de 18 - 20% y una viscosidad baja, aproximadamente de 50 - 200 mPa\cdots, mientras que los consumidores del Sur y Este de Europa, siguen prefiriendo concentraciones bajas de 3 a 10 % en peso, en especial de 4 a 5% en peso.

Se critica desfavorablemente por los consumidores, en el caso de las formulaciones con concentraciones bajas, la escasa viscosidad y, con ello, su consistencia. Se desea, en relación con las materias primas empleadas con anterioridad, una viscosidad claramente más elevada para dar a estos productos un aspecto cremoso, conservador.

Las viscosidades deseadas o necesarias de estos productos para lograr el efecto deseado se encuentran en el margen de aproximadamente 500 mPa\cdots, o preferiblemente por encima. Este orden de magnitud podía lograrse sin dificultad con las materias primas para suavizantes de lavado tradicionalmente empleadas (entre otras, DSDMAC), sin que fuesen necesarios reguladores adicionales de la viscosidad. En el caso de los Esterquats se ha hecho difícil, en virtud del comportamiento de estas materias primas de otra clase por su viscosidad, lograr las elevadas viscosidades deseadas sin agentes espesantes adicionales de elevado coste.

Las desventajas al emplear agentes espesantes caros son, por lo tanto, costes iniciales más elevados de las materias primas y, debido a la incorporación con agitación y la expansión adicionales de los espesantes, tiempos de producción claramente más prolongados.

Ya se intentó intercambiar por ácidos grasos completamente hidrogenados los ácidos grasos parcialmente hidrogenados empleados normalmente en la preparación de los Esterquats a base de alcanolaminas y ácidos grasos. Con ello, debía resultar, de acuerdo con la experiencia, una viscosidad claramente más elevada. Sin embargo, éste no era el caso en la cantidad deseada.

Tanto más sorprendente era que la calidad de acuerdo con la invención presentaba un comportamiento, en cuanto a viscosidad, inesperadamente positivo, lo que hace posible lograr la elevada viscosidad deseada sin más aditivos.

Era misión de la invención superar las desventajas antes citadas de las formulaciones de suavizantes tradicionales, de baja concentración, y poner a disposición suavizantes de lavado que presenten, junto a buena degradabilidad biológica, un nivel mejorado esencialmente de buen tacto suave conservando una buena capacidad de rehumectación, y que alcancen, sin la adición de espesantes, viscosidades de > 500 mPa\cdots.

Mediante el empleo de procedimientos en sí conocidos (procedimiento discontinuo o continuo) pueden prepararse con estos productos dispersiones estables de suavizantes de baja viscosidad con aspecto cremoso.

Objeto de la invención son, por tanto, suavizantes acuosos de elevada viscosidad y baja concentración, que contienen de 3 a 10% en peso, preferentemente de 4 a 5% en peso, de al menos uno de los compuestos de la fórmula general (I)

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en donde R es el radical de un ácido graso con 14 a 18 átomos de carbono e índices de yodo en el intervalo de 15 - 25, y puede ser = 1, 2, 3, con la condición de que la relación de grupos OH al radical R varíe entre 1:1,6 y 1:2.

Otro objeto de la invención es un procedimiento para la preparación de formulaciones de suavizantes de elevada viscosidad y baja concentración, que está caracterizado porque los compuestos de la fórmula general (I) se incorporan y se dispersan, a agua precalentada a temperaturas entre 28ºC y 45ºC, eventualmente con empleo simultáneo de disolventes, colorantes y aceites perfumados.

Los compuestos cuaternarios, empleados simultáneamen te de acuerdo con la invención, de la fórmula general (I) se preparan según los procedimientos generalmente conocidos en este sector, por esterificación de trietanolamina con ácido graso y subsiguiente cuaternización.

Como componentes grasos para la esterificación o transesterificación se emplean los ácidos grasos monobásicos, conocidos en este sector y habituales, a base de aceites naturales vegetales y animales con especialmente 14-18 átomos de carbono, tales como ácidos grasos de sebo y los ácidos grasos de palma, o sus ésteres metílico o etílico.

El contenido de estos ácidos grasos o ésteres de ácido graso en partes no saturadas se ajusta -en tanto en cuanto ello sea necesario- mediante los conocidos procedimientos catalíticos de hidrogenación a índices de yodo entre
15 - 25, o se logra mediante mezclado de componentes grasos completamente hidrogenados con otros no hidrogenados.

El índice de yodo, como medida del grado medio de saturación de un ácido graso, es la cantidad de yodo que se absorbe por 100 g del compuesto para la saturación de los dobles enlaces.

De acuerdo con la invención se prefieren ácidos grasos de sebo y de palma, parcialmente hidrogenados, con índices de yodo entre 15 - 25. Son productos comerciales y se ofrecen por distintas Firmas bajo sus correspondientes marcas comerciales.

La esterificación o transesterificación se realiza según procedimientos conocidos. En este caso se hace reaccionar la trietanolamina con la cantidad correspondiente al grado deseado de esterificación de ácido graso o éster de ácido graso, eventualmente en presencia de un catalizador, p.ej. ácido metanosulfónico, bajo nitrógeno y a una temperatura comprendida entre 160ºC - 240ºC, y el agua de reacción que se forma o el alcohol se separa continuamente por destilación, pudiéndose reducir eventualmente la presión para la realización completa de la reacción.

También la subsiguiente cuaternización se efectúa según procedimientos conocidos. De acuerdo con la invención se procede preferentemente de manera que el éster, eventualmente con empleo simultáneo de un disolvente, preferentemente en especial con isopropanol, etanol, 1,2-propilenglicol y/o dipropilenglicol, se mezcla a 60 - 90ºC con cantidades equimolares del agente de cuaternización con agitación, eventualmente bajo presión, y se vigila la realización completa de la reacción mediante controles del índice de amina total.

Son ejemplos de agentes de cuaternización empleados fosfatos y sulfatos de dialquilo de cadena corta, tales como sulfato de dietilo, fosfato de dimetilo, fosfato de dietilo, hidrocarburos halogenados de cadena corta; en especial, se emplea, de acuerdo con la invención, sulfato de dimetilo.

Para la preparación de los compuestos cuaternatios de amonio se hicieron reaccionar trietanolamina (TEA) y ácidos grasos según los procedimientos habituales y se cuaternizaron.

Como ácidos grasos se emplearon

Ácido graso I (FS I)

Ácido graso de sebo con un índice de acidez de 202-208, un índice de yodo de 36-44 y una distribución de cadenas de C de

<C 16 aprox.	2%
\, C 16 aprox.	25%
\, C 16' aprox.	2%	(' insaturado una vez)
\, C 17 aprox.	2%
\, C 18 aprox.	28%
\, C 18' aprox.	37%
\, C 18'' aprox.	3%	('' insaturado dos veces)
>C 18 aprox.	2%

Ácido graso II (FS II)

Ácido graso de sebo con un índice de acidez de 205-212, un índice de yodo de 30-40 y una distribución de cadenas de C de

<C 16 aprox.	2%
\, C 16 aprox.	46%
\, C 16' aprox.	1%
\, C 17 \hskip0.5cm -
\, C 18 aprox.	13%
\, C 18' aprox.	36%
\, C 18'' aprox.	2%
>C 18 aprox.	1%

Ácido graso III (FS III)

Ácido graso de sebo con un índice de acidez de 202-208, un índice de yodo de 15-25 y una distribución de cadenas de C de

<C 16 aprox.	2%
\, C 16 aprox.	30%
\, C 16' \hskip0.5cm -
\, C 17 aprox.	2%
\, C 18 aprox.	47%
\, C 18' aprox.	17%
\, C 18'' aprox.	1%
>C 18 aprox.	2%

Se cuaternizó con sulfato de dimetilo (fórmula I: R=CH_{3}, A^{-} =CH_{3}SO_{4}^{-})

Componente A:	[TEA : FS I = 1,2]^{+}A^{-}
Componente B:	[TEA : FS I = 1:1,77]^{+}A^{-}
Componente C:	[TEA : FS II = 1:2]^{+}A^{-}
Componente D:	[TEA : FS II = 1:1,6]^{+}A^{-}
Componente E:	[TEA : FS III = 1:2]^{+}A^{-}
Componente F:	[TEA : FS III = 1:1,85]^{+}A^{-}

La preparación de los suavizantes se efectúa por emulsión o dispersión de los respectivos componentes individuales en agua. En este caso pueden aplicarse los modos de proceder habituales en este sector.

Habitualmente se procede de modo que se dispone agua calentada previamente a temperaturas del agua entre 28ºC y 45ºC, se incorpora por dispersión consecutivamente, con buena agitación, primero la solución de colorante, después la emulsión antiespumante eventualmente necesaria y finalmente la masa fundida de los plastificantes individuales. Después de esto se aporta dosificadamente aceite de perfume y se deja enfriar, bajo agitación, hasta la temperatura ambiente. Los suavizantes de acuerdo con la invención pueden contener, en este caso, los indicados componentes dentro de los límites deseados en este campo, tal como, por ejemplo, de 3 a 10% en peso, preferentemente de 4 a 5% en peso de los compuestos de la fórmula general (I); 0,2 - 2% en peso de un disolvente tal como, en especial, isopropanol, etanol, propilenglicol, dipropilenglicol; 0,1 - 1,0% en peso de aceite de perfume y el resto hasta 100% en peso (hasta 100) de agua.

Se puede partir básicamente de que la viscosidad se hace tanto más elevada cuanto más baja sea la temperatura del agua que se emplea.

Al igual que los suavizantes que pertenecen al estado conocido de la técnica, los suavizantes de acuerdo con la invención, a continuación del proceso de lavado propiamente dicho, se añaden en la última etapa de aclarado. La concentración de aplicación se encuentra, después de la dilución con agua, en función del sector de aplicación, en el intervalo de 0,1 - 1,0 g de al menos uno de los compuestos de la fórmula general (I) por cada etapa de aclarado posterior.

Ejemplos

Según este procedimiento (procedimiento discontinuo) se preparan dispersiones a partir de los citados componentes:

Ejemplo 1

(Ejemplo Comparativo)

5,5 g	de componente A
0,20 g	de colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Firma Sandoz)
0,20 g	de aceite de perfume Fragrance® (D 60515 W de la Firma Haarmann y Reimer GmbH)

hasta 100 de agua, 9º dH, 40ºC

Viscosidad a 20ºC: \sim50 mPa\cdots

Ejemplo 2

(Ejemplo Comparativo)

5,5 g	de componente B
0,20 g	de colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Firma Sandoz)
0,20 g	de aceite de perfume Fragrance® (D 60515 W de la Firma Haarmann y Reimer GmbH)

hasta 100 de agua, 9º dH, 30ºC

Viscosidad a 20ºC: \sim50 mPa\cdots

Ejemplo 3

(Ejemplo Comparativo)

5,5 g	de componente C
0,20 g	de colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Firma Sandoz)
0,20 g	de aceite de perfume Fragrance® (D 60515 W de la Firma Haarmann y Reimer GmbH)

hasta 100 de agua, 9º dH, 45ºC

Viscosidad a 20ºC: \sim80 mPa\cdots

Ejemplo 4

(Ejemplo Comparativo)

5,5 g	de componente D
0,20 g	de colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Firma Sandoz)
0,20 g	de aceite de perfume Fragrance® (D 60515 W de la Firma Haarmann y Reimer GmbH)

hasta 100 de agua, 9º dH, 30ºC

Viscosidad a 20ºC: \sim150 mPa\cdots

Ejemplo 5

5,5 g	de componente E
0,20 g	de colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Firma Sandoz)
0,20 g	de aceite de perfume Fragrance® (D 60515 W de la Firma Haarmann y Reimer GmbH)

hasta 100 de agua, 9º dH, 45ºC

Viscosidad a 20ºC: \sim750 mPa\cdots

Ejemplo 6

hasta 100 de agua, 9º dH, 35ºC

Viscosidad a 20ºC: \sim1000 mPa\cdots

Ejemplo 7

5,5 g	de componente F
0,20 g	de colorante (solución al 1% de SANDOLAN® Walkblau NBL 150 de la Firma Sandoz)
0,20 g	de aceite de perfume Fragrance® (D 60515 W de la Firma Haarmann y Reimer GmbH)

hasta 100 de agua, 9º dH, 35ºC

Viscosidad a 20ºC: \sim480 mPa\cdots

Claims

1. Uso de al menos uno de los compuestos de la fórmula general (I)

2

en donde R es el radical de un ácido graso con 14 a 18 átomos de carbono e índices de yodo en el intervalo de
15 - 25, y puede ser = 1, 2, 3, con la condición de que la relación de grupos OH al radical R varíe entre 1:1,6 y 1:2, como único componente activo plastificante para la preparación de agentes suavizantes acuosos, de elevada viscosidad y baja concentración, que contienen de 3 a 10% en peso, preferentemente de 4 a 5% en peso de los compuestos de la fórmula general (I).

2. Uso de al menos uno de los compuestos de la fórmula general (I) según la reivindicación 1, en donde R es el radical de un ácido graso de sebo o ácido graso de palma, con índices de yodo de 15 a 25.