ES2271767T3

ES2271767T3 - Agente para el cuidado de automoviles, que contiene absorbentes de luz uv.

Info

Publication number: ES2271767T3
Application number: ES04028184T
Authority: ES
Inventors: Felix Dr. Muller; Patrick Winter
Original assignee: Goldschmidt GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2004-11-27
Publication date: 2007-04-16
Anticipated expiration: 2024-11-27
Also published as: ATE341594T1; JP2005171257A; CA2485405A1; DE10357683A1; DE502004001658D1; EP1541652A1; EP1541652B1; US20050139120A1

Abstract

Utilización de 2 a 15 % en peso, referido al peso total del agente para el cuidado, de un óxido de zinc con unos tamaños de granos situados en la región de los nm, como filtro de luz UV en agentes para el cuidado en forma de emulsiones, pastosos y líquidos, destinados a la limpieza, al cuidado y a la conservación de piezas barnizadas y ornamentales de vehículos automóviles.

Description

Agente para el cuidado de automóviles, que contiene absorbentes de luz UV.

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El invento se refiere a agentes para el cuidado en con emulsiones, pastosos y líquidos, destinados a la limpieza, al cuidado y a la conservación de piezas barnizadas y ornamentales de vehículos automóviles, que como filtros de luz UV (rayos ultravioletas) contienen óxido de zinc con unos tamaños de granos situados en la región de los nanómetros (nm). Los agentes para el cuidado protegen al barniz del vehículo con respecto a influencias perjudiciales por radiación de luz UV y por la luz solar, y mejoran de esta manera persistentemente el cuadro de aspecto óptico de un vehículo.

En el moderno cuidado de automóviles, se da cada vez mayor importancia a una protección largamente persistente del barniz de los vehículos. Las crecientes influencias del medio ambiente, el cambio a sistemas de barnices que se basan en agua, la creciente edad media de los vehículos en el tráfico por carretera, y el aumento, que se puede observar en muchos mercados, de los vehículos con barnizados de colores claros (blancos, anaranjados, amarillos, rojos) y sensibles, exigen nuevos enfoques para proteger al valioso barniz.

El cuidado de un automóvil consiste normalmente en dos etapas de trabajo:

1.: El lavado del automóvil, en el que se eliminan adherencias de suciedad mediante un tratamiento mecánico (cepillado) y un agente con actividad superficial (champú para automóviles). Después del lavado, el agente auxiliar de escurrimiento permite una rápida desecación mediante agentes tensioactivos catiónicos que se extienden y absorben, y un efecto de brillo.

2.: La pulimentación de automóviles, en la que, mediante sustancias abrasivas, el barniz del vehículo se limpia más profundamente, y se elimina la capa más superior atacada. Con el fin de conservar el brillo del barniz del vehículo, que se refuerza mediante la superficie pulimentada del barniz, a unos pulimentos para automóviles se les añaden un siloxano modificado con amino, con el fin de conseguir una elevada estabilidad frente a los detergentes, y un aceite de silicona como agente de brillo (p.ej. como se describe en el documento de patente de los EE.UU. US 5.968.238).

Estas medidas, sin embargo, no son apropiadas para proteger a las superficies de barnices, en particular a las superficies de barnices "frescas", que han sido despejadas después de la pulimentación con componentes abrasivos, con respecto a la influencia dañina de la radiación de UV.

La bibliografía de patentes muestra que a este respecto se emprendieron algunos intentos de emplear, también en la pulimentación de automóviles, en particular sustancias absorbentes de UV, que se empleaban en el sector cosmético en formulaciones de protección contra el sol.

El documento de solicitud de patente europea EP-A-0.373.838 enseña el empleo de compuestos de 1,3-diceto-ciclohexano como absorbentes de UV en la pulimentación de automóviles.

El documento US 4.889.947 describe naftalenilidenos, que son apropiados para su aplicación en formulaciones protectoras contra el sol para la piel humana, pero también se menciona la posibilidad de otras aplicaciones, tales como la pulimentación de automóviles.

El documento de solicitud de patente japonesa JP-A-57-182371 describe salicilatos que, junto a la protección contra la luz UV, deben tener también además propiedades fungicidas.

Es común, sin embargo, a todas las sustancias orgánicas para filtración de luz UV, el hecho de que ellas no son utilizables de manera inocua, sino que en determinados barnices pueden efectuarse reacciones, catalizadas por rayos UV o sensibilizadas por fototransferencia de electrones, con los pigmentos contenidos en el barniz, con lo cual es posible un deterioro del barniz para automóviles. Precisamente los compuestos orgánicos, activos en luz UV, pueden provocar, junto al deseado efecto de extinción, también un gran número de reacciones secundarias, en particular en el caso de una exposición más intensa o más largamente persistente.

Por lo tanto, el empleo de estos productos, que son relativamente inocuos para la aplicación sobre la piel humana, tal como se muestra en un gran número de estudios, no es indicado en el caso de una utilización tal como el cuidado de automóviles.

El intento de emplear pigmentos inorgánicos aceptables para los usuarios como sustancias filtrantes de los rayos UV, no condujo hasta ahora a ningún éxito.

Un óxido de zinc en una granulación macroscópica ya se utilizó en pulimentos para automóviles como cuerpo abrasivo, tal como lo enseña el documento de patente belga BE 714.006. En la forma allí descrita, éste es sin embargo inapropiado como aditivo protector contra la luz UV.

El dióxido de titanio (como anatasa o rutilo) empleado de manera preferente en formulaciones cosméticas protectoras contra el sol, con unos tamaños medios de granos situados en la región de los nm, no muestra, ni a solas ni en combinación con los filtros orgánicos de luz UV, allí usuales, ningún efecto en agentes para el cuidado de automóviles.

Fue por lo tanto misión del presente invento desarrollar agentes para el cuidado en forma de emulsiones, pastosos y líquidos, que sean apropiados para los usuarios, y estén destinados a la limpieza, al cuidado y a la conservación de piezas barnizadas y ornamentales de vehículos automóviles, en particular para pulimentos para automóviles, que al mismo tiempo proporcionen un alto efecto protector contra la luz al barniz para automóviles.

El problema planteado por esta misión se resuelve por medio de la utilización de un óxido de zinc nanoestructurado (ZnO con unos tamaños medios de granos situados en la región de los nm).

Son objeto del invento, por lo tanto, agentes para el cuidado en forma de emulsiones, pastosos y líquidos, destinados a la limpieza, al cuidado y a la conservación de piezas barnizadas y ornamentales de vehículos automóviles, que están caracterizados porque como filtro de luz UV contienen de 2 a 15% en peso, referido al peso total del agente para el cuidado, de un óxido de zinc con unos tamaños de granos situados en la región de los nm.

Sorprendentemente, un óxido de zinc nanoestructurado que tiene un tamaño medio de partículas situado por debajo de 400 nm, en particular por debajo de 300 nm, cumple el requisito de garantizar una protección contra la luz UV para superficies de barnices, sin catalizar al mismo tiempo reacciones secundarias fotoquímicas. Otros pigmentos nanoestructurados ensayados, que corresponden al perfil de los requisitos, tales como ciertos tipos de dióxido de titanio, no mostraron ningún efecto conforme al invento, tal como se describe más adelante.

La preparación del óxido de zinc nanoestructurado, utilizado concomitantemente conforme al invento, se describe en el documento de solicitud de patente alemana DE-A 102.12.680, al igual que también métodos para el control de la mediana del tamaño de las partículas. A las reivindicaciones descritas en esta solicitud de patente se hace referencia en su plena extensión.

Estos óxidos de zinc se emplean en unas concentraciones de 2 a 15% en peso, preferiblemente de 5 a 7% en peso, referidas al peso total del agente para el cuidado.

Una forma de realización preferida adicional conforme al invento es la utilización de un óxido de zinc, que está revestido de manera hidrófoba mediante un procedimiento de revestimiento especial (en inglés coating).

Apropiados agentes de revestimiento coating son los compuestos conocidos para esto en el estado de la técnica, pero en particular silanos modificados con radicales orgánicos, tales como octil-trimetoxi-silano, que generan una película hidrófoba en torno a las nanopartículas.

Como agentes para el cuidado se pueden utilizar conforme al invento todas las emulsiones usuales en el comercio, basadas en W/O o en O/W (W = agua O = aceite), en particular emulsiones de aceites de siliconas, amino-siloxanos u otros derivados de siliconas, que adicionalmente pueden contener sustancias abrasivas tales como óxidos de aluminio o silicatos, y eventualmente otras sustancias auxiliares y coadyuvantes, sustancias conservantes, emulsionantes y conferidoras de consistencia.

El óxido de zinc se puede emplear en este contexto como un polvo procedente directamente de la producción o en forma de una dispersión. En este contexto, el óxido de zinc puede ser dispersado en agua, en disolventes orgánicos
o - en estado hidrofugado - también en aceites de siliconas o sus derivados modificados con radicales orgánicos.

Procedimientos de ensayo Procedimiento de dispersamiento

Las dispersiones seguidamente expuestas se prepararon en un laboratorio con un mecanismo agitador H-Trieb del tipo 4REB/L de la entidad Heynau, Munich. Con un disco dispersador, que tiene un diámetro de 4 cm, las mezclas fueron dispersadas durante 5 minutos. La velocidad de agitación fue en tal caso de 2.500 rpm.

Cuidado de las superficies

El cuidado de las superficies barnizadas se realiza de acuerdo con el método convencional, con el que se aplican pulimentos o ceras usuales en el comercio. Con el fin de garantizar que siempre se hubiera aplicado la misma cantidad de pulimento sobre el barniz, se aplicó exactamente 1,0 g de un pulimento sobre una superficie de 4,5 x 7,5 cm. Para la distribución uniforme del pulimento sobre esta superficie, se utilizó un paño cosmético de un solo uso (desechable) con un tamaño de 20 x 20 cm, plegado a una cuarta parte del tamaño. Después de que se hubo secado el pulimento aplicado y distribuido uniformemente, el barniz cuidado se pulimentó con una guata pulimentadora usual en el comercio durante aproximadamente 30 segundos, sin ninguna presión esencial.

Irradiación con luz UV

Con el fin de simular el efecto de amarilleamiento de un barniz, se utilizó una lámpara manual de luz UV del tipo NU-15 KL, con dos tubos de luz UV a sendas longitudes de onda de 254 nm y 366 nm y con una potencia en cada caso de 15 vatios.

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Determinación del índice cromático

La medición del índice cromático se efectuó con un aparato espectrofotómetro del tipo SP 68 de la entidad X-Rite.

El método de medición se efectúa de acuerdo con el sistema CIELAB. En este sistema, también denominado CIE L*a*b*, todos los tonos de color con igual grado de claridad están situados en una superficie plana de forma circular, en la que se encuentran los ejes a* y b*. Los valores a* positivos son rojizos, los valores a* negativos son verdosos, los valores b* positivos son amarillentos y los valores b* negativos son azulados. En el ecuador del disco cromático se presentan los tonos puros de color con alta saturación. Hacia el interior disminuye la saturación, y en el centro ésta es de cero (no coloreada, gris).

Para el registro de un efecto de amarilleamiento, se determinó en cada caso el valor b* de las superficies barnizadas. Para esto, en tres puntos de una superficie se determinó en cada caso tres veces el valor de b*. Éstos se promediaron, y proporcionan un valor representativo, que se expone en los Ejemplos.

Realización Ejemplo 1

1,0 g de un óxido de zinc no revestido y nanoestructurado (PH 10520 ZnO de acuerdo con el documento DE-A-102.12.680) con una superficie específica de 19 m^{2}/g, se introdujo y dispersó en 49,0 g de un pulimento para automóviles Polish & Wax usual en el comercio (exento de disolventes, sobre una base acuosa), de acuerdo con el método arriba descrito.

Una chapa barnizada con un barniz rojo para automóviles (de la entidad DeBeer, nº de artículo 9952/1) + un barniz transparente H5420 y un agente endurecedor HS 420 (de la entidad DeBeer) en la relación de 2:1 fue cuidada, de acuerdo con el método arriba descrito, en una mitad con esta dispersión. La otra mitad se trató con el mismo pulimento, pero sin la adición de óxido de zinc.

Estas superficies se irradiaron con luz UV (254 nm/366 nm) durante un período de tiempo de cuatro meses.

En el caso del valor a ciegas se trata del mismo barniz, pero éste no es, sin embargo, tratado con UV, y sirve por consiguiente como referencia.

1

El valor a ciegas, en el que no se sometió a ninguna carga por rayos UV, reproduce el tono de color no falseado. Cuanto mayor es la desviación numérica de los otros materiales expuestos cargados por radiaciones, tanto mayor es el efecto de amarilleamiento. Como puede observarse, la formulación conforme al invento (pulimento +ZnO) tiene un manifiesto efecto protector frente al pulimento sin la adición conforme al invento (Pulimento puro).

Ejemplo 2

2,5 g de dióxido de titanio se introdujeron y dispersaron en 47,5 g de un pulimento para automóviles Polish & Was usual en el comercio (exento de disolventes, sobre una base acuosa). Para estos ensayos se utilizó una chapa barnizada con un barniz de color blanco, que se basa en Silikoftal® ED (Tego Chemie Service TCS). Este barniz es sensible a la luz UV y acorta el tiempo de la irradiación con luz UV a unos pocos días para conseguir un efecto de amarilleamiento. Esta chapa fue cuidada, de acuerdo con el método arriba descrito, en una mitad con esta dispersión. La otra mitad fue tratada con el mismo pulimento, pero sin la adición de dióxido de titanio.

Durante un período de tiempo de 7 días, esta superficie fue irradiada con luz UV (254 nm/366 nm).

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Como se puede observar, la utilización del dióxido de titanio empleado en la cosmética para formulaciones protectoras contra el sol, no tiene ningún efecto positivo en el presente sector. Al contrario que el ZnO utilizado concomitantemente conforme al invento, ésta tiene incluso un efecto negativo. El grado de amarilleamiento del barniz es mayor (Pulimento + TiO_{2}) que en el caso del pulimento usual en el comercio (Pulimento puro).

Ejemplo 3

2,5 g de un ZnO hidrofugado con octil-trimetoxi-silano (VT 2665) con una superficie específica de 19 \pm 1 m^{2}/g propuesta (Degussa, solicitud de patente europea nº 03018678.7 no publicada) se introdujeron y dispersaron en 47,5 g del pulimento para automóviles Sonax Polish & Wax (exento de disolventes, sobre una base acuosa). Una chapa barnizada con un barniz blanco sensible a la luz UV, que se basa en Silikoftal® ED, fue cuidada, de acuerdo con el método arriba descrito, en una mitad con esta dispersión. La otra mitad se trató con el mismo pulimento, pero sin la adición de óxido de zinc.

Durante un período de tiempo de 7 días, estas superficies fueron irradiadas con luz UV (254 nm/366 nm).

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4

Los valores determinados muestran que con el óxido de zinc aquí utilizado (VT 2665) se disminuye en un 17% el efecto de amarilleamiento de un barniz por irradiación con luz UV.

Ejemplo 4

2,5 g de un ZnO hidrofugado con octil-trimetoxi-silano, que tiene una superficie específica de 19 \pm 1 m^{2}/g (PH 12703; Degussa, solicitud de patente europea nº 03018678.7 no publicada) se introdujeron y dispersaron en 47,5 g del pulimento para automóviles Sonax Polish & Wax (exento de disolventes, sobre una base acuosa). Una chapa barnizada con un barniz blanco sensible a la luz UV, que se basa en Silikoftal® ED, fue cuidada en una mitad con esta dispersión, de acuerdo con el método arriba descrito. La otra mitad se trató con el mismo pulimento, pero sin la adición de óxido de zinc.

5

Los valores determinados muestran que con el óxido de zinc aquí utilizado (PH 12703) se disminuye en alrededor de un 14% el efecto de amarilleamiento de un barniz por irradiación con luz UV.

Ejemplo 5

Para estos ensayos se utilizó una formulación para un pulimento para automóviles estable frente a los detergentes de la propia fábrica:

Receta:
TAGAT® S	Éster de ácido graso etoxilado	3,6%
Agua, desmin.		10,0%
Lunacerin W 60		2,0%
TEGIN® M	Mono-diestearato de glicerol	1,8%
TEGILOXAN 350	Aceite de silicona	5,0%
TEGO POLISH
ADDITIV C 391	Amino-siloxano	3,0%
Agua, desmin.		70,4%
Cloruro de sodio		0,2%

Tanda 1: 2,5 g de un ZnO hidrofugado con octil-trimetoxi-silano, que tenía una superficie específica de 19 \pm 1 m^{2}/g (VT 2665), se introdujeron y dispersaron en 47,5 g de este pulimento. Una chapa barnizada con un barniz blanco sensible a la luz UV, que se basa en Silikoftal® ED, fue cuidada en una mitad con esta dispersión, de acuerdo con el método arriba descrito.

Tanda 2: 2,5 g de un ZnO hidrofugado con octil-trimetoxi-silano, que tenía una superficie específica de 19 \pm 1 m^{2}/g (PH 12703), se introdujeron y dispersaron en 47,5 g de este pulimento. La otra mitad de la superficie arriba descrita fue cuidada con esta dispersión.

Como referencia sirve el mismo barniz, que asimismo fue cuidado con el pulimento arriba descrito, pero sin la adición de óxido de zinc.

Durante un periodo de tiempo de 7 días, estas superficies fueron irradiadas con luz UV (254 nm/366 nm).

6

También en este caso se puede reconocer un manifiesto efecto protector de la adición de ZnO.

Ejemplo 6

En este Ejemplo se utilizó el pulimento para automóviles Sonax Xtreme Polish & Wax 3.

Tanda 1: 2,5 g de un ZnO hidrofugado, que tenía una superficie específica de 19 \pm 1 m^{2}/g (VT 2665), se introdujeron y dispersaron en 47,5 g de este pulimento. Una chapa barnizada con un barniz blanco sensible a la luz UV, que se basa en Silikoftal ED, fue cuidada en una mitad con esta dispersión, de acuerdo con el método arriba descrito.

Tanda 2: 2,5 g de un ZnO hidrofugado, que tenía una superficie específica de 19 \pm 1 m^{2}/g (PH 12703), se introdujeron y dispersaron en 47,5 g de este pulimento. La otra mitad de la superficie arriba descrita fue cuidada con esta dispersión.

Como referencia sirve el mismo barniz que se había cuidado asimismo con el pulimento arriba descrito, pero sin la adición de óxido de zinc.

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Claims

1. Utilización de 2 a 15% en peso, referido al peso total del agente para el cuidado, de un óxido de zinc con unos tamaños de granos situados en la región de los nm, como filtro de luz UV en agentes para el cuidado en forma de emulsiones, pastosos y líquidos, destinados a la limpieza, al cuidado y a la conservación de piezas barnizadas y ornamentales de vehículos automóviles.

2. Utilización de un óxido de zinc de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el óxido de zinc tiene unos tamaños de granos en promedio de \leq 400, en particular de \leq 300 nm, y una superficie según BET de 2 a 100 m^{2}.

3. Utilización de un óxido de zinc de cuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el óxido de zinc tiene unos tamaños de granos en promedio de \leq 400, en particular \leq 300 nm, y una superficie según BET de 5 a 50 m^{2}.

4. Utilización de un óxido de zinc de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el óxido de zinc tiene unos tamaños de granos en promedio de \leq 400, en particular \leq 300 nm, y una superficie según BET de 10 a 30 m^{2}.

5. Utilización de un óxido de zinc de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el óxido de zinc tiene unos tamaños de granos en promedio de \leq 400, en particular \leq 300 nm, y una superficie según BET de 15 a 25 m^{2}.

6. Utilización de un óxido de zinc de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque se utiliza un óxido de zinc hidrofugado.