ES2294054T3 - Composicion suavizante. - Google Patents

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ES2294054T3 ES02004360T ES02004360T ES2294054T3 ES 2294054 T3 ES2294054 T3 ES 2294054T3 ES 02004360 T ES02004360 T ES 02004360T ES 02004360 T ES02004360 T ES 02004360T ES 2294054 T3 ES2294054 T3 ES 2294054T3
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Takeshi c/o Kao Corp. Research Labor. Tomifuji
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Tohru c/o Kao Corp. Research Labor. Katoh
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Abstract

Una composición suavizante que comprende los siguientes componentes (A) y (B): (A): un tensioactivo catiónico que comprende al menos uno seleccionado del grupo constituido por sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) o (III), en la que la razón de la sal de amonio cuaternaria representada por la fórmula (I) respecto a la cantidad total de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) y (III) supera 50% en peso y la razón de (III) respecto a la suma total de (I), (II) y (III) no es mayor que 10%: en las que R1, R2 y R3 representan un grupo alquilo o alquenilo de cadena larga que tiene un total de 8 a 40 átomos de carbono, que son iguales o diferentes entre sí y pueden estar interrumpidos por un grupo éter, un grupo éster o un grupo amida; R4 representa un grupo alquilo, un grupo alquenilo o un grupo hidroxialquilo, que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, siendo varios R4 iguales o diferentes entre sí; y X- representa un grupo aniónico, (B):un tensioactivo no iónico que es un compuesto representado por la siguiente fórmula (IV): R5COO-(AO)m-R6 (IV) en la que R5 representa un grupo alquilo o alquenilo que tiene un total de 7 a 29 átomos de carbono, R6 representa un grupo alquilo o alquenilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, A representa un grupo alquileno que tiene de 2 a 4 átomos de carbono y m es un número de 1 a 40 como valor medio, y varios A pueden ser iguales o diferentes entre sí.

Description

Composición suavizante.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de sal de amonio cuaternaria que se usa convenientemente como un agente base de suavizante, a la sal de amonio cuaternaria obtenida por dicho procedimiento de preparación y a una composición suavizante que contiene dicha sal que presenta una propiedad suavizante
superior.
Antecedentes de la invención
En los últimos años, la mayoría de los productos que están disponibles en el mercado como suavizantes para usar en fibras tienen una composición que contiene sal de amonio cuaternaria que tiene dos grupos alquilo de cadena larga en cada molécula, representada normalmente por el cloruro de di(alquil de cadena larga)dimetilamonio. Sin embargo, la sal de amonio cuaternaria de este tipo tiene un problema debido a que cuando se descargan en el ambiente sus sustancias residuales después de usarla, la mayoría se acumulan sin que se sometan a biodegradación.
Con el fin de resolver este problema, se han introducido en el mercado los sulfato de metilo y N-metil-N,N-bis((alcanoil de cadena larga)oxietil)-N-(2-hidroxietil)amonio o similares, como productos modificados. En comparación con la sal de amonio cuaternaria mencionada antes, este producto tiene una mejor biodegradabilidad.
El sulfato de metilo y N-metil-N,N-bis((alcanoil de cadena larga)oxietil)-N-(2-hidroxietil)amonio se prepara por esterificación de la trietanolamina usando un ácido graso de cadena larga y posteriormente cuaternización con sulfato de dimetilo. La razón molar de la reacción de ácido graso a trietanolamina normalmente se fija en 1,8 a 2,1, y en este caso, la razón de sal cuaternaria de diéster a la cantidad total de sal cuaternaria de monoéster, sal cuaternaria de diéster y sal cuaternaria de triéster es 43 a 47% en peso. La razón molar de la reacción se fija en 1,8 a 2,1 porque en ese momento se maximiza la razón de la sal cuaternaria de diéster, y una razón molar de la reacción menor que 1,8 ó mayor que 2,1 produce una reducción de la razón de la sal cuaternaria de diéster, que da como resultado la degradación del rendimiento suavizante. Sin embargo, incluso cuando la razón molar de la reacción se fija de 1,8 a 2,1, no necesariamente se proporciona una propiedad suavizante suficiente.
Con el fin de resolver el problema mencionado, el documento WO9742279 ha descrito una sal de amonio cuaternaria en la que la razón de la sal cuaternaria de diéster no es menor que 55% en peso, siendo la razón de la sal cuaternaria de triéster no mayor que 25% en peso, y el procedimiento de preparación de la misma. Aunque este producto tiene un rendimiento suavizante mejor, no ha sido un producto satisfactorio.
La mayoría de los otros agentes base de suavizantes tienen la estructura de sal de amonio cuaternaria de dialquilo de cadena larga, y con respecto a la sal de amonio cuaternaria de trialquilo de cadena larga no se ha propuesto su aplicación como un agente base de suavizante debido a que existen más grupos hidrófilos en comparación con los grupos lipófilos con insuficiente propiedad de dispersión en agua, con el resultado de que no se ejerce suficientemente la propiedad suavizante.
Además, la sal de amonio cuaternaria se prepara permitiendo que la amina terciaria correspondiente reaccione con un agente de cuaternización, y en general en el momento de la reacción de cuaternización se usan disolventes tales como alcohol isopropílico y etanol. Sin embargo, los disolventes basados en alcohol tienen un punto de inflamabilidad bajo que conlleva un riesgo de incendio, y además tienen un olor inherente que produce efectos adversos en el olor de los productos que contienen estos agentes base, y no funcionan como componentes eficaces para suavizar la ropa y el pelo, etc., dando como resultado los correspondientes costes adicionales. Sin embargo, si no se aplica dicho disolvente, el punto de fusión de la sal de amonio cuaternaria se hace más alto, dando como resultado otro problema con el manejo.
El objetivo de la presente invención es proporcionar una composición suavizante que contenga sal de amonio cuaternaria de trialquilo de cadena larga que se ha considerado difícil de usar como un agente base de suavizante, y que proporcione un rendimiento suavizante suficiente.
Los documentos EP-A675941 y WO97/42279 describen una mezcla de sales de amonio cuaternarias que incluyen 50% o más de una sal de amonio cuaternaria que tiene triéster.
Los documentos WO01/32813 y JP-A-2001-131871 describen una mezcla de sales de amonio cuaternarias que incluyen de 15 a 85% de una sal de amonio cuaternaria que tiene triéster, hasta 40% de una sal de amonio cuaternaria que tiene diéster y de 15 a 85 de una sal de amonio cuaternaria que tiene monoéster para un suavizante. El documento DE-A-1935499 describe la producción de un amonio cuaternario que tiene triéster para suavizante en el
Ejemplo 2.
Descripción de la invención
El objetivo de la presente invención es proporcionar una composición suavizante que contenga sal de amonio cuaternaria de trialquilo de cadena larga y que tenga una propiedad suavizante y biodegradabilidad excelentes. Esta composición también tiene una buena propiedad en el ensayo de toxicidad para peces.
La presente invención proporciona una composición suavizante que comprende los siguientes componentes (A) y (B):
(A): un tensioactivo catiónico que comprende al menos uno seleccionado del grupo constituido por sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) o (III), en la que la razón de la sal de amonio cuaternaria representada por la fórmula (I) respecto a la cantidad total de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) y (III) supera 50% en peso y la razón de (III) respecto a la suma total de (I), (II) y (III) no es mayor que 10%:
1
en las que R^{1}, R^{2} y R^{3} representan un grupo alquilo o alquenilo de cadena larga que tiene un total de 8 a 40 átomos de carbono, que son iguales o diferentes entre sí y pueden estar interrumpidos por un grupo éter, un grupo éster o un grupo amida; R^{4} representa un grupo alquilo, un grupo alquenilo o un grupo hidroxialquilo, que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, siendo varios R^{4} iguales o diferentes entre sí; y X^{-} representa un grupo aniónico,
(B): un tensioactivo no iónico que es un compuesto representado por la siguiente fórmula (IV):
(IV)R^{5}COO-(AO)_{m}-R^{6}
en la que R^{5} representa un grupo alquilo o alquenilo que tiene un total de 7 a 29 átomos de carbono, R^{6} representa un grupo alquilo o alquenilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, A representa un grupo alquileno que tiene de 2 a 4 átomos de carbono y m es un número de 1 a 40 como valor medio, y varios A pueden ser iguales o diferentes entre sí.
Además, la presente invención proporciona una composición suavizante que comprende los siguientes componentes (A') y (B'):
(A'): un tensioactivo catiónico que comprende al menos uno seleccionado del grupo constituido por sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) o (III) como se define en la reivindicación 1 y al menos uno seleccionado del grupo constituido por aminas o sales de las mismas representadas por las siguientes fórmulas (V), (VI) o (VII), en la que la razón del número total de moles de sales de amonio cuaternarias respecto al número total de moles de aminas o sales de las mismas es 99,9:0,1 a 70:30, y la razón de sales de amonio cuaternarias representadas por la fórmula (I) respecto a la cantidad total de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) y (III) supera el 50% en peso, y la razón de (III) respecto a la suma total de (I), (II) y (III) no es mayor que 10%:
2
en las que R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son como se han descrito antes,
(B'): al menos un tensioactivo no iónico seleccionado del grupo constituido por compuestos representados por la fórmula (IV) como se define en la reivindicación 1 y las siguientes fórmulas (VIII) o (IX):
3
en las que R^{7} representa un grupo alquilo, un grupo alquenilo o un grupo acilo, que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, A representa un grupo alquileno que tiene de 2 a 4 átomos de carbono, n representa un número de 4 a 100 como valor medio, p y q son un número de 1 a 50 como valor medio, que son iguales o diferentes entre sí, y varios A pueden ser iguales o diferentes entre sí.
Los compuestos que tienen las fórmulas (VIII) y (IX) preferiblemente tienen un valor de HLB de 9-17, más preferiblemente 10-16.
La incorporación de los compuestos amina (V), (VI) o (VII) o una sal de los mismos proporciona la composición suavizante resultante con una buena sensación al tacto de la tela sintética además de la tela de algodón.
La razón del número total de moles de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) y (III) respecto al número total de moles de sales de amina representadas por las fórmulas (V), (VI) o (VII) preferiblemente es de 99:1 a 80:20.
R^{1}, R^{2} y R^{3} son iguales o diferentes entre sí y preferiblemente son grupos representados por la siguiente fórmula (X) u (XI):
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en las que R^{8} y R^{9}, que son iguales o diferentes entre sí, representan un grupo alquileno que tiene de 2 a 6 átomos de carbono y R^{10}CO representa un grupo residual que resulta de un ácido graso que tiene de 8 a 30 átomos de carbono del que se ha excluido un grupo hidroxilo.
El tensioactivo que es un compuesto representado por la fórmula (IV) tiene preferiblemente un HLB de 9 a 17.
La razón de la mezcla del componente (A) al componente (B) o del componente (A') al componente (B') preferiblemente es (A)/(B) o (A')/(B') de 50/1 a 1/2 en peso.
La razón de la mezcla del componente (A) o (A') respecto a la composición preferiblemente es 3 a 50% en peso.
La presente invención proporciona un procedimiento para preparar una cualquiera de las composiciones suavizantes mencionadas antes, que comprende primero preparar una composición que tiene una cantidad total de componente (A) y componente (B) o componente (A') y componente (B') no menor que 70% en peso y después mezclarla con agua.
Descripción detallada de la invención
Componente (A)
Con el fin de proporcionar suficiente suavidad, el componente (A) de la composición de la presente invención se diseña para que la razón de la sal de amonio cuaternaria representada por la fórmula (I) respecto a la cantidad total de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) o (III) (en lo sucesivo denominadas respectivamente sales de amonio cuaternarias (I), (II), (III)) supere el 50% en peso. Más preferiblemente, este valor se fija en no más de 85 ó 90% en peso.
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En las sales de amonio cuaternarias representadas por la fórmulas (I), (II) o (III) mencionadas que constituyen el componente (A) (en lo sucesivo, denominadas respectivamente sales de amonio cuaternarias (I), (II), (III)) con respecto a los grupos R^{1}, R^{2} y R^{3} se usan preferiblemente grupos representados por las fórmulas (X) o (XI).
En las fórmulas, R^{8} y R^{9} que son iguales o diferentes, son grupos alquileno que tienen de 2 a 6 átomos de carbono, más preferiblemente de 2 a 3, y R^{10}CO representa un grupo residual que resulta de un ácido graso que tiene de 8 a 30 átomos de carbono, más preferiblemente de 12 a 24, del que se ha excluido un grupo hidroxilo.
Con respecto a R^{4}, se usa preferiblemente un grupo alquilo o un grupo hidroxialquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y más preferiblemente se usa un grupo metilo, un grupo etilo o un grupo hidroxietilo. Con respecto a X^{-}, preferiblemente se usa un ion halógeno tal como un ion cloruro o un ion sulfato de alquilo derivado de sulfato de metilo, sulfato de etilo, etc.
El procedimiento para preparar el tensioactivo catiónico que es el componente (A) de la presente invención no está particularmente limitado. Por ejemplo, se puede preparar por cuaternización del producto obtenido haciendo reaccionar una alcanolamina, una aminoalquilamina o similar con un ácido graso o un éster del mismo.
Con respecto a la alcanolamina, aminoalquilamina o similar, los ejemplos preferidos incluyen: trietanolamina, triisopropanolamina, N,N-bis(2-hidroxietil)propanodiamina, y N,N-bis(2-hidroxipropil)-propanodiamina. Con respecto al ácido graso y su éster, los ejemplos preferidos incluyen: ácido graso sebácico, ácido graso sebácico hidrogenado, ácido esteárico de palma, ácido esteárico de palma hidrogenado o ácidos grasos de cadena larga de una mezcla de dos o más de los que tienen de 8 a 30, más preferiblemente 12 a 24 átomos de carbono, o los ésteres de alquilo inferior de los mismos, o grasas o aceites. Con respecto al agente de cuaternización, se usan preferiblemente sulfato de dimetilo, sulfato de dietilo, cloruro de metilo, etc.
Cuando se aumenta la razón molar de la reacción del ácido graso o su éster respecto a la alcanolamina, aminoalquilamina, etc., aumenta la razón de sal de amonio cuaternaria (I); por lo tanto, por ejemplo, en el caso de que se use como materiales trietanolamina y ácido graso sebácico, la razón molar del ácido graso o su éster respecto a la trietanolamina preferiblemente se fija en no menos de 2,7, más preferiblemente de 2,7 a 2,8.
Con respecto a la sal de amonio cuaternaria (I), los ejemplos de la misma incluyen: sal de N-metil-N,N,N-tri((alcanoil de cadena larga)oxietil)amonio, sal de N-metil-N,N-di((alcanoil de cadena larga)oxietil)-N-(alcanoil de cadena larga)aminopropilamonio, sal de N-metil-N,N-di((alcanoil de cadena larga)oxietil)-N-(alcanoil de cadena larga)aminoetilamonio, sal de N-metil-N,N-di((alcanoil de cadena larga)oxietil)-N-(alquil de cadena larga)amonio y sal de N-metil-tri(alquil de cadena larga)amonio. Se usan preferiblemente las que tienen el grupo alcanoiloxi de cadena larga y/o alcanoilamino de cadena larga debido a su biodegradabilidad superior.
Con respecto a las sales de amonio cuaternarias (I), (II), (III), se usan más preferiblemente las sales de amonio cuaternarias representadas respectivamente por las fórmulas (I-1), (I-2), (II-1), (II-2), (III-1) y (III-2).
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500
En las fórmulas, R^{4}, R^{8}, R^{9}, R^{10}CO y X^{-} se definen como se han descrito antes.
Componente B
Con respecto a los aductos de óxido de alquileno del éster y éster de ácido graso del componente (B), se usan preferiblemente los que tienen un HLB de 9 a 17, más preferiblemente de 10 a 16. Aquí, el HLB es un valor obtenido de la ecuación de Griffin descrita en "W. C. Griffin, J. Soc. Cosmet. Chemists, 5, 249 (1954)".
Con respecto a los aductos de óxido de alquileno y éster de ácido graso, los ejemplos de los mismos incluyen los obtenidos por adición de óxido de alquileno a un éster de alquilo inferior (teniendo el grupo alquilo de 1 a 3 átomos de carbono) de ácido graso de cadena larga que tiene de 8 a 30, más preferiblemente de 12 a 24 átomos de carbono, tal como ácido graso sebácico, ácido graso sebácico hidrogenado, ácido esteárico de palma, ácido esteárico de palma hidrogenado o mezclas de no menos de dos tipos seleccionados de estos, y los obtenidos por adición de óxido de alquileno a un alcohol inferior tal como metanol, etanol e isopropanol, y después esterificación de estos usando el ácido graso de cadena larga mencionado o su éster de alquilo inferior. Con respecto al óxido de alquileno que se añade, se enumeran el óxido de etileno, óxido de propileno, etc. y se usa más preferiblemente el óxido de etileno. El número medio de moles añadido de óxido de alquileno preferiblemente se fija de 5 a 100, más preferiblemente de 10 a 30.
Preferiblemente se usa al menos un tipo seleccionado del grupo constituido por compuestos representados por la fórmula (VIII) o (IX) mencionada antes, más preferiblemente la fórmula (VIII).
En la fórmula (VIII) o (IX), R^{7} preferiblemente se prepara como un grupo alquilo, un grupo alquenilo o un grupo acilo que tiene de 12 a 20 átomos de carbono, más preferiblemente un grupo alquilo o un grupo alquenilo que tiene de 16 a 18 átomos de carbono. A preferiblemente se prepara como un grupo etileno o un grupo propileno, más preferiblemente un grupo etileno. Aquí, n preferiblemente es un número de 8 a 20, y p y q, que son iguales o diferentes, se fijan preferiblemente de 4 a 20.
Composición suavizante
La razón de mezcla del componente (A) y el componente (B) de la composición suavizante de la presente invención preferiblemente se fija en (A)/(B) (razón en peso) = 50/1 a 1/2, más preferiblemente de 20/1 a 1/1. Además, la cantidad de mezcla del componente (A) en la composición se fija preferiblemente de 3 a 50% en peso, más preferiblemente de 4 a 30% en peso.
El componente (A) y el componente (B) se pueden incorporar por separado en una composición suavizante. Es más preferible combinar (A) y (B) entre sí antes de mezclarlos simultáneamente. Mediante dispersión de estos componentes (A) y (B) en agua, se puede formar un suavizante líquido.
La composición suavizante de la presente invención preferiblemente se prepara obteniendo previamente una composición que contiene el componente (A) y el componente (B), cuya cantidad total de cuenta de no menos de 70% en peso, y después mezclándola con agua. En particular, se prefiere mezclar el componente (A) y el componente (B) en un estado completamente disuelto o estado fundido con agua, y es más preferible mezclarlos con agua que tenga una temperatura no inferior que el punto de fusión de la mezcla del componente (A) y el componente (B). La cantidad de agua que se mezcla preferiblemente se fija en una cantidad tal que finalmente se fije la cantidad total del componente (A) y el componente (B) en la composición suavizante de 3,1 a 60% en peso.
A la composición suavizante de la presente invención se le puede añadir un tensioactivo no iónico distinto del componente (B) con el fin de mejorar la propiedad de dispersión y la propiedad de estabilización en el almacenamiento. Además, se le pueden añadir los siguientes componentes según se requiera: alcohol graso (más preferiblemente, que incluya de 8 a 24 átomos de carbono) o ácido graso superior (más preferiblemente que incluya de 8 a 24 átomos de carbono) con el fin de mejorar más la propiedad suavizante, alcohol inferior tal como etanol o isopropanol, glicol, poliol y óxidos de etileno y óxidos de propileno de los mismos, que se añaden como estabilizante en el almacenamiento, y sales inorgánicas, agentes de ajuste del pH, agentes hidrotrópicos, perfumes, antiespumantes, pigmentos, etc.
La descripción de las composiciones mencionadas antes también se aplica a las composiciones que contienen los componentes (A') y (B').
La reacción de cuaternización se lleva a cabo preferiblemente añadiendo un disolvente aprótico, usando una amina terciaria y realizando un procedimiento de cuaternización usando un agente de cuaternización.
Disolvente aprótico
El disolvente aprótico se selecciona del grupo de compuestos constituido por compuestos cetónicos, compuestos hidrocarburos, compuestos heterocíclicos y compuestos representados por la fórmula (XII), y éstos pueden ser materiales líquidos o sólidos a temperatura ambiente (25ºC) siempre que sean líquidos en el momento del procedimiento de cuaternización. Más específicamente, los ejemplos de los mismos incluyen compuestos cetónicos tales como acetona y metiletilcetona, compuestos hidrocarburos tales como pentano, hexano, heptano, octano, nonano y decano, compuestos heterocíclico tales como tetrahidrofurano y dioxano, y compuestos representados por la fórmula (XII); y se usan preferiblemente compuestos representados por la fórmula (XII) puesto que tienen miscibilidad superior con agua y también tienen un olor preferido en la sal de amonio cuaternaria resultante.
En la fórmula (XII), el grupo acilo preferiblemente es un grupo acilo derivado de un ácido graso de cadena larga que tiene de 8 a 30 átomos de carbono, más preferiblemente de 12 a 24 átomos de carbono, tal como ácido graso sebácico, ácido graso sebácico hidrogenado, ácido esteárico de palma, ácido esteárico de palma hidrogenado o una mezcla de dos o más tipos seleccionados de estos. A preferiblemente se prepara como un grupo etileno o un grupo propileno, más preferiblemente un grupo etileno. Aquí, n preferiblemente se fija de 1 a 30, más preferiblemente de 5 a 30.
Con respecto al compuesto representado por la fórmula (XII), se enumeran los compuestos representados por las siguientes fórmulas (IV), (VIII) a (XVI), y se usan más preferiblemente los compuestos representados por la fórmula (IV) o (XIII), y lo más preferiblemente se usan los compuestos representados por la fórmula (IV), debido a su mayor afinidad por el agua, por el olor preferible que genera la sal de amonio cuaternaria resultante y la compatibilidad para usar como un dispersante del suavizante.
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(en las que R^{5} y R^{13}, que son iguales o diferentes, representan grupos alquilo o grupos alquenilo que tienen de 7 a 29, preferiblemente de 11 a 23 átomos de carbono, R^{6}, R^{14} y R^{15}, que son iguales o diferentes, representan grupos alquilo o grupos alquenilo que tienen de 1 a 6, preferiblemente de 1 a 5 átomos de carbono, R^{16} y R^{17}, que son iguales o diferentes, representan grupos alquilo o grupos alquenilo que tienen de 1 a 5, preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono, y A y n se definen igual como se ha descrito antes).
Amina terciaria
En la amina terciaria (V), (IV), (VIII), al menos uno de R^{1}, R^{2} y R^{3} es R^{4}; y con respecto a R^{4}, se usan preferiblemente los grupos representados respectivamente por la fórmula (X) o (XI) mencionada antes. La definición de éstos es la misma que la descrita antes.
Además, con respecto al grupo alquilo, el grupo alquenilo o el grupo hidroxialquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, representados por R^{1}, R^{2} y R^{3}, preferiblemente se usa un grupo alquilo o un grupo hidroxialquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y se usa más preferiblemente un grupo metilo, grupo etilo o grupo hidroxietilo.
Con respecto a las aminas terciarias mencionadas, a medida que aumenta el contenido de aminas terciarias con trialquilo de cadena larga en las que todos los R^{1}, R^{2} y R^{3} son R^{4}, la sal de amonio cuaternaria resultante tiene efectos suavizantes mayores; por lo tanto, la razón de aminas terciarias de trialquilo de cadena larga en las aminas terciarias preferiblemente se fija en no menos de 50% en peso, más preferiblemente no menos de 85% en peso, lo más preferiblemente no menos de 90% en peso. Con respecto a las aminas terciarias de trialquilo de cadena larga, se usan más preferiblemente las mostradas a continuación.
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(R^{10}CO se define igual que se ha descrito antes, r representa 2 ó 3).
Estas aminas terciarias de trialquilo de cadena larga se obtienen, por ejemplo, por un procedimiento en el que una trialcanolamina tal como trietanolamina se somete a un procedimiento de triesterificación, o por un procedimiento en el que alcanolaminas que tienen un grupo amino en la molécula tales como N-aminopropil-N,N-hidroxietilamina, se someten a un procedimiento de triacilación. En este caso, con respecto al ácido graso o éster del mismo que se va a usar en el procedimiento de triesterificación o triacilación, se pueden usar ácidos grasos de cadena larga que tienen de 8 a 30, más preferiblemente de 12 a 24 átomos de carbono, tales como ácido graso sebácico, ácido graso sebácico hidrogenado, ácido esteárico de palma, ácido esteárico de palma hidrogenado o una mezcla de dos o más tipos seleccionados de éstos, y sus ésteres de alquilo inferior o grasas y aceites.
Reacción de cuaternización
Preferiblemente se usa de 5 a 90% en peso del disolvente aprótico, más preferiblemente de 9 a 70% en peso, con respecto a la amina terciaria. Con respecto a los agentes de cuaternización usados en la reacción de cuaternización, se enumeran el sulfato de dimetilo, sulfato de dietilo, cloruro de metilo, etc. La temperatura en el momento de la reacción de cuaternización preferiblemente se fija de 30 a 150ºC, más preferiblemente de 50 a 120ºC.
Con respecto al disolvente aprótico, en el caso en el que se usa un disolvente tal como hexano que tiene una miscibilidad baja con agua o cuando se usa un disolvente que tiene olor como la acetona y el tetrahidrofurano, después del procedimiento de cuaternización preferiblemente el disolvente se evapora para formar una solución de alcohol inferior tal como isopropanol, para aplicarla así al suavizante.
En el caso en el que se use el compuesto representado por la fórmula (XII) como disolvente aprótico, se puede aplicar al suavizante la solución como está, sin destilar el disolvente.
Con respecto a la sal de amonio cuaternaria obtenida, se usan preferiblemente las que tienen una razón no menor de 50% en peso, más preferiblemente no menor de 85% en peso, lo más preferiblemente no menor de 90% en peso, del componente de trialquilo de cadena larga en las sales de amonio cuaternarias.
Ejemplos
En estos ejemplos, el % representa la referencia en peso salvo que se defina lo contrario.
Ejemplo 1
Se usaron trietanolamina (149 g) y 821 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación a 200ºC en atmósfera de nitrógeno durante 10 horas para obtener la N,N,N-tri((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)amina, y a esta después se le añadieron 458 g de hexano y se sometió a una reacción de cuaternización usando 126 g de sulfato de dimetilo a 70ºC durante 10 horas. Después de la reacción, el disolvente se evaporó de la misma a presión reducida, y a esta se le añadieron 184 g de isopropanol para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Aquí, la razón de cuaternización y las composiciones se midieron usando un procedimiento de patrón interno basado en el procedimiento de RMN de ^{1}H usando MERCURY 400 de VARIAN.
Ejemplo 2
Se usaron N,N-di(hidroxietil)aminopropilamina (162 g) y 821 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación de la misma forma que en el ejemplo 1 para obtener la N,N-di((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)-N-(alcanoil sebácico hidrogenado)-aminopropilamina, y a esta después se le añadieron 465 g de hexano, y se sometió a una reacción de cuaternización de la misma forma que en el ejemplo 1, usando 126 g de sulfato de dimetilo, y después evaporar el disolvente de la misma, se le añadieron entonces 186 g de isopropanol para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 3
Se usaron N,N-di(hidroxietil)-N-(alcanoil sebácico hidrogenado)aminoetilamina (404 g) y 547 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación de la misma forma que en el ejemplo 1 para obtener la N,N-di((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)-N-(alcanoil sebácico hidrogenado)-aminoetilamina, y a esta después se añadieron 458 g de hexano, y se sometió a una reacción de cuaternización de la misma forma que en el ejemplo 1, usando 126 g de sulfato de dimetilo, y después evaporar el disolvente de la misma, se le añadieron 184 g de isopropanol para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 4
Se usaron N,N-di(hidroxietil)-N-(alquil sebácico hidrogenado)amina (299 g) y 547 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación de la misma forma que en el ejemplo 1 para obtener la N,N-di((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)-N-(alquil sebácico hidrogenado)- amina, y a esta se le añadieron 405 g de hexano, y se sometió a una reacción de cuaternización de la misma forma que en el ejemplo 1, usando 126 g de sulfato de dimetilo, y después evaporar el disolvente de la misma, se le añadieron entonces 165 g de isopropanol para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 5
Se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto que se usaron 458 g de acetona en lugar de hexano como disolvente de cuaternización, para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 6
Se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto que se usaron 458 g de tetrahidrofurano en lugar de hexano como disolvente de cuaternización, para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 7
Se usaron trietanolamina (149 g) y 821 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación a 200ºC en atmósfera de nitrógeno durante 10 horas para obtener la N,N,N-tri((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)amina, y a esta después se añadieron 417 g de aducto de 12 moles de óxido de etileno (HLB = 14,0) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado como disolvente de cuaternización, y se sometió a una reacción de cuaternización usando 126 g de sulfato de dimetilo a 100ºC durante 10 horas para obtener una solución de aducto de éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado-12 moles de óxido de etileno de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 8
Se llevó a cabo el mismo procedimiento del ejemplo 7, excepto que se usaron 417 g de dimetiléter del etilenglicol en lugar de aducto de 12 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado como disolvente de cuaternización, para obtener una solución en dimetiléter del etilenglicol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 9
Se llevó a cabo el mismo procedimiento del ejemplo 8, excepto que se usaron 417 g de diacetato de etilenglicol en lugar de dimetiléter del etilenglicol como disolvente de cuaternización, para obtener una solución de diacetato de etilenglicol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 10
Se usaron N,N-di(hidroxietil)-aminopropilamina (162 g) y 821 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1 para obtener la N,N-di((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)-N-(alcanoil sebácico hidrogenado)- aminopropilamina, y a esta se le añadieron 422 g de aducto de 12 moles de óxido de etileno (HLB = 14,0) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado como disolvente de cuaternización, y se sometió a una reacción de cuaternización de la misma forma que en el ejemplo 7, para obtener una solución de aducto de éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado-12 moles de óxido de etileno de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
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Ejemplo 11
Se usaron N,N-di(hidroxietil)-N-(alcanoil sebácico hidrogenado)aminoetilamina (404 g) y 547 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación de la misma forma que en el ejemplo 1 para obtener la N,N-di((alcanoil sebácico hidrogenado)-oxietil)-N-(alcanoil sebácico hidrogenado)- aminoetilamina, y a esta se añadieron después 416 g de aducto de 12 moles de óxido de etileno (HLB = 14,0) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado como disolvente de cuaternización, y se sometió a una reacción de cuaternización de la misma forma que en el ejemplo 7, para obtener una solución de aducto de éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado-12 moles de óxido de etileno de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 12
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 7 excepto que como disolvente de cuaternización se usaron 417 g de aducto de 15 moles de óxido de etileno (HLB = 14,9) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado en lugar de aducto de 12 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado para obtener una solución de aducto de éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado-15 moles de óxido de etileno de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 13
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 7 excepto que como disolvente de cuaternización se usaron 417 g de aducto de 18 moles de óxido de etileno (HLB = 15,5) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado en lugar de aducto de 12 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado, para obtener una solución de aducto de éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado-18 moles de óxido de etileno de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 14
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 7 excepto que como disolvente de cuaternización se usaron 417 g de aducto de 21 moles de óxido de etileno (HLB = 16,0) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado en lugar de aducto de 12 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado para obtener una solución de aducto de éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado-21 moles de óxido de etileno de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 15
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 7 excepto que como disolvente de cuaternización se usaron 417 g de aducto de 9 moles de óxido de etileno (HLB = 12,9) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado en lugar de aducto de 12 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado para obtener una solución de aducto de éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado-9 moles de óxido de etileno de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 16
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 1 excepto que se usaron 815 g de ácido graso sebácico hidrogenado en lugar del ácido graso sebácico hidrogenado del ejemplo 1, para obtener una composición suavizante. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo 17
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 1 excepto que se usó una mezcla de 408 g de ácido graso sebácico y 411 g de ácido graso sebácico hidrogenado en lugar del ácido graso sebácico hidrogenado del ejemplo 1, para obtener una composición suavizante. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplos 18 a 23, 25, 26, 33, 34
La solución de sal de amonio cuaternaria obtenida en cada uno de los ejemplos 1 a 6 y ejemplos 8, 9, 16 y 17 se tomó de forma que la cantidad total de sal de amonio cuaternaria se fijara en 5 g, y ésta se mezcló con 2 g de aducto de alcohol de estearilo-13 moles de óxido de etileno (HLB = 14,0), y después de calentar a 60ºC, se filtró en agua a 60ºC en un estado fundido para preparar 100 g de una composición suavizante. La propiedad suavizante de estas com-
posiciones suavizantes se evaluó en los siguientes procedimientos. La tabla 2 muestra los resultados de la evaluación.
Ejemplos 24, 27 a 32
La solución de sal de amonio cuaternaria obtenida en cada uno de los ejemplos 7, 10 a 15 se tomó de forma que la cantidad total de sal de amonio cuaternaria se fijara en 5 g, y después de calentar a 60ºC, se filtró en agua a 60ºC en un estado fundido para preparar 100 g de una composición suavizante. La propiedad suavizante de estas composiciones suavizantes se evaluó en los siguientes procedimientos. La tabla 2 muestra los resultados de la evaluación.
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Ejemplo comparativo 1
Se usaron trietanolamina (149 g) y 547 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación a 200ºC en atmósfera de nitrógeno durante 10 horas para obtener N,N-bis((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)-N-(2-hidroxietil)amina, y se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 1 usando 184 g de isopropanol como disolvente de cuaternización para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo comparativo 2
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 1 excepto que se usaron 184 g de isopropanol en lugar de hexano como disolvente de cuaternización, para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplo comparativo 3
Se usaron trietanolamina (149 g) y 547 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación a 200ºC en atmósfera de nitrógeno durante 10 horas, y a esta se añadieron 139 g de isopropanol y se sometió a una reacción de cuaternización a 60ºC usando 126 g de sulfato de dimetilo para obtener una solución de propanol de sulfato de metilo y N-metil-N,N-bis((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)-N-(2-hidroxietil)amonio. Por mediciones de RMN se encontró que esta solución tenía un contenido de sal de amonio cuaternaria de alquilo de cadena larga de 12%, un contenido de sal de amonio cuaternaria de dialquilo de cadena larga de 35% y un contenido de sal de amonio cuaternaria de monoalquilo de cadena larga de 15%. La solución de isopropanol resultante se tomó de forma que la cantidad total de sal de amonio cuaternaria se fijara en 5 g, y esta se mezcló con 2 g de aducto de 12 moles de óxido de etileno (HLB = 14,0) y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado, de la misma forma que en el ejemplo 1 para preparar 100 g de composición suavizante.
Ejemplo comparativo 4
Se usaron trietanolamina (149 g) y 547 g de ácido graso sebácico hidrogenado y se sometieron a una reacción de esterificación a 200ºC en atmósfera de nitrógeno durante 10 horas para obtener la N,N-bis((alcanoil sebácico hidrogenado)oxietil)-N-(2-hidroxietil)amina, y se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 1 usando 330 g de hexano como disolvente de cuaternización para obtener una solución de isopropanol de la sal de amonio cuaternaria. La tabla 1 muestra la razón de cuaternización y su composición.
Ejemplos comparativos 5 a 8
(Evaluación de las composiciones de los ejemplos comparativos 1 a 4)
La solución de sal de amonio cuaternaria obtenida en cada uno de los ejemplos comparativos 1, 2 y 4 se tomaron de forma que la cantidad total de sal de amonio cuaternaria se fijara en 5 g, y ésta se mezcló con 2 g de aducto de alcohol de estearilo-13 moles de óxido de etileno (HLB = 14,0), y después de calentar a 60ºC, se filtró en agua a 60ºC en un estado fundido para preparar 100 g de una composición suavizante. La propiedad suavizante de estas composiciones suavizantes se evaluó en los siguientes procedimientos. La tabla 2 muestra los resultados de la evaluación.
Procedimiento de evaluación de la suavidad (1) Procedimiento de procesamiento
Se pusieron toallas de algodón comerciales (1 kg) en una lavadora de 15 litros, y se lavaron 5 veces en agua dura de DH 3,5 usando el detergente comercial Attack (hecho por Kao Corp., nombre comercial registrado), y después se le pusieron 25 ml de la solución de dispersión mencionada antes, y se mezcló durante 1 minuto a 25ºC.
(2) Procedimiento de evaluación de la suavidad
La tela, tratada como se ha descrito antes, se secó y se dejó durante 24 horas en un termohigrostato a 25ºC, 65% de HR. Se evaluó la suavidad en la tela. La evaluación se hizo comparando cada par de telas usando la tela tratada en el ejemplo comparativo 3 como referencia. La evaluación se hizo basándose en los siguientes criterios.
+2; más suave que la referencia
+1; un poco más suave que la referencia
0; igual de suave que la referencia
-1; un poco más dura que la referencia
-2; más dura que la referencia.
TABLA 1
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TABLA 2
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12
Nota: Los compuestos 1 a 17 son los compuestos obtenidos en los ejemplos 1 a 17
Compuesto 18: aducto de alcohol de estearilo y 13 moles de óxido de etileno
Compuesto 19: aducto de 12 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado
Compuesto 20: aducto de 15 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado
Compuesto 21: aducto de 18 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado
Compuesto 22: aducto de 21 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado
Compuesto 23: aducto de 9 moles de óxido de etileno y éster de metilo de ácido graso sebácico hidrogenado.

Claims (8)

1. Una composición suavizante que comprende los siguientes componentes (A) y (B):
(A): un tensioactivo catiónico que comprende al menos uno seleccionado del grupo constituido por sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) o (III), en la que la razón de la sal de amonio cuaternaria representada por la fórmula (I) respecto a la cantidad total de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) y (III) supera 50% en peso y la razón de (III) respecto a la suma total de (I), (II) y (III) no es mayor que 10%:
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en las que R^{1}, R^{2} y R^{3} representan un grupo alquilo o alquenilo de cadena larga que tiene un total de 8 a 40 átomos de carbono, que son iguales o diferentes entre sí y pueden estar interrumpidos por un grupo éter, un grupo éster o un grupo amida; R^{4} representa un grupo alquilo, un grupo alquenilo o un grupo hidroxialquilo, que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, siendo varios R^{4} iguales o diferentes entre sí; y X^{-} representa un grupo aniónico,
(B): un tensioactivo no iónico que es un compuesto representado por la siguiente fórmula (IV):
(IV)R^{5}COO-(AO)_{m}-R^{6}
en la que R^{5} representa un grupo alquilo o alquenilo que tiene un total de 7 a 29 átomos de carbono, R^{6} representa un grupo alquilo o alquenilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, A representa un grupo alquileno que tiene de 2 a 4 átomos de carbono y m es un número de 1 a 40 como valor medio, y varios A pueden ser iguales o diferentes entre sí.
2. Una composición suavizante que comprende los siguientes componentes (A') y (B'):
(A'): un tensioactivo catiónico que comprende al menos uno seleccionado del grupo constituido por sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) o (III) como se define en la reivindicación 1 y al menos uno seleccionado del grupo constituido por aminas o sales de las mismas representadas por las siguientes fórmulas (V), (VI) o (VII), en la que la razón del número total de moles de sales de amonio cuaternarias respecto al número total de moles de aminas o sales de las mismas es 99,9:0,1 a 70:30, y la razón de sales de amonio cuaternarias representadas por la fórmula (I) respecto a la cantidad total de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) y (III) supera el 50% en peso, y la razón de (III) respecto a la suma total de (I), (II) y (III) no es mayor que 10%:
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(en las que R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son como se han descrito antes),
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(B'): al menos un tensioactivo no iónico seleccionado del grupo constituido por compuestos representados por la fórmula (IV) como se define en la reivindicación 1 y las siguientes fórmulas (VIII) o (IX):
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en las que R^{7} representa un grupo alquilo, un grupo alquenilo o un grupo acilo, que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, A representa un grupo alquileno que tiene de 2 a 4 átomos de carbono, n representa un número de 4 a 100 como valor medio, p y q son un número de 1 a 50 como valor medio, que son iguales o diferentes entre sí, y varios A pueden ser iguales o diferentes entre sí.
3. La composición suavizante de acuerdo con la reivindicación 2, en la que razón del número total de moles de sales de amonio cuaternarias representadas por las fórmulas (I), (II) y (III) respecto al número total de moles de sales de amina representadas por las fórmulas (V), (VI) o (VII) es de 99:1 a 80:20.
4. La composición suavizante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que R^{1}, R^{2} y R^{3} son iguales o diferentes entre sí y son grupos representados por la siguiente fórmula (X) u (XI):
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en las que R^{8} y R^{9} son iguales o diferentes entre sí y representan un grupo alquileno que tiene de 2 a 6 átomos de carbono y R^{10}CO representa un grupo residual que resulta de un ácido graso que tiene de 8 a 30 átomos de carbono del que se ha excluido un grupo hidroxilo.
5. La composición suavizante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 y 4, en la que dicho tensioactivo que es un compuesto representado por la fórmula (IV) tiene un HLB de 9 a 17.
6. La composición suavizante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la razón de la mezcla del componente (A) respecto al componente (B) o del componente (A') respecto al componente (B') es (A)/(B) o (A')/(B') de 50/1 a 1/2 en peso.
7. La composición suavizante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la razón de la mezcla del componente (A) o (A') respecto a la composición es 3 a 50% en peso.
8. Un procedimiento para preparar la composición suavizante descrita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende, primero preparar una composición que tiene una cantidad total del componente (A) y el componente (B) o del componente (A') y el componente (B') no menor que 70% en peso, y mezclarla con agua.
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