ES2281397T3 - Composiciones suavizantes de fibras que contienen tensioactivos no ionicos. - Google Patents
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Abstract
Se describen nuevas composiciones acuosas suavizantes y acondicionadoras de textiles y otras fibras naturales y sintéticas que contienen tensioactivos de carácter no iónico y tensioactivos catiónicos o esterquats obtenidos a partir de ésteres de alcanolaminas basados en la reacción de esterificación de alcanolaminas, eventualmente alcoxiladas, con ácidos dicarboxílicos y alcoholes grasos, eventualmente alcoxilados. Los mencionados tensioactivos catiónicos y esterquats mejoran la eficacia acondicionadora y suavizante de las fibras naturales y sintéticas de los tensioactivos no iónicos, de manera que las composiciones suavizantes obtenidas manifiestan una elevada eficacia en el tratamiento de las fibras, tales como los textiles, el papel y los cabellos, y mejoran además la facilidad de planchado en el caso de fibras textiles y la facilidad de peinado en el de las fibras naturales.
Description
Composiciones suavizantes de fibras que
contienen tensioactivos no iónicos.
La presente invención se refiere a composiciones
suavizantes y acondicionadoras, acuosas novedosas, para materiales
textiles y otras fibras naturales y sintéticas, composiciones que
contienen tensioactivos no iónicos que tienen un carácter suavizante
y tensioactivos catiónicos o esterquats obtenidos a partir de
ésteres de alcanolamina basados en la reacción de esterificación de
alcanolaminas opcionalmente alcoxiladas, ácidos dicarboxílicos y
alcoholes grasos, opcionalmente alcoxilados.
Los tensioactivos catiónicos derivados de aminas
se han utilizado ampliamente desde hace algunas décadas como agentes
suavizantes y acondicionadores para todo tipo de fibras naturales y
sintéticas, aplicándose en campos tales como el tratamiento de las
fibras textiles y del papel y los productos para la higiene del
cabello.
Por motivos ecológicos, debido a su superior
biodegradabilidad, ha sido práctica común desde hace varios años el
uso de derivados catiónicos de amina en los que las cadenas
hidrocarbonadas hidrófobas están interrumpidas por grupos
funcionales de tipo éster, siendo los usados más comúnmente los
derivados cuaternizados de ésteres de polialcanolaminas, que
normalmente se conocen como esterquats. Entre éstos, uno de los
tipos más utilizados, debido a su menor coste, son los esterquats
derivados de trietanolamina.
La patente británica GB-602048
describe ésteres oligoméricos de alcanolamina basados en la reacción
de esterificación de trietanolamina con ácidos dicarboxílicos y
ácidos grasos, y su cuaternización con cloruro de metilo o sulfato
de dimetilo y su uso como agentes suavizantes para las fibras
naturales y sintéticas, y las patentes
US-A-4719382 y
US-A-4237016 describen la
utilización de los esterquats descritos en la patente británica
mencionada anteriormente, entre otros muchos tipos de polímeros
catiónicos, como aditivos para mejorar la eficacia suavizante de los
tensioactivos catiónicos que no contienen grupos éster. Además, la
solicitud de patente WO-A-9812293
describe la utilización de los mismos esterquats oligoméricos como
aditivos que se van a incorporar en la fase acuosa de composiciones
suavizantes que contienen esterquats, con el objeto de mejorar la
eficacia suavizante de los
mismos.
mismos.
La patente alemana
DE-C-19539846 describe la síntesis
de esterquats derivados de ácidos dicarboxílicos, ácidos grasos y
trietanolamina y el uso de los mismos como acondicionadores para el
cabello, y la patente DE-C-19715835
describe esterquats basados en la reacción de metildietanolamina y
mezclas de ácidos grasos y ácidos dicarboxílicos, con la posterior
etoxilación y/o cuaternización.
La patente
WO-A-9849132 describe la síntesis de
esterquats derivados de ácido dicarboxílico/ácido
graso/trietano-
lamina, dentro de un intervalo de razones específico seleccionado, y su uso en composiciones suavizantes de materiales textiles.
lamina, dentro de un intervalo de razones específico seleccionado, y su uso en composiciones suavizantes de materiales textiles.
La patente
DE-C-19519876 describe esterquats
basados en la reacción de una trialcanolamina con mezclas de ácidos
grasos, ácidos dicarboxílicos y sorbitol y la posterior
cuaternización y/o etoxilación de los ésteres obtenidos.
En la solicitud de patente española número
P-200000697 (publicada como documento ES2180372),
que está pendiente de publicación, se facilita una descripción de
composiciones suavizantes de materiales textiles acuosas y
novedosas que contienen tensioactivos catiónicos y esterquats de
ésteres de alcanolamina basados en la reacción de esterificación de
alcanolaminas opcionalmente alcoxiladas, ácidos dicarboxílicos y
alcoholes grasos opcionalmente alcoxilados, y, opcionalmente,
ácidos grasos. Además, la mencionada solicitud de patente describe
la posibilidad opcional de incluir en las composiciones suavizantes
a las que se refiere, hasta un máximo del 40% de tensioactivos no
iónicos de carácter suavizante, expresado con respecto al peso total
del agente suavizante, y otras sustancias activas catiónicas
suavizantes. Esta solicitud de patente describe composiciones en las
que la sustancia suavizante activa está formada predominantemente
por tensioactivos catiónicos.
También se conoce bien el gran interés existente
en el sector de los suavizantes de fibras y acondicionadores de
fibras en la sustitución total o parcial en las composiciones
suavizantes de los activos catiónicos por activos no iónicos, dado
que estos últimos presentan un mejor comportamiento desde un punto
de vista ecotoxicológico y medioambiental. Se ha dado una
consideración especial a los agentes no iónicos de tipo éster, dado
su mayor grado de biodegradabilidad y su menor grado de
toxicidad.
Sin embargo, también se conoce bien que las
composiciones basadas en los mencionados componentes no iónicos son
deficientes en lo que se refiere a la capacidad suavizante cuando se
compara con las formulaciones suavizantes convencionales. Esta
cuestión se trata en al menos las siguientes patentes y solicitudes
de patente: US-A-5447643,
US-A-5854201,
EP-A-0893490,
US-A-5593614,
US-A-4179382,
US-A-4237016 y
WO-A-9812293.
\newpage
Hasta donde conocen los autores de la presente
invención, no se han obtenido formulaciones basadas
predominantemente en tensioactivos no iónicos que ofrezcan
propiedades semejantes a las formulaciones convencionales basadas
principalmente en tensioactivos catiónicos.
El contenido de la presente invención es el uso
de tensioactivos catiónicos según la reivindicación 1, obtenidos
mediante la reacción de esterificación de alcanolaminas con ácidos
dicarboxílicos y alcoholes grasos, descritos en la solicitud de
patente española número P200000697 (publicada como documento ES
2180372), como agentes auxiliares que mejoran la eficacia suavizante
y acondicionante con respecto a las fibras naturales y sintéticas de
los tensioactivos de carácter no iónico, especialmente los que
contienen grupos funcionales de tipo éster.
El contenido de la presente invención también
incluye composiciones suavizantes acuosas para fibras textiles,
composiciones que contienen, como la sustancia suavizante activa,
tensioactivos no iónicos que contienen principalmente grupos éster
opcionalmente alcoxilados y, como agentes auxiliares de refuerzo de
la suavidad, los tensioactivos catiónicos o esterquats mencionados
anteriormente.
Los autores de la presente invención han
descubierto sorprendentemente que, aunque se utilicen en una
proporción menor, los tensioactivos catiónicos según la
reivindicación 1, obtenidos a partir de ésteres de alcanolamina con
ácidos dicarboxílicos y alcoholes grasos, descritos en la solicitud
de patente española número P200000697, mejoran sensiblemente la
eficacia de suavizado de las fibras y de acondicionamiento de las
fibras de las composiciones que contienen más de un 40% en peso de
tensioactivos no iónicos, basándose en el peso total de sustancia
suavizante activa. Los compuestos mencionados también facilitan el
planchado en el caso de las fibras textiles y el peinado en el caso
de las fibras naturales.
Aunque la presente invención no debe
considerarse ligada a la teoría tratada más adelante en el presente
documento, se cree que estos efectos beneficiosos pueden atribuirse
al hecho de que los tensioactivos catiónicos mencionados, por
ejemplo, los esterquats, favorecen la deposición de los
tensioactivos de carácter no iónico en las fibras naturales y
sintéticas.
Por tanto, los compuestos mencionados pueden
utilizarse, como agentes auxiliares que mejoran la eficacia de
suavizado y de acondicionamiento de los tensioactivos no iónicos,
para fabricar composiciones suavizantes de fibras y
acondicionadoras de fibras que se basan principalmente en
tensioactivos no iónicos, o en mezclas de tensioactivos no iónicos y
tensioactivos catiónicos, y en las que el porcentaje de tensioactivo
no iónico es superior al 40% del peso total de la sustancia
suavizante activa. Su uso en las composiciones para el suavizado de
materiales textiles, además de mejorar el tacto del tejido, facilita
el planchado y disminuye la aparición de arrugas durante el lavado,
y su uso en composiciones acondicionadoras del cabello o como
aditivo en champúes, mejora la facilidad de peinado y el aspecto del
cabello.
La presente invención incluye composiciones
suavizantes acuosas para materiales textiles u otras fibras
sintéticas o naturales, composiciones que contienen:
- (a)
- tensioactivos catiónicos, tal como se define en la reivindicación 1,
- (b)
- opcionalmente, uno o varios tensioactivos catiónicos que actúan como suavizantes o acondicionadores para materiales textiles u otras fibras, y
- (c)
- uno o más tensioactivos no iónicos que acondicionan materiales textiles u otras fibras,
en las que la suma de los
componentes (a), (b) y (c) es desde el 2% hasta el 60% en peso, de
manera que, con respecto a la cantidad total de los componentes (a),
(b) y
(c),
- (i)
- la proporción en peso del componente (a) es desde el 5 hasta el 60%,
- (ii)
- la proporción en peso del componente (b) es desde el 0% hasta el 30% y
- (iii)
- la proporción en peso del componente (c) es desde más del 40% hasta el 95%,
siendo el resto de los componentes
agua y otros componentes opcionales seleccionados de los usados
habitualmente en las composiciones suavizantes acuosas para
materiales
textiles.
Preferiblemente, las composiciones suavizantes
acuosas de materiales textiles a las que se refiere la invención
contienen desde el 3% hasta el 50% en peso de la suma de los
componentes (a), (b) y (c), de manera que, con respecto a la
cantidad total de los componentes (a), (b) y (c),
- (i)
- la proporción en peso del componente (a) es desde el 20 hasta el 60%,
- (ii)
- la proporción en peso del componente (b) es desde el 0% hasta el 20% y
- (iii)
- la proporción en peso del componente (c) es desde más del 40 hasta el 80%,
siendo el resto de los componentes
agua y otros componentes opcionales seleccionados de los usados
habitualmente en las composiciones suavizantes acuosas para
materiales
textiles.
Los ésteres de alcanolamina utilizados en la
presente invención son los que se pueden obtener mediante la
reacción de esterificación de una alcanolamina de fórmula general
(I)
con un ácido dicarboxílico, o con
un derivado reactivo del mismo, de fórmula general
(II)
y con un alcohol graso,
opcionalmente alcoxilado, de fórmula general
(III)
fórmulas en las que R^{1} es
hidrógeno, un grupo alquilo C_{1}-C_{6} o el
resto
R^{2} es un grupo alquileno
C_{1}-C_{6}, R^{3} es hidrógeno o metilo, n es
0 o un número entero desde 1 hasta 20, R^{4} es un grupo alquileno
C_{1}-C_{36} opcionalmente sustituido o
insaturado, o arileno, y R^{5} es un grupo alquilo o alquenilo
C_{2}-C_{22} lineal o ramificado.
También es opcionalmente posible incorporar a la
mezcla de reacción un ácido graso de fórmula general (IV)
en la que R^{6} es un grupo
alquilo o alquenilo C_{6}-C_{23} lineal o
ramificado, o un éster alquílico o un glicérido del ácido graso, y/o
un poliol opcionalmente
alcoxilado.
Como ejemplos de alcanolaminas que pueden usarse
se pueden mencionar las siguientes: trietanoalmina,
N-metildietanolamina,
N-metildiisopropanolamina y triisopropanolamina,
estando cada una opcionalmente alcoxilada con óxido de etileno u
óxido de propileno, o mezclas de las mismas, prefiriéndose las
alcanolaminas no alcoxiladas, especialmente la trietanolamina.
Como ejemplos de ácidos dicarboxílicos se pueden
mencionar, aunque no se pretende que sea una lista exhaustiva, los
ácidos succínico, málico, glutárico, adípico, sebácico, pimélico,
subérico, maléico y tereftálico, y también los conocidos como
dímeros de ácidos grasos o ácidos grasos diméricos que se obtienen
mediante oligomerización térmica de ácidos grasos insaturados, tales
como los comercializados por Unichema International con el nombre
PRIPOL®, por ejemplo PRIPOL® 1009, o mezclas de estos ácidos. Se
prefiere el ácido adípico.
Los alcoholes grasos de fórmula (III),
opcionalmente alcoxilados con oxido de etileno u oxido de propileno,
pueden ser los que se obtienen de grasas y aceites de origen
natural, por ejemplo de sebo, palma, oliva, coco, girasol, soja,
orujo, colza, hidrogenados o no hidrogenados, dándose preferencia a
los alcoholes no alcoxilados que contienen predominantemente desde
16 hasta 18 átomos de carbono.
Ejemplos de ácidos grasos que pueden incluirse
opcionalmente en la reacción de esterificación son los que se
obtienen de aceites y grasas vegetales y animales, tales como coco,
sebo, palma, girasol, soja, oleína, orujo, colza, etc., y que están
opcionalmente hidrogenados total o parcialmente, y también ácidos
grasos purificados o sintéticos tales como ácido láurico, ácido
esteárico, ácido palmítico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido
2-etilhexanoico.
Los polioles que también pueden incluirse
opcionalmente en la reacción de esterificación pueden ser, por
ejemplo, glicerol, pentaeritritol, sacarosa, glucosa, sorbitol, o
glicoles tales como etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol,
dipropilenglicol.
Para los fines de la presente invención, resulta
ventajoso que:
- -
- la razón molar del ácido dicarboxílico con respecto a la alcanolamina sea desde 0,2 hasta 1,2, preferiblemente desde 0,3 hasta 0,9, más preferiblemente desde 0,4 hasta 0,8,
- -
- la razón molar de la suma del alcohol graso y el ácido graso con respecto a la alcanolamina sea desde 0,2 hasta 2,0, y
- -
- la razón molar del ácido graso con respecto al alcohol graso sea desde 0 hasta 10, preferiblemente desde 0,1 hasta 5,0, más preferiblemente desde 0,5 hasta 1,0.
La reacción de esterificación se lleva a cabo
mediante métodos de por sí conocidos, tales como los ya descritos en
la solicitud de patente española número P-200000697,
(publicada como documento ES 2180372) que se incorpora al presente
documento como referencia.
Preferiblemente, la reacción de esterificación
se efectúa mediante la condensación del ácido dicarboxílico, y
opcionalmente el ácido graso, con una mezcla de la alcanolamina y el
alcohol graso, y opcionalmente el poliol, a una temperatura de
desde 120ºC hasta 220ºC durante un periodo de desde 2 hasta 10
horas, preferiblemente a una presión reducida de unos 5 a 200 mbar
y en presencia de cualquiera de los catalizadores ya conocidos para
la esterificación de los esterquats convencionales, por ejemplo el
ácido hipofosforoso o el ácido paratoluenosulfónico, y también en
presencia de cualquiera de los estabilizantes y antioxidantes
habituales, tales como tocoferoles, BHT, BHA, ácido cítrico. La
reacción de esterificación se puede efectuar también condensando en
primer lugar el ácido dicarboxílico con la trietanolamina, añadiendo
después el alcohol graso.
Para el experto en la técnica resulta evidente
que, alternativamente, la reacción de esterificación puede llevarse
a cabo alternativamente mediante otras técnicas convencionales, a
partir de derivados reactivos de los ácidos dicarboxílicos, por
ejemplo sus ésteres, sus anhídridos o sus cloruros de ácido.
Los ésteres así obtenidos se utilizan para
preparar los tensioactivos catiónicos que son esterquats, cuyo uso
en composiciones suavizantes basadas en tensioactivos no iónicos
forma parte del contenido de la presente invención. Los
tensioactivos catiónicos son los esterquats que se pueden obtener
partiendo de la base de su cuaternización con agentes alquilantes, o
las sales de adición de los ésteres de alcanolamina con ácidos
minerales u orgánicos, tales como el ácido clorhídrico, ácido
sulfúrico, ácido fosfórico, ácido cítrico, ácido láctico. Los
esterquats son los tensioactivos catiónicos suavizantes de
fibras.
Estos esterquats se obtienen a partir de los
ésteres de alcanolamina de la invención mediante una reacción
adicional de cuaternización que, asimismo, se conoce de por sí,
descrita en la solicitud de patente
WO-A-9849132 mencionada
anteriormente.
Por ejemplo, la mezcla de reacción que resulta
de la esterificación se hace reaccionar con productos alquilantes,
tales como cloruro de metilo, bromuro de metilo, sulfato de
dimetilo, sulfato de dietilo, carbonato de dimetilo, preferiblemente
en presencia de disolventes orgánicos que facilitan su
manejabilidad, tales como isopropanol, etanol, propilenglicol,
etilenglicol, dipropilenglicol, alcoholes grasos, etc., y
posteriormente se ajusta el pH a desde 1,5 hasta 7,0,
preferiblemente desde 2 hasta 4,5, mediante la adición de un ácido
tal como cualquiera de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido
fosfórico, ácido cítrico.
Los tensioactivos catiónicos que actúan como
suavizantes de materiales textiles que pueden constituir el
componente (b) de las composiciones suavizantes de la invención son
bien conocidos por el experto.
Entre estos, se pueden mencionar los compuestos
de amonio cuaternario cuyas cadenas hidrófobas no están
interrumpidas por un grupo éster, por ejemplo los descritos en las
patentes US-A-4719382 y
USA-4237016, entre los que el más conocido es el
cloruro de dialquildimetilamonio de sebo hidrogenado, también
conocido como DTDMAC, tal como el comercializado por KAO
Corporation, S.A. bajo la marca QUARTAMIN® D86P.
No obstante, se prefieren los esterquats, cuyas
descripciones pueden encontrarse, entre muchos otros, en los
documentos ya mencionados en esta descripción y de los que pueden
mencionarse como ejemplos importantes los siguientes esterquats:
- -
- los diésteres cuaternizados de ácidos grasos con 1,2-dihidroxi-3-dimetilaminopropano, tal como describe la patente de los EE.UU. US-A-4137180 y la solicitud de patente europea EP-A-0585040,
- -
- los diésteres cuaternizados de ácidos grasos con N-metildietanolamina, tales como los descritos en la solicitud de patente francesa FR-A-1593921 y en la patente europea EP-B-0239910, por ejemplo el diéster de sebo hidrogenado cuaternizado con cloruro de metilo y comercializado por KAO Corporation, S.A. bajo la marca KAOSOFT® PH,
- -
- las sales de amidoésteres de ácidos grasos con la N-metil-N-aminopropiletanolamina, por ejemplo la comercializada por KAO Corporation bajo la marca KAOSOFT® 1,
- -
- los diésteres cuaternizados de ácidos grasos con trietanolamina, tales como los descritos en la patente de los EE.UU. US-A-3915867 y en una gran cantidad de patentes posteriores, por ejemplo, los diésteres de sebo parcialmente hidrogenado que están cuaternizados con sulfato de dimetilo comercializados por KAO Corporation, S.A. bajo las marcas TETRANYL® AT-7590 y TETRANYL® L1/90.
Hay que señalar que cuando se hace referencia al
término "diéster" se pretende indicar que el diéster predomina
en la mezcla, aunque el producto siempre puede contener cantidades
variables de compuestos monoéster y, en el caso de la
trietanolamina, de compuestos triéster.
También entran en esta consideración de
tensioactivos catiónicos que tienen un carácter suavizante, los
tensioactivos catiónicos oligoméricos descritos en la solicitud de
patente WO-A-9849132, por ejemplo
los comercializados por KAO Corporation, S.A. bajo las referencias
TETRANYL® PH-2 y TETRANYL® PH-5.
Los tensioactivos no iónicos que acondicionan
materiales textiles u otras fibras que constituyen el componente
(c), que predomina en la fórmula, también resultan muy conocidos
para el experto en la técnica, y de ellos, se pueden mencionar:
ésteres de ácidos grasos, especialmente los que contienen desde 8
hasta 18 átomos de carbono, que son lineales o ramificados, y
alcoxilados o no alcoxilados; los alcoholes de Guerbet alcoxilados
o no alcoxilados; los ésteres de glicerol y poliglicerol, por
ejemplo HOSTACERIN DGMS y HOSTACERIN DGI comercializados por
Clariant; los ésteres de xilitol; los ésteres de sorbitano
alcoxilados o no alcoxilados, por ejemplo KAOPAN comercializado por
KAO Corporation, S.A.; los ésteres de azúcares tales como, glucosa,
fructosa, galactosa, manosa, xilosa, arabinosa, ribosa,
2-desoxirribosa y sacarosa; los alcoholes grasos
C_{8-18}; los ésteres de glicerol opcionalmente
alcoxilados, por ejemplo LEVENOL comercializado por KAO Corporation,
S.A.; los ésteres de poliglicerol etoxilados, por ejemplo,
HOSTACERIN DGL y HOSTACERIN DGSB comercializados por Clariant; los
alquilpoliglucósidos, por ejemplo AG-10LK
comercializado por Kao Japan; y los ésteres de pentaeritritol
alcoxilados o no alcoxilados, por ejemplo RADIA 7171 y RADIA 7176
comercializado por Oleofina. También presentan un buen poder
acondicionante los tensioactivos no iónicos con grupos amida, entre
los que se puede mencionar los derivados de amina tales como la
glucamina, por ejemplo
MEDIALAN GAC y MEDIALAN GAL comercializadas por Clariant, así como los derivados de metiletanolamina, dietanolamina, isopropanolamina y monoetanolamina, con ácidos grasos lineales o ramificados, especialmente C_{8-18}.
MEDIALAN GAC y MEDIALAN GAL comercializadas por Clariant, así como los derivados de metiletanolamina, dietanolamina, isopropanolamina y monoetanolamina, con ácidos grasos lineales o ramificados, especialmente C_{8-18}.
Otros compuestos no iónicos que pueden usarse
como acondicionadores de materiales textiles son las ceras, tales
como parafinas, ceras microcristalinas derivadas del petróleo y
ceras sintéticas.
De todos los tensioactivos no iónicos descritos
resultan especialmente preferidos los siguientes: ésteres de
glicerol que están etoxilados, monoésteres de sorbitano y ésteres de
pentaeritritol, especialmente los que tienen una cadena de sebo,
sebo hidrogenado, palma, ácido behénico u oleico.
En lo que se refiere a otros componentes
opcionales, sin que ello deba ser considerado una descripción
exhaustiva de todas las posibilidades, que por otra parte se conocen
bien por el experto en la técnica, se pueden mencionar los
siguientes:
a) Otros productos que mejoran el rendimiento de
las composiciones suavizantes, tales como siliconas, óxidos de
amina, tensioactivos aniónicos tales como lauriletersulfato o
laurilsulfato, tensioactivos anfóteros tales como la
cacaomidopropilbetaína o alquilbetaínas, sulfosuccinatos, derivados
de poliglucósido.
b) Productos estabilizantes, tales como sales de
aminas que tienen cadena corta, que están cuaternizadas o no
cuaternizadas, por ejemplo de trietanolamina,
N-metildietanolamina, y también tensioactivos no
iónicos tales como alcoholes grasos etoxilados, aminas grasas
etoxiladas, alquilfenoles etoxilados.
c) Productos que mejoran el control de la
viscosidad, por ejemplo sales inorgánicas tales como cloruro
cálcico, cloruro magnésico, sulfato cálcico, cloruro de sodio, etc.;
productos que pueden usarse para reducir la viscosidad en
composiciones concentradas, tales como compuestos de tipo glicol
como por ejemplo etilenglicol, dipropilenglicol, poliglicoles; y
agentes espesantes para composiciones diluidas, por ejemplo
polímeros derivados de celulosa, goma guar.
d) Componentes para el ajuste del pH, que
preferiblemente es desde 1,5 hasta 4,5, tales como cualquier tipo de
ácido inorgánico y/u orgánico, por ejemplo ácido clorhídrico,
sulfúrico, fosfórico, cítrico.
e) Agentes que mejoran la liberación de la
suciedad, tales como los polímeros o copolímeros conocidos basados
en tereftalatos.
f) Agentes conservantes bactericidas, tales como
el formol, Kathon GC, Bronopol.
g) Otros productos tales como antioxidantes,
colorantes, perfumes, germicidas, fungicidas, agentes
anticorrosivos, agentes antiarrugas, opacificantes, abrillantadores
ópticos, agentes nacarantes.
Las composiciones suavizantes se pueden obtener
mediante la mezcla simple de sus componentes, hasta su dispersión o
disolución, utilizando métodos bien conocidos por el experto en la
técnica.
Los siguientes ejemplos se facilitan con el fin
de proporcionar al experto en la técnica una explicación
suficientemente clara y completa de la presente invención, pero no
deben ser considerados como limitativos de los aspectos básicos del
contenido de la misma, tal como se han explicado en las partes
anteriores de esta descripción.
Ejemplos 1 a
5
Los productos de la tabla 1 se preparan
utilizando los reactivos en las cantidades indicadas en la tabla 1,
según el siguiente método general de esterificación:
En un matraz de reacción equipado con agitador,
sonda de temperatura y entrada para un gas inerte se mezclan la
alcanolamina y el alcohol graso y, si resulta apropiado, el poliol.
Como catalizadores de esterificación se añaden: ácido hipofosforoso
al 50% en peso en cantidad suficiente como para obtener 1000 ppm
basado en la carga total o, alternativamente, ácido
paratoluensulfónico en cantidad suficiente como para obtener 500 ppm
basado en la carga total. La mezcla se calienta en una atmósfera
inerte hasta 100ºC, se añade el ácido dicarboxílico y, si resulta
apropiado, el ácido graso, elevando la temperatura hasta 170ºC, y se
mantiene esa temperatura mientras se destila el agua de
esterificación, hasta que el índice de acidez de la mezcla se sitúa
por debajo de 5 mg KOH/g.
Si resulta apropiado, se somete el producto de
esterificación a una reacción convencional de etoxilación con óxido
de etileno.
El producto obtenido en la reacción de
esterificación, que constituye el contenido de la invención, es una
mezcla muy compleja de compuestos químicos, y en la forma bruta en
que se obtiene, resulta útil en la preparación de tensioactivos
catiónicos y esterquats que pueden utilizarse para el fin de la
invención.
Ejemplos 6 a
10
Los esterquats de la tabla 2 se preparan
utilizando los reactivos indicados en la tabla 2, según los
siguientes métodos generales de cuaternización:
Cuaternización con cloruro de metilo. El
producto que resulta de la fase de esterificación, junto con una
cantidad suficiente de alcohol isopropílico como para que dicho
alcohol represente desde aproximadamente el 8% hasta
aproximadamente el 12% en peso con respecto al producto cuaternizado
bruto, y opcionalmente BHT en la cantidad necesaria para obtener
500 ppm basado en la carga total, se introduce en un matraz de
reacción que puede de hacerse funcionar en condiciones de presión y
equipado con un agitador, un embudo de adición y una sonda de
temperatura. Se calienta la mezcla hasta 85º-90ºC y se añade una
cantidad ligeramente superior a la estequiométrica de cloruro de
metilo, manteniendo la presión entre 2 y 3 Kg/cm^{2}. Cuando se
completa la adición del cloruro de metilo, la mezcla de reacción se
mantiene en agitación a 80º-85ºC durante 1-2
horas.
Cuaternización con sulfato de dimetilo.
El producto que resulta de la fase de esterificación, junto con una
cantidad suficiente de alcohol isopropílico y/o etílico como para
que represente desde aproximadamente el 8% hasta aproximadamente el
12% en peso con respecto al producto final y, opcionalmente, BHT en
una cantidad suficiente como para obtener 500 ppm basado en la carga
total, se introduce en un matraz de reacción de 1 litro equipado
con un agitador, una sonda de temperatura y un embudo de adición. Se
calienta la mezcla hasta 50ºC y se añade lentamente una cantidad de
sulfato de dimetilo ligeramente inferior a la cantidad
estequiométrica durante un periodo de 1-2 horas.
Una vez terminada la adición, se mantiene la mezcla de reacción a
50º-55ºC durante 3-4 horas más.
Los esterquats así obtenidos también son una
mezcla muy compleja de compuestos químicos y en la forma bruta en
que se obtienen, resultan útiles en la preparación de composiciones
suavizantes y acondicionadoras de fibras naturales y sintéticas.
Las pruebas de suavidad comparativas con
tensioactivos no iónicos y tensioactivos catiónicos convencionales
se realizan en condiciones similares a las que se producen en el uso
real, comparando los resultados obtenidos a dosis correspondientes
a dos razones de sustancia suavizante activa con respecto al peso de
la fibra textil: 0,1% y 0,2% de peso seco de la sustancia suavizante
activa con respecto al peso del tejido.
Las pruebas se efectúan sobre toallas de
algodón, efectuando cinco lavados y cinco operaciones de suavizado
en la fase de aclarado, uno después de cada lavado, utilizando agua
de 25º HF (grados de dureza franceses), en una lavadora de la marca
MIELE y utilizando el detergente comercializado en España con la
marca COLÓN por la compañía Benckiser.
Los resultados se evalúan mediante el cálculo de
la media estadística de los valores obtenidos partiendo de la base
en la cuantificación de la opinión subjetiva de 20 panelistas
experimentados que utilizan como referencias: a) un control, al que
se le adjudica el valor 0, que comprende una toalla de algodón que
no se trata con suavizante tras sus lavados; y b) un valor de
referencia, al que se le asigna el valor 10 y que corresponde al
resultado de suavidad obtenido con el producto QUARTAMIN D86P
comercializado por KAO Corporation, S.A., que es cloruro de
dialquildimetilamonio de sebo hidrogenado, un compuesto cuaternario
suavizante convencional reconocido como altamente efectivo, aunque
con un menor grado de tolerancia ecológica debido a que no tiene
grupos éster intercalados en sus cadenas hidrófobas. Los resultados
obtenidos se muestran en la tabla 3.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Los resultados expuestos en la tabla 3 muestran
claramente que los tensioactivos no iónicos tienen un poder de
suavizado deficiente en comparación con el de los tensioactivos
catiónicos convencionales, lo que quizás pudiera atribuirse a la
mala absorción de los mismos sobre la fibra.
Ejemplos 12 a
24
Se utilizan métodos convencionales de agitación
y mezclado para preparar las composiciones suavizantes mostradas en
la tabla 4, en la que los porcentajes indicados se basan en el peso
total de la composición. Se evalúa la eficacia suavizante de las
composiciones según el método descrito en el ejemplo 11.
En la tabla 4:
TETRANYL AT-7590 es un esterquat
convencional derivado de trietanolamina y comercializado por KAO
Corporation, S.A.
MEDIALAN GAC es un derivado de glucamina
comercializado por Clariant.
TETRANYL L1-90 es un esterquat
convencional derivado de trietanolamina y comercializado por KAO
Corporation, S.A.
KAOSOFT PH es un esterquat convencional derivado
de metildietanolamina comercializado por KAO Corporation, S.A.
KAOPAN SP-120 es un éster de
sorbitano de cadena esteárica y comercializado por KAO Corporation,
S.A.
KAOPAN O-120 es un éster de
sorbitano de cadena oleica y comercializado por KAO Corporation,
S.A.
KAOPAN B-120 es un éster de
sorbitano de cadena behénica y comercializado por KAO Corporation,
S.A.
LEVENOL TH-224 es un éster de
glicerol etoxilado que tiene una cadena de sebo hidrogenado
comercializado por KAO Corporation S.A.
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Los resultados de suavidad facilitados en la
tabla 4 muestran que todas las composiciones que contienen
tensioactivos no iónicos muestran un alto grado de eficacia de
suavizado, a pesar de que estos tensioactivos están presentes en una
alta proporción, superior al 40% en peso basado en el peso total de
sustancia suavizante activa.
Esto muestra, por comparación con los resultados
facilitados en la tabla 3, que el uso de los tensioactivos
catiónicos derivados de ésteres de alcanolaminas con ácidos
dicarboxílicos y alcoholes grasos, como aditivos mezclados en
composiciones suavizantes basadas en tensioactivos no iónicos,
mejora notablemente la eficacia de suavizado de estas composiciones
suavizantes.
Debe hacerse hincapié, tal como puede observarse
comparando los resultados de los ejemplos 12 y 13, por un lado, y 14
y 15, por otro, que la selección del tipo de tensioactivo catiónico
que contribuye al objeto de la presente invención permite que una
parte muy importante del mismo pueda reemplazarse por el
tensioactivo no iónico, sin que por ello se pierda la eficacia de
suavizado.
Claims (17)
1. Uso de una composición que contiene más del
40% en peso de tensioactivos no iónicos acondicionadores de fibras,
basado en el peso total de la sustancia suavizante activa, y
tensioactivos catiónicos obtenibles mediante la formación de sales
de adición de ésteres de alcanolamina con ácidos minerales u
orgánicos o mediante la cuaternización de ésteres de alcanolamina
mediante la reacción de los mismos con agentes alquilantes,
pudiéndose obtener los ésteres de alcanolamina mediante la reacción
de esterificación de una alcanolamina de la fórmula general (I)
con un ácido dicarboxílico, o con
un derivado reactivo del mismo, de fórmula general
(II)
y con un alcohol graso
opcionalmente alcoxilado de fórmula general
(III)
fórmulas en las que R^{1} es
hidrógeno, un grupo alquilo C_{1}-C_{6} o el
resto
R^{2} es un grupo alquileno
C_{1}-C_{6}, R^{3} es hidrógeno o metilo, n es
0 o un número entero desde 1 hasta 20, R^{4} es un grupo alquileno
C_{1}-C_{36}, opcionalmente sustituido o
insaturado, o arileno, y R^{5} es un grupo alquilo o alquenilo
C_{2}-C_{22}, lineal o ramificado,
para suavizar y acondicionar fibras naturales y
sintéticas.
2. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la alcanolamina de fórmula (I) se
selecciona de trietanoalmina, N-metildietanolamina,
N-metildiisopropanolamina y triisopropanolamina,
cada una de las cuales está opcionalmente alcoxilada con óxido de
etileno u óxido de propileno, o mezclas de las mismas.
3. Uso según las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque el ácido dicarboxílico de fórmula (II)
se selecciona de los ácidos succínico, málico, glutárico, adípico,
sebácico, pimélico, subérico, maléico, tereftálico y los ácidos que
se obtienen por oligomerización térmica de ácidos grasos
insaturados, o mezclas de los mismos.
4. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los alcoholes
grasos de fórmula (III) se seleccionan de los que se obtienen de
grasas y aceites de origen natural, opcionalmente hidrogenados y/o
alcoxilados.
5. Uso según la reivindicación 4,
caracterizado porque los alcoholes grasos de fórmula (III) se
seleccionan de los que se obtienen a partir de sebo, palma, oliva,
coco, girasol, soja, orujo y colza, hidrogenados o no, y
opcionalmente alcoxilados con óxido de etileno u óxido de
propileno.
6. Uso según cualquiera de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque se incorpora a la mezcla de
reacción de esterificación un ácido graso de fórmula general
(IV)
en la que R^{6} es un grupo
alquilo o alquenilo C_{6}-C_{23}, lineal o
ramificado, o un éster alquílico o un glicérido de dicho ácido
graso, y/o un poliol opcionalmente
alcoxilado.
7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque, con respecto a los
reactivos que participan en la reacción de esterificación: la razón
molar del ácido dicarboxílico con respecto a la alcanolamina es
desde 0,2 hasta 1,2; la razón molar de la suma del alcohol graso y
el ácido graso con respecto a la alcanolamina es desde 0,2 hasta
2,0; y la razón molar del ácido graso con respecto al alcohol graso
es desde 0 hasta 10.
8. Uso según la reivindicación 7,
caracterizado porque la razón molar del ácido dicarboxílico
con respecto a la alcanolamina es desde 0,3 hasta 0,9,
preferiblemente desde 0,4 hasta 0,8.
9. Uso según la reivindicación 7,
caracterizado porque la razón molar del ácido graso con
respecto al alcohol graso es desde 0,1 hasta 5,0, preferiblemente
desde 0,5 hasta 1,0.
10. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ácidos
minerales u orgánicos se seleccionan de ácido clorhídrico,
sulfúrico, fosfórico, cítrico y láctico.
11. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los agentes
alquilantes se seleccionan de entre cloruro de metilo, bromuro de
metilo, sulfato de dimetilo, sulfato de dietilo y carbonato de
dimetilo.
12. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
tensioactivos no iónicos acondicionadores de fibras se seleccionan
de ácidos grasos lineales o ramificados, ésteres de ácidos grasos
alcoxilados o no alcoxilados, especialmente los que contienen desde
8 hasta 18 átomos de carbono, alcoholes de Guerbet alcoxilados o no
alcoxilados, ésteres de glicerol y de poliglicerol opcionalmente
alcoxilados, ésteres de xilitol, ésteres de sorbitano alcoxilados o
no alcoxilados, ésteres de azúcares tales como glucosa, fructosa,
galactosa, manosa, xilosa, arabinosa, ribosa,
2-desoxirribosa y sacarosa, alcoholes grasos
C_{8-18}, alquilpoliglucósidos, tensioactivos no
iónicos con grupos amida derivados de aminas tales como glucamina y
los derivados de metiletanolamina, dietanolamina, isopropanolamina y
monoetanolamina, con ácidos grasos lineales o ramificados
especialmente los que contienen desde 8 hasta 18 átomos de carbono,
ceras, tales como parafinas, ceras microcristalinas derivadas del
petróleo, y ceras sintéticas, y ésteres de pentaeritritol,
especialmente los que tienen una cadena de sebo, sebo hidrogenado,
palma, ácido behénico u oleico.
13. Uso según la reivindicación 12,
caracterizado porque los tensioactivos no iónicos
acondicionadores de fibras se seleccionan de ésteres de glicerol
que están etoxilados, monoésteres de sorbitano y ésteres de
pentaeritritol, especialmente los que tienen una cadena de sebo,
sebo hidrogenado, palma, ácido behénico u oleico.
14. Composición suavizante acuosa para
materiales textiles u otras fibras sintéticas o naturales que
contiene:
(a) los tensioactivos catiónicos definidos en
las reivindicaciones 1 a 11,
(b) opcionalmente uno o más tensioactivos
catiónicos que actúan como suavizantes o acondicionadores de
materiales textiles u otras fibras, y
(c) uno o varios tensioactivos no iónicos que
acondicionan materiales textiles u otras fibras,
en la que la suma de los componentes (a), (b) y
(c) es desde el 2% hasta 60% en peso, caracterizada porque,
con respecto a la cantidad total de los componentes (a), (b) y
(c),
(i) la proporción en peso del componente (a) es
desde el 5 hasta el 60%,
(ii) la proporción en peso del componente (b) es
desde el 0% hasta el 30%, y
(iii) la proporción en peso del componente (c)
es desde más del 40% hasta el 95%.
15. Composición según la reivindicación 14,
caracterizada porque contiene desde el 3% hasta el 50% en
peso de la suma de los componentes (a), (b) y (c), de manera que,
con respecto a la cantidad total de los componentes (a), (b) y
(c),
(i) la proporción en peso del componente (a) es
desde el 20% hasta el 60%,
(ii) la proporción en peso del componente (b) es
desde el 0% hasta el 20%, y
(iii) la proporción en peso del componente (c)
es desde más del 40 hasta el 80%.
16. Composición según las reivindicaciones 14 ó
15, caracterizada porque los tensioactivos no iónicos que
acondicionan materiales textiles u otras fibras se seleccionan de
los definidos en la reivindicación 14.
17. Composición según la reivindicación 16,
caracterizada porque los tensioactivos no iónicos que
acondicionan materiales textiles u otras fibras se seleccionan de
los definidos en la reivindicación 12 ó 13.
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