ES2707956T3 - Polímeros de peine como amplificadores de detergencia para detergentes - Google Patents

Abstract

Uso de polímeros de peine obtenibles mediante una polimerización por radicales de monómeros monoetilénicamente insaturados de un grupo A1) ácido monoetilénicamente insaturado y sus sales y un grupo A2) poliéter monoetilénicamente insaturado, en el tratamiento previo de textiles.

Description

DESCRIPCION

Polfmeros de peine como amplificadores de detergencia para detergentes

La presente invencion se refiere al uso de polfmeros de peine en el tratamiento textil previo, en particular en el refinamiento de textiles y agentes correspondientes. Los polfmeros de peine usados de acuerdo con la invencion son obtenibles mediante A) una polimerizacion por radicales de monomeros monoetilenicamente insaturado

de un grupo A1) acido monoetilenicamente insaturado y sus sales y

un grupo A2) polieter monoetilenicamente insaturado.

Los detergentes y agentes de limpieza contienen como ingrediente indispensable, tensioactivos para el proceso de lavado y limpieza. Como componente principal, los tensioactivos influyen en primera lfnea en el resultado del proceso de lavado y representan tambien el bloque de costos mas grande de los ingredientes. Para promover la potencia de lavado, ya hoy se usa una multiplicidad de sustancias auxiliares de lavado, como sustancias que ayudan al lavado para enmascarar la dureza del agua, inhibidores de agrisamiento y transferencia de color, reguladores de espuma, agentes blanqueadores y activadores de blanqueo en detergentes y agentes de limpieza domesticos. A tales sustancias auxiliares pertenecen tambien sustancias que amplifican la detergencia del tensioactivo. Tales sustancias son denominadas frecuentemente como principios activos "de liberacion de la suciedad" o amplificadores de detergencia. Por regla general tales sustancias no exhiben en sf mismas pronunciadas propiedades de tensioactivo.

En el congreso numero 53 de SEPAWA de 2006, en la exposicion de Dr. Marie-Elise Chateau se presento el poder de amplificacion de la detergencia de polfmeros hidrofobos de acido acrflico y estireno. Tambien la exposicion de Prof. Dr. B. Lindman trato sobre las interacciones de polfmeros modificados de modo hidrofobo con tensioactivos para el mejoramiento en la eliminacion de la grasa (Conference Proceedings 53rd SEPAWA Congress with European Detergents Conference).

A partir del documento WO 2006/131197 A1 se conocen polfmeros hidrofobos consistentes en estireno, acido metacrflico, hidroxietilmetacrilato y metilmetacrilato, que muestran un muy buen efecto de disolucion de la suciedad incluso sobre textiles que tienen algodon.

El documento EP 2065403 A1 divulga la fabricacion de polfmeros mediante la esterificacion de acidos poliacrflicos con polioles o aminas con grupo terminal cerrado. En general se menciona un posible uso como componente de sustancia auxiliar de lavado, para enmascarar la dureza en detergentes domesticos lfquidos.

El uso de copolimerizados de polieter-hidroxicarboxilato de acido maleico y acido itaconico es conocido a partir del documento EP 1020485 B1. El aumento en la eficiencia de la limpieza es alcanzado mediante la inactivacion de los iones de dureza.

El mejoramiento de la detergencia primaria mediante polfmeros elegidos de entre N-vinilcaprolactama, N-vinilpirrolidona y otros monomeros que contienen nitrogeno, es conocido a partir del documento DE 102011 112 777 A1. Se encontro que determinados polfmeros, que elevan la tension superficial de las soluciones de tensioactivo anionico, mejoran el efecto primario de lavado.

En el documento DE 10 2011 112 778 A1 se divulga tambien un mejoramiento de la detergencia primaria. La publicacion describe polfmeros que se derivan de N, N-dimetilacrilamida, para el aumento de la detergencia primaria, en particular frente a suciedades que contienen aceite y/o grasa.

A partir del documento WO 2010/127809 A1 se conoce el uso de polfmeros de peine en detergentes y agentes de limpieza a base de acido policarboxflico, como cadena principal de polfmero con cadenas laterales de poliester. Los polfmeros de peine aquf descritos se distinguen por un buen efecto de "liberacion de la suciedad".

El efecto de disolucion de la suciedad de los copolfmeros de bloque de monomeros con insaturacion etilenica y oxido de alquileno, alquilenglicoles y eteres cfclicos es conocido a partir del documento WO 2003/054044 A1.

En el artfculo de resumen "Polycarboxilates - Essential and Multifunctional" de Herrn R. Ettl, et al. aparecido en Tenside, Surfactants, Detergents 46 (2009) se designan polfmeros de peine modificados de modo hidrofflico con cadenas laterales de polietileno para el uso en sistemas de pigmento, como los denominados "superplastificantes".

A partir del documento JPH03185184 asf como el documento JP 2005 187 742 se divulgan detergentes para el tratamiento textil previo como desencolado, ebullicion, blanqueo y saponificacion, que contienen copolfmeros de metoxi-PEG-metacrilato / acido (met)acrflico.

El documento US 5.064.563 describe la preparacion de sales de copolfmeros de acido maleico mediante polimerizacion por radicales, con uso de peroxido de hidrogeno como catalizador. La sal obtenida es degradable biologicamente y se usa como sustancia auxiliar de lavado en detergentes.

El documento US 2005/0113541 divulga polfmeros como sustancias auxiliares de lavado en detergentes, que contienen acido acrflico, acido metacrflico, esteres de PEG y acido acrflico y poliaminopolieter.

A partir del documento DE 10225794 se conocen copolfmeros que contienen acido sulfonico, que estan formados con por lo menos un acido carboxflico monoetilenicamente insaturado, por lo menos un monomero que tiene grupos acido sulfonico y por lo menos un monomero no ionico, y deberfa ser usado como adicion a los detergentes y agentes de limpieza.

La multiplicidad de polfmeros conocidos a partir de este extenso estado de la tecnica exhibe como desventaja que no poseen ninguna o solo poseen escasa eficacia, en uso en el tratamiento textil previo para el lavado y blanqueo de materias primas textiles de fibras naturales o sinteticas y mezclas de ellas. Para un subsiguiente proceso de coloracion de los materiales lavados o blanqueados, es esencial un optimo poder de lavado y limpieza. Solo con un material con tratamiento previo optimo, es posible alcanzar una coloracion uniforme "similar".

Las condiciones de proceso en el tratamiento textil previo de fibras naturales o sinteticas o mezclas de ellas se diferencia basicamente de las condiciones del lavado domestico. De este modo se ejecutan procesos de refinamiento textil en el ambito fuertemente acido, como la "desmineralizacion acida" a un valor de pH de aproximadamente 2, hasta procesos fuertemente alcalinos, como "ebullicion alcalina", "blanqueo en frfo" y "blanqueo con vapor y paleta" a valores de pH de 13 a 14. Tambien las temperaturas de tratamiento en el tratamiento textil previo se diferencian claramente de las temperaturas, que son corrientes en el lavado domestico. Asf, la multiplicidad de procesos de refinacion es ejecutada a aproximadamente 95 a 100 °C. En algunos pafses se favorece tambien el blanqueo a alta temperatura a 110 °C.

Aparte de las condiciones de proceso, en el lavado domestico fundamentalmente se diferencian tambien los tipos de suciedad. En el tratamiento previo textil tienen que eliminarse las sustancias concomitantes de modo natural como grasas, ceras y las preparaciones usadas para la fabricacion de las fibras sinteticas o telas textiles planas, como aceites de tejido y encolados.

El objetivo de la presente invencion consiste en superar las desventajas anteriormente descritas, respecto a la insuficiente eficacia para el tratamiento textil previo de fibras naturales o sinteticas o mezclas de ellas. Deberfan suministrarse polfmeros que soporten la eficacia del tensioactivo y mediante ello hagan posible una cantidad reducida de uso de tensioactivos, para una optima potencia de lavado y limpieza.

Para el blanqueo alcalino con peroxido de hidrogeno, de algodon crudo como prendas de punto o productos tejidos es necesario eliminar de manera eficaz la grasa y ceras naturales presentes en el algodon, asf como las preparaciones usadas para la fabricacion (por ejemplo aceites de tejido, parafinas). Ademas deberfa impedirse efectivamente la nueva formacion de los jabones de cal formados durante el blanqueo de trigliceridos naturales. Los procesos de blanqueo alcalino son ejecutados, dependiendo del procedimiento, a valores de pH entre 10 a 14 y temperaturas entre 80 a 130 °C. El poder de limpieza es probado despues del proceso de blanqueo mediante un buen y uniforme caracter hidrofflico (capacidad de absorcion) del algodon. Por ello, la invencion basa el objetivo en particular en suministrar polfmeros con sobresaliente poder de amplificacion de detergencia bajo estas condiciones.

Otro objetivo consiste en suministrar un polfmero para el lavado de materiales que contienen caucho (prendas de punto o productos tejidos), que elimine de manera eficaz el aceite de silicona usado para la fabricacion y forme emulsion estable en la solucion de lavado.

De modo sorprendente se encontro que con polfmeros hidrofflicos de peine, que fueron usados hasta ahora como agente para licuar hormigon, denominados "superplastificantes", puede aumentarse de manera significativa el efecto de tensioactivos para el tratamiento textil previo. Los polfmeros usados de acuerdo con la invencion refuerzan el poder de limpieza del tensioactivo usado, respecto a la ascension capilar de la disolucion de la suciedad (efecto de lavado primario) y reduccion de la nueva deposicion de la suciedad disuelta (efecto secundario de lavado) mediante la estabilizacion de la suciedad en el licor de lavado.

Por ello, en una primera forma de realizacion es objetivo de la invencion el uso de polfmeros de peine, obtenibles mediante

A) una polimerizacion por radicales de monomeros monoetilenicamente insaturados

de un grupo A1) acido monoetilenicamente insaturado o sus sales y

de un grupo A2) polieter monoetilenicamente insaturado en el tratamiento textil previo.

Los polfmeros de peine usados de acuerdo con la invencion contienen con ello en la primera forma de realizacion, los componentes A1 A2.

La preparacion de los polfmeros de peine usados de acuerdo con la invencion, mediante polimerizacion por radicales es conocida por los expertos y puede ser ejecutada siguiendo al documento EP 0537870 A1.

Son ejemplos de los monomeros del grupo A1, que comprenden acidos monoetilenicamente insaturados y sales, acido acrflico, acido metacrflico, acido crotonico, acido maleico, acido fumarico, acido itaconico, acido vinilsulfonico, acido alilsulfonico, acido metalilsulfonico, acido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfonico, acido vinilfosfonico. Los monomeros del grupo A1 pueden ser usados individualmente o como mezcla de diferentes monomeros, en una cantidad de 5 a 95 % en peso, en particular con una cantidad de 10 a 90 % en peso, referida al polfmero. Se prefieren acido acrflico, acido metacrflico y acido maleico y se prefieren de modo particular acido acrflico o acido metacrflico.

Ejemplos de los monomeros del grupo A2, que comprenden polieteres monoetilenicamente insaturados, son polietilenglicolmonoalileter, polipropilenglicolmonoalileter y polietilen-polipropilenmonoalileter; son obtenibles comercialmente por ejemplo de la companfa Clariant bajo la serie de productos Polyglykol® A y de la companfa BASF bajo la serie de productos Pluriol® A ... R. Otros ejemplos comprenden polietilenglicolmonovinileter (serie de productos de la companfa Clariant: Polyglykol® R), isopreniletoxilatos (serie de productos de la companfa BASF: Pluriol® A ... I) y viniloxibutiletoxilatos (serie de productos de la companfa BASF: Pluriol® A ... V).

Los monomeros del grupo A2 pueden ser usados individualmente o como mezcla de diferentes monomeros, en una cantidad de 2 a 25 % en peso referida al polfmero, en particular en una cantidad 5 a 20 % en peso, referida al polfmero. Se prefieren polialquilglicolmonoalileteres, de modo particular se prefieren polietilenglicolmonoalileter y polietilen-polipropilenmonoalileter.

El uso de acuerdo con la invencion puede ocurrir en el marco de un proceso de lavado, ebullicion, enzimatico, reduccion de tamano, de desmineralizacion o de blanqueo, en un procedimiento de produccion continuo o discontinuo, de modo que se anade por separado el polfmero de peine a un licor que contiene detergente, o se incorpora el polfmero de peine como componente del detergente en el licor. Otro objetivo de la invencion es por ello un detergente para el tratamiento textil previo de fibras naturales o sinteticas, que contiene 0,1 a 20 % en peso, en particular 0,5 a 15 % en peso, de un polfmero de peine correspondiente.

Los detergentes, que contienen el polfmero de peine usado de acuerdo con la invencion, pueden contener todos los otros componentes corrientes de tales agentes, que no interaction de manera indeseada con estos.

En una forma preferida de realizacion, un detergente tal contiene tensioactivos, como alcoxilatos de alcohol graso, alcoxilatos de acido graso, alquilpoliglicosidos grasos, alcoxilatos de amina grasa y/o amidas de acidos grasos, del ambito de tensioactivo no inonogeno. Del ambito de los tensioactivos anionicos pueden usarse alquilcarboxilatos, alquiletercarboxilatos, alcanosulfatos, alcanoetersulfatos, alcanosulfonatos, alquilfosfatos, alquileterfosfatos, tauridas y/o sarcosidos.

Adicionalmente, los agentes pueden contener otros componentes comunes en detergentes y agentes de limpieza, como

■ enzimas como por ejemplo amilasas, celulasas, lipasas, pectinasas, laccasas y proteasas

■ activadores de blanqueo y/o catalizadores de blanqueo

■ formadores de complejo para metales pesados, por ejemplo acidos polifosfonicos, acidos aminofosfonicos, acidos fosfonopolicarboxflicos, acidos aminopolicarboxflicos y/o acidos hidroxicarboxflicos

■ inhibidores de transferencia de color, por ejemplo polivinilpirrolidona, copolfmeros de vinilpirrolidona y vinilimidazol o N-oxido de polivinilpiridina

■ agentes para eliminar el aire y/o atenuar la espuma, por ejemplo organopolisiloxanos

■ sales inorganicas de magnesio, por ejemplo sulfato de magnesio, cloruro de magnesio u oxido de magnesio ■ sustancias inorganicas auxiliares de lavado, por ejemplo silicatos alcalinos, silicatos en placas o zeolitas ■ solventes y/o promotores de disolucion, por ejemplo dipropilenglicolmonometileter, butildiglicol, butiltriglicol y/u otros glicoles pequenos y eteres derivados de ellos.

■ aclaradores opticos, por ejemplo derivados de estilbeno.

Los siguientes ejemplos aclaran las ventajas de los polfmeros de peine reivindicados

Ejemplos de realizacion:

1. Fabricacion de polfmeros de peine:

Ejemplo 1 de sfntesis (polimerizacion por radicales):

En un matraz de cuatro cuellos de 2 litros con termometro, enfriador de reflujo y uniones para adiciones y purga con gas inerte se colocaron previamente 328 g de agua, 61 g (0,06 mol) de polialquilenglicol-1000-monoalileter (Polyglycol® A 31/1000, Clariant) asf como 5 g de butildiglicol, como promotor de disolucion. Separadamente a ello se colocaron las siguientes mezclas: solucion de monomero: 365 g (5,07 mol) de acido acnlico en 65 g de agua. Solucion 1: 10 g de persulfato de sodio en 80 g de agua. Solucion 2: 26 g de hipofosfito de sodio x 1 H2O en 60 g de agua. Se calento la carga a 90 °C. A esta temperatura se dosificaron las soluciones citadas anteriormente, mediante adiciones separadas con una corriente de masa constante durante 3 horas (monomero y solucion 2) y durante 3,5 h (solucion 1). Despues de finalizar la adicion se dejo reaccionan adicionalmente por 1 hora a 90 °C. Se obtuvo una solucion acuosa de polfmero clara, incolora con un contenido de solidos de 46 % en peso.

De manera analoga se prepararon los polfmeros de peine citados en la tabla 1.

Tabla 1:

Para todos los ejemplos de acuerdo con la invencion se determino de manera semicuantitativa el contenido de monomero residual para las cadenas laterales, mediante cromatograffa en capa delgada. Los resultados de monomero residual estuvieron siempre por debajo de 0,5 % en peso en la solucion de polfmero.

2. Aplicacion de polfmeros de peine

Ejemplo 1 de aplicacion: (blanqueo discontinuo a 98 °C)

Se blanqueo una camiseta de punto de algodon crudo con un blanco base de 17 unidades Berger en un Labomat de la compama Mathis durante 30 minutos a 98 °C. La relacion de licor era 1:10 y el agua usada tema una dureza ajustada de 5 °dH, ajustada con CaCl2 x 2 H2O. El gradiente de calentamiento o enfriamiento era de 3 °C / min. A continuacion se enjuago el material por 10 min a 80 °C, despues de ello se neutralizo con 0,5 g/L de acido acetico al 60% por 10 min a 30 °C y se enjuago otra vez por 10 min a 30 °C. Al final se realizo centrifugacion del material por 30 segundos y se seco por 30 segundos a una temperatura superficial de 120 °C en el marco de carga. En la Tabla 4.1 se citan las recetas de blanqueo y los resultados pertinentes respecto al grado de blancura y capacidad de absorcion del material se citan en la Tabla 4.2.

[0038] La capacidad de absorcion, tambien denominada como caracter hidrofflico, del material depende del poder de limpieza del detergente usado. Es probada con ayuda de la prueba de goteo de TEGEWA, en la cual se mide el tiempo que requiere una gota de agua tenida para hundirse en el textil. La descripcion exacta es publicada en la revista Melliand Textilberichte 68 (1987), paginas 581-583. Un mejor procedimiento diferenciador es la determinacion de la capacidad de absorcion de acuerdo con el procedimiento de ascension capilar de acuerdo con DIN 53924.

Como tensioactivo se uso Lutensol® AO 5 y Lutensol® AO 7 de la compama BASF, etoxilatos de alcohol graso C13/15 con 5 o 7 mol de oxido de etileno. Los polfmeros de peine fueron usados como soluciones de polfmero con un contenido de solidos de 46 % en peso. Como polfmero V-1 de comparacion se uso Sokalan® PA 25 CL PN de la compama BASF, un homopolfmero de acido acnlico con promedio de peso molecular de 4.000 g/mol y un contenido de solidos de 49 % en peso y como polfmero V-2 de comparacion se uso Alcosperse® 747 de la compama Akzo Nobel, un copolfmero modificado de modo hidrofobo con un promedio de peso molecular de 3.000 g/mol y un contenido de solidos de 40 % en peso.

Tabla 4.1:

continuacion

Tabla 4.2:

continuacion

Ejemplo 2 de aplicacion: (blanqueo discontinuo a 110 °C)

Siguiendo el ejemplo 1 de aplicacion se aumento la temperatura de blanqueo a 110 °C y se acorto la duracion de blanqueo a 10 minutos. Se mantuvieron los procesos de enjuague, neutralizacion y secado. En la Tabla 5.1 se citan las recetas de blanqueo y en la Tabla 5.2 se citan los resultados pertinentes respecto al grado de blancura y la capacidad de absorcion del material.

Tabla 5.1:

Tabla 5.2:

Ejemplo 3 de aplicacion: (blanqueo en frfo a 30 °C)

Un material de tela de toalla de algodon crudo con un blanco base de 21 unidades Berger fue rellenado con una absorcion de licor de 100% y a continuacion retenido por 20 horas a 30 °C. A continuacion se enjuago el material dos veces por 10 min a 95 °C, despues una vez por 10 min a 80 °C y al final se neutralizo con 2 mL/kg de acido acetico al 60% por 10 min a 30 °C. Despues de los procesos de enjuague se realizo centrifugacion del material por 30 segundos y se seco por 30 segundos a una temperatura de superficie de 120 °C en el marco de carga. En la Tabla 6 se citan las recetas de blanqueo y los resultados pertinentes respecto a grado de blancura y capacidad de absorcion.

Tabla 6:

A partir de los resultados de los ejemplos 1 a 3 se reconoce claramente el efecto significativo de amplificacion de detergencia de los polfmeros de peine. Mediante el uso de los polfmeros de peine, puede efectuarse un ahorro de > 20%, respecto a un uso de un tensioactivo puro. Con ello, mediante la pequena cantidad de uso de los polfmeros de peine pueden reducirse de manera significativa los costes.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Uso de polfmeros de peine obtenibles mediante una polimerizacion por radicales de monomeros monoetilenicamente insaturados de un grupo A1) acido monoetilenicamente insaturado y sus sales y un grupo A2) polieter monoetilenicamente insaturado, en el tratamiento previo de textiles.

2. Uso de acuerdo con la reivindicacion 1 para el refuerzo del poder de limpieza de detergentes en el tratamiento previo de textiles.

3. Uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 para el refuerzo del poder de limpieza en la refinacion de textiles, en particular en procesos de lavado, ebullicion, enzimatico, de reduccion de tamano, de desmineralizacion o de blanqueo, en un modo de procedimiento continuo o discontinuo.

4. Uso de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque se usan textiles de fibras naturales o sinteticas o mezclas de ellos.

5. Detergente para el tratamiento textil previo de fibras naturales o sinteticas o mezclas de ellos, caracterizado porque contienen del 0,1 al 20 % en peso, en particular del 0,5 al 15 % en peso del polfmero de peine que amplifica el poder de detergencia, como se define en la reivindicacion 1.

6. Detergente de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado porque exhibe ademas un componente tensioactivo y este componente tensioactivo es elegido de entre tensioactivos no ionogenos y anionicos.

7. Detergente de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque como componente de formador de complejos contiene acidos fosfonicos, en particular HEDP, ATMP y/o DTPMP, acidos fosfonopolicarboxflicos, en particular PBTC, acidos aminopolicarboxflicos, en particular MGDA, GLDA, IDS y/o EDDS y/o acidos hidroxicarboxflicos, en particular acido gluconico y/o acido cftrico.