ES2262701T3 - Agentes para el tratamiento de textiles. - Google Patents

Agentes para el tratamiento de textiles.

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ES2262701T3 ES01992810T ES01992810T ES2262701T3 ES 2262701 T3 ES2262701 T3 ES 2262701T3 ES 01992810 T ES01992810 T ES 01992810T ES 01992810 T ES01992810 T ES 01992810T ES 2262701 T3 ES2262701 T3 ES 2262701T3
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Marta Domingo
Joaquim Dr. Bigorra Llosas
Nuria Dr. Bonastre Gilabert
Rafael Dr. Pi Subirana
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Abstract

Agentes para el tratamiento de textiles, compuestos de (a) esterquats (b) ceras de parafina con pesos moleculares en el intervalo de desde 100 hasta 1.000 Dalton, así como dado el caso (c) disolventes.

Description

Agentes para el tratamiento de textiles.
Campo de la invención
La invención se encuentra en el campo de los agentes para el tratamiento de textiles y se refiere a nuevas preparaciones para el acabado de textiles compuestos de combinaciones de tensioactivos catiónicos y ceras así como a su uso.
Estado de la técnica
Los esterquats encuentran uso, debido a su propiedad para conceder a textiles y fibras un tacto suave agradable, especialmente también como agentes de avivado ("suavizante"). Aquí se aprovecha la capacidad de los tensioactivos catiónicos de absorber sobre las fibras y a este respecto entre otros de disminuir la carga estática, es decir para proporcionar un acabado antiestático. Mediante la combinación de esterquats con ceras de poliolefinas, tal como se describe en la patente europea número EP 0 784 666 B1 (Cognis), puede incluso mejorarse aún el tacto suave, especialmente se reduce sin embargo la fricción y se facilita considerablemente el planchado de los textiles tratados de esta forma. Los productos correspondientes ya se encuentran por ejemplo bajo la denominación "Vernell Easy" en el comercio. Puesto que las propiedades de los productos no son satisfactorias en cada caso con respecto a la técnica de aplicación, el objetivo de la presente invención ha consistido en proporcionar agentes para el tratamiento de textiles nuevos, que con respecto al acabado antiestático y la disminución de la fricción sean más eficaces que los productos del estado de la técnica o con los que se consiga el mismo rendimiento con una cantidad de uso disminuida.
Descripción de la invención
Son objetivo de la invención los agentes para el tratamiento de textiles, compuestos de
(a) esterquats
(b) ceras de parafina con pesos moleculares en el intervalo de desde 100 hasta 1.000 Dalton, así como dado el caso
(c) disolventes.
Sorprendentemente se encontró, que los nuevos agentes para el tratamiento de textiles con respecto al acabado antiestático, la disminución de la fricción y con ello a la mejora de la capacidad de planchado muestran ser significativamente superiores frente a las mezclas de esterquats y ceras de poliolefinas conocidas.
Esterquats
Bajo la denominación de "esterquats"se entienden en general sales de éster de trietanolamina de ácido graso cuaternizadas. A este respecto se trata de sustancias conocidas, que pueden obtenerse según los métodos correspondientes de la química orgánica preparativa. En este contexto se hace referencia a la solicitud de patente internacional número WO 91/01295 (Henkel), según la cual se esterifica parcialmente trietanolamina en presencia de ácido hipofosforoso con ácidos grasos, se hace pasar por aire y posteriormente se cuaterniza con sulfato de dimetilo u óxido de etileno. A partir del documento de patente alemana número DE 4308794 C1 (Henkel) se conoce además un procedimiento para la producción de esterquats sólidos, en el que se realiza la cuaternización de ésteres de trietanolamina en presencia de dispersantes adecuados, preferiblemente alcoholes grasos. Se han publicado aspectos generales con respecto a este tema por ejemplo de R. Puchta et al. en Tens. Surf. Det., 30, 186 (1993), M. Brock en Tens. Surf. Det., 30, 394 (1993), R. Lagerman et al. en J. Am. Oil. Chem. Soc., 71, 97 (1994) así como I. Shapiro en Cosm. Toil. 109, 77 (1994).
Las sales de éster de trietanolamina de ácido graso cuaternizadas cumplen preferiblemente la fórmula (I),
(I)[R^{1}CO --- (OCH_{2}CH_{2})_{m}OCH_{2}CH_{2} --- 
\melm{\delm{\para}{CH _{2} CH _{2} O(CH _{2} CH _{2} O) _{p} R ^{3} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
^{+} --- CH_{2}CH_{2}O --- (CH_{2}CH_{2}O)_{n}R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} y R^{3} representan independientemente entre sí hidrógeno o R^{1}CO, R^{4} representa un resto alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo (CH_{2}CH_{2}O)_{q}
H, m, n y p representan en total 0 o números desde 1 hasta 12, q representa números desde 1 hasta 12 y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo. Ejemplos típicos de esterquats, que pueden encontrar uso en el sentido de la invención, son productos a base de ácido caprónico, ácido caprílico, ácido caprínico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido isoesteárico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido araquídico, ácido behénico y ácido erúcico así como sus mezclas industriales, tal como se producen por ejemplo en la división por presión de aceites y grasas naturales. Preferiblemente se utilizan ácidos grasos de coco C_{12/18} y especialmente ácidos grasos de sebo o de palma C_{16/18} endurecidos parcialmente así como cortes de ácidos grasos C_{16/18} ricos en ácido elaídico industriales. Para la producción de los ésteres cuaternizados pueden utilizarse los ácidos grasos y la trietanolamina en la razón molar de desde 1,1:1 hasta 3:1. Con referencia a las propiedades de los esterquats con respecto a la técnica de aplicación una razón de utilización de desde 1,2:1 hasta 2,2:1, preferiblemente de desde 1,5:1 hasta 1,9:1 ha resultado ser especialmente ventajosa. Los esterquats preferidos representan mezclas industriales de mono, di y triésteres con una grado de esterificación medio de desde 1,5 hasta 1,9 y se derivan del ácido graso de palma o sebo C_{16/18} industrial (número de yodo de 0 a 40). Desde el punto de vista de la técnica de aplicación las sales de éster de trietanolamina de ácido graso cuaternizadas de fórmula (I) han demostrado ser especialmente ventajosas, en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 16 a 18 átomos de carbono, R^{2} representa R^{1}CO, R^{3} representa hidrógeno, R^{4} representa un grupo metilo, m, n y p representan 0 y X representa sulfato de metilo. Los productos correspondientes se encuentran en el comercio bajo la marca Dehyquart® AU (Cognis Deutschland GmbH).
Junto a las sales de éster de trietanolamina de ácido graso cuaternizadas se tienen en cuenta además también como esterquats las sales de éster cuaternizadas de ácidos grasos con dietanolalquilaminas de fórmula (II),
(II)[R^{1}CO --- (OCH_{2}CH_{2})_{m}OCH_{2}CH_{2} --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{5} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
^{+} --- CH_{2}CH_{2}O --- (CH_{2}CH_{2}O)_{n}R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} representa hidrógeno o R^{1}CO, R^{4} y R^{5} representan independientemente entre sí restos alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono, m y n en total representan 0 o números desde 1 hasta 12 y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
Finalmente como grupo adicional de esterquats adecuados se mencionan las sales de éster cuaternizadas de ácidos grasos con 1,2-dihidroxipropildialquilaminas de fórmula (III),
(III)[R^{4} --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{7} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
^{+} --- CH_{2}
\uelm{C}{\uelm{\para}{O ---
(CH _{2} CH _{2} O) _{m} OCR ^{1} }}
HCH_{2}O --- (CH_{2}CH_{2}O)_{n}R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} representa hidrógeno o R^{1}CO, R^{4}, R^{6} y R^{7} representan independientemente entre sí restos alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono, m y n en total representan 0 o números desde 1 hasta 12 y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
Además como esterquats se consideran aún sustancias en las que se sustituye el enlace éster por un enlace amido y que preferiblemente a base de dietilentriamina cumplen la fórmula (IV)
(IV)[R^{1}CO --- NH --- CH_{2}CH_{2} --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{7} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
^{+} --- CH_{2}CH_{2} --- NH --- R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} representa hidrógeno o R^{1}CO, R^{6} y R^{7} representan independientemente entre sí restos alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
Los esterquats de amida de este tipo pueden obtenerse en el mercado por ejemplo bajo la marca Incroquat® (Croda).
Finalmente se consideran como esterquats también sustancias, que pueden obtenerse a base de de aceite de ricino etoxilado o sus productos de hidrogenación y cumplen preferiblemente la fórmula (V),
(V)[R^{8}CO --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{11} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{9} }}
--- [A] --- 
\uelm{N}{\uelm{\para}{R ^{10} }}
^{+} --- R^{12}]X^{-}
en la que R^{8}CO representa un resto hidroxiacilo etoxilado saturado y/o insaturado con de 16 a 22, preferiblemente 18 átomos de carbono así como de 1 a 50 unidades de oxietileno, A representa un resto alquileno lineal o ramificado con de 1 a 6 átomos de carbono, R^{9}, R^{10} y R^{11} representan independientemente entre sí hidrógeno o un grupo alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono, R^{12} representa un resto alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono o un resto bencilo y X representa halógeno, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
Con respecto a la selección de los ácidos grasos preferidos y del grado de esterificación óptimo los ejemplos mencionados para (I) también son válidos para los esterquats de fórmulas (II) a (V).
Para la producción de los esterquats de fórmulas (I) a (V) puede partirse tanto de ácidos grasos como también de los triglicéridos correspondientes. Un procedimiento de este tipo, que debe mencionarse como representativo para el estado de la técnica correspondiente, se propone en el documento de patente europea número EP 0750606 B1 (Cognis). De igual manera es posible, realizar la condensación de las alcanolaminas con los ácidos grasos en presencia de cantidades definidas de ácidos dicarboxílicos, tales como por ejemplo ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido sórbico, ácido pimélico, ácido azelaico, ácido sebácico y/o ácido dodecanoico. De este modo se consigue una estructura parcialmente oligomérica del esterquat, lo que especialmente con la utilización conjunta de ácido adípico puede tener un efecto ventajoso sobre la solubilidad hasta la transparencia de los productos. Los productos correspondientes pueden obtenerse en el mercado bajo la marca Dehyquart® D 6003 (Cognis Deutschland GmbH) y se describen por ejemplo en el documento de patente europea número EP 0770594 B1 (Cognis). Normalmente los esterquats llegan al mercado en forma de soluciones alcohólicas de desde el 50 hasta el 90% en peso, que en caso necesario pueden diluirse con agua sin problemas.
Ceras de parafina
Las ceras de parafina producen sustancias habituales en el mercado, que por ejemplo aparecen durante la recuperación de productos destilados de petróleo y que pueden obtenerse por ejemplo de la empresa BASF. Habitualmente estas ceras poseen pesos moleculares en el intervalo de desde 100 hasta 1.000 Dalton. Por norma general llegan al mercado en forma de dispersiones acuosas, que presentan contenidos en materia sólida en el intervalo de desde el 25 hasta 50% en peso. Las preparaciones finales pueden contener los componentes (a) y (b) en la razón de peso de desde 90:10 hasta 10:90, preferiblemente de desde 75:25 hasta 25:75 y especialmente de desde 60:40 hasta 40:60. El contenido total de los componentes (a) y (b) puede contener en total de desde el 5 hasta el 80, preferiblemente de desde el 10 hasta el 30 o desde el 50 hasta el 75% en peso, dependiendo de si se utilizan productos de concentración o productos diluidos de aplicación.
Aplicabilidad industrial
Después de que las mezclas binarias sean adecuadas para acabar fibras, hilos y textiles de tal forma que éstos puedan plancharse más fácilmente, un objeto adicional de la invención se refiere al uso de mezclas compuestas de:
(a) esterquats,
(b) ceras de parafina con pesos moleculares en el intervalo de desde 100 hasta 1.000 Dalton, así como dado el caso
(c) disolventes
para el acabado textil de materiales de superficie textiles de este tipo. En el caso más sencillo en el caso del disolvente se trata de agua, etanol, alcohol isopropílico, etilenglicol, propilenglicol o glicerina.
Ejemplos
Se produjeron diferentes mezclas de esterquats y ceras de parafina o poliolefinas y se aplicaron en cantidades del 0,1% en peso de materia sólida sobre hilo de poliéster, formando una bobina a velocidades de desde 2 hasta 200 m/min. A este respecto se determinaron el coeficiente de resistencia a la fricción así como la carga estática. Los resultados se resumen en la tabla 1. Los ejemplos 1 a 4 son según la invención, el ejemplo V1 sirve como comparación.
TABLA 1 Resistencia a la fricción y carga estática (datos de la cantidad referidos a materia sólida como % en peso)
1 2 3 4 V1
Dehyquart AU® 56 90 80 70 50
Metosulfatos de dipalmoilmetiletoximonio
Cera de poliolefinas ^{1)} - - - - 70
Cera de parafina ^{2)} 10 20 30 50 30
TABLA 1 (continuación)
1 2 3 4 V1
Coeficiente de resistencia a la fricción \mu
- Velocidad 2 m/min 0,102 0,099 0,098 0,099 0,209
- Velocidad 20 m/min 0,138 0,133 0,125 0,131 0,265
- Velocidad 100 m/min 0,166 0,155 0,149 0,156 0,317
- Velocidad 200 m/min 0,192 0,184 0,172 0,181 0,354
Carga estática [kV/m]
- Velocidad 2 m/min n.o. n.o. n.o. n.o. 0
- Velocidad 20 m/min n.o. n.o. n.o. n.o. -0,6
- Velocidad 100 m/min -4,2 -4,0 -3,8 -3,9 -9,6
- Velocidad 200 m/min -6,1 -6,0 -5,8 -6,1 -30,2
1) Adalin\registrado K 2) dispersión de cera de parafina (90% en peso) en emulgentes no iónicos.
Se observa, que los agentes según la invención superan considerablemente a los del estado de la técnica de base de ceras de poliolefinas. De este modo la resistencia a la fricción se reduce a la mitad y la carga estática, a un tercio.

Claims (10)

1. Agentes para el tratamiento de textiles, compuestos de
(a) esterquats
(b) ceras de parafina con pesos moleculares en el intervalo de desde 100 hasta 1.000 Dalton, así como dado el caso
(c) disolventes.
2. Agentes según la reivindicación 1, caracterizados porque contienen como componente (a) esterquats de fórmula (I),
(I)[R^{1}CO --- (OCH_{2}CH_{2})_{m}OCH_{2}CH_{2} --- 
\melm{\delm{\para}{CH _{2} CH _{2} O(CH _{2} CH _{2} O) _{p} R ^{3} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
^{+} --- CH_{2}CH_{2}O --- (CH_{2}CH_{2}O)_{n}R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} y R^{3} representan independientemente entre sí hidrógeno o R^{1}CO, R4 representa un resto alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo (CH_{2}CH_{2}O)_{q} H, m, n y p representan en total 0 o números desde 1 hasta 12, q representa números desde 1 hasta 12 y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
3. Agentes según la reivindicación 1, caracterizados porque contienen como componente (a) esterquats de fórmula (II),
(II)[R^{1}CO --- (OCH_{2}CH_{2})_{m}OCH_{2}CH_{2} --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{5} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
^{+} --- CH_{2}CH_{2}O --- (CH_{2}CH_{2}O)_{n}R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} representa hidrógeno o R^{1}CO, R^{4} y R^{5} representan independientemente entre sí restos alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono, m y n en total representan 0 o números desde 1 hasta 12 y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
4. Agentes según la reivindicación 1, caracterizados porque contienen como componente (a) esterquats de fórmula (III),
(III)[R^{4} --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{7} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
^{+} --- CH_{2}
\uelm{C}{\uelm{\para}{O ---
(CH _{2} CH _{2} O) _{m} OCR ^{1} }}
HCH_{2}O --- (CH_{2}CH_{2}O)_{n}R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} representa hidrógeno o R^{1}CO, R^{4}, R^{6} y R^{7} representan independientemente entre sí restos alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono, m y n en total representan 0 o números desde 1 hasta 12 y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
5. Agentes según la reivindicación 1, caracterizados porque contienen como componente (a) esterquats de fórmula (IV),
(IV)[R^{1}CO --- NH --- CH_{2}CH_{2} --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{7} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
^{+} --- CH_{2}CH_{2} --- NH --- R^{2}]X^{-}
en la que R^{1}CO representa un resto acilo con de 6 a 22 átomos de carbono, R^{2} representa hidrógeno o R^{1}CO, R^{6} y R^{7} representan independientemente entre sí restos alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono y X representa haluro, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
\newpage
6. Agentes según la reivindicación 1, caracterizados porque contienen como componente (a) esterquats de fórmula (V),
(V)[R^{8}CO --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{11} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{9} }}
--- [A] --- 
\uelm{N}{\uelm{\para}{R ^{10} }}
^{+} --- R^{12}]X^{-}
en la que R^{8}CO representa un resto hidroxiacilo etoxilado saturado y/o insaturado con de 16 a 22, preferiblemente 18 átomos de carbono así como de 1 a 50 unidades de oxietileno, A representa un resto alquileno lineal o ramificado con de 1 a 6 átomos de carbono, R^{9}, R^{10} y R^{11} representan independientemente entre sí hidrógeno o un grupo alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono, R^{12} representa un resto alquilo con de 1 a 4 átomos de carbono o un resto bencilo y X representa halógeno, sulfato de alquilo o fosfato de alquilo.
7. Agentes según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados porque contienen los componentes (a) y (b) en la razón en peso de 90:10 a 10:90.
8. Agentes según al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizados porque contienen los componentes (a) y (b) en total en cantidades de desde el 5 hasta el 80% en peso.
9. Agentes según al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizados porque contienen como componente (c) disolventes, que se seleccionan del grupo, que está formado por agua, etanol, alcohol isopropílico, etilenglicol, propilenglicol y glicerina.
10. Uso de mezclas, compuestas de
(a) esterquats
(b) ceras de parafina con pesos moleculares en el intervalo de desde 100 hasta 1.000 Dalton, así como dado el caso
(c) disolventes
para el acabado de productos laminares textiles.
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