PT1359211E

PT1359211E - Compisições suavizantes de fibras que contêm agentes activos de superfície não-iónicos

Info

Publication number: PT1359211E
Application number: PT01272043T
Authority: PT
Inventors: Maria Jose Bermejo Oses; Josep Vilaret Ferrer; Marisa Mumbru Tomas
Original assignee: Kao Corp Sa
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2007-04-30
Also published as: WO2002051971A1; EP1359211A1; DE60126988T2; HUP0501056A3; ES2281397T3; DE60126988D1; MXPA03005442A; DK1359211T3; HUP0501056A2; US6890895B2; ATE355354T1; ES2179757B1; ES2179757A1; US20040014626A1; JP4409172B2; JP2004522866A; EP1359211B1

Description

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DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÕES SUAVIZANTES DE FIBRAS QUE CONTÉM AGENTES ACTIVOS DE SUPERFÍCIE NÃO-IÓNICOS"

Campo técnico A presente invenção refere-se a novas composições aquosas suavizantes e condicionadoras para têxteis e outras fibras naturais e sintéticas, cujas composições contém tensioactivos não-iónicos que têm um carácter suavizante e tensioactivos ou esterquats catiónicos obtidos a partir de ésteres de alcanolamina baseados na reacção de esterificação de alcanolaminas alcoxiladas de um modo opcional, ácidos dicarboxilicos, e álcoois gordos alcoxilados de um modo opcional. Técnica anterior

Durante algumas décadas, foi feita uma utilização extensiva de tensioactivos catiónicos derivados de aminas como agentes suavizantes e condicionadores para todos os tipos de fibras naturais e sintéticas, sendo aplicados em campos tais como o tratamento de fibras têxteis e papel, e produtos para higiene capilar.

Por razões ecológicas, devido à sua elevada biodegradabilidade, tem sido prática comum durante alguns anos utilizar derivados de amina catiónicos nos quais as cadeias de hidrocarboneto hidrofóbicas estão interrompidas por grupos funcionais do tipo éster, sendo os derivados utilizados de modo mais comum os ésteres de polialcanolamina, os quais são conhecidos de um modo normal como esterquats. Entre estes, um dos tipos mais utilizados 2 de um modo comum, devido ao seu baixo custo, são esterquats derivados a partir de trietanolamina. A patente Britânica GB-602048 descreve ésteres de alcanolamina oligoméricos os quais são baseados na reacção de esterificação de trietanolamina com ácidos dicarboxilicos e ácidos gordos, e a sua quaternização com cloreto de metilo ou dissulfato de metilo e a sua utilização como agentes suavizantes para fibras sintéticas e naturais, e os documentos das patentes US-4719382 e US-A4237016 descrevem a utilização dos esterquats descritos na patente Britânica mencionada acima, entre muitos outros tipos de polimero catiónico, como aditivos para melhorar a eficácia condicionadora de tensioacticos catiónicos que não contém grupos éster. Em adição, o documento de Patente de Aplicação WO-A-9812293 descreve a utilização daqueles mesmos esterquats oligoméricos como aditivos para serem incorporados na fase aquosa de composições suavizantes que contém esterquats, com o objectivo de melhorar a sua eficácia suavizadora. 0 documento da patente Alemã DE-C-19539846 descreve a síntese de esterquats derivados a partir de ácidos dicarboxilicos, ácidos gordos e trietanolamina e a sua utilização como condicionadores de cabelo, e o documento da patente DE-C-19715835 descreve esterquats baseados na reacção de metildietanolamina e misturas de ácidos gordos e ácidos dicarboxilicos, com etoxilação e/ou quaternização subsequentes. 0 documento da patente WO-A-9849132 descreve a síntese de esterquats derivados a partir de ácido dicarboxílico/ácido gordo/trietanolamina, dentro de um 3 intervalo específico de razoes seleccionado, e a sua utilização em composições têxteis suavizantes. 0 documento da patente de-C-19519876 descreve esterquats baseados na reacção de uma trialcanolamina com misturas de ácidos gordos, ácidos dicarboxílicos e sorbitol, e a quaternização e/ou etoxilação subsequentes dos ésteres obtidos.

No nosso documento de Patente de Aplicação Espanhola n° P-200000697 (publicada como ES 2180372), a qual está à espera de publicação, é dada uma descrição de novas composições aquosas suavizantes de têxteis que contém tensioactivos catiónicos e esterquats de ésteres de alcanolamina baseados na reacção de esterificação de alcanolaminas alcoxiladas de um modo opcional, ácidos dicarboxílicos, e álcoois gordos alcoxilados de um modo opcional. Além disso, o documento de Patente de Aplicação mencionada descreve a possibilidade opcional de incluir nas composições suavizantes às quais se refere, até um máximo de 40% de tensioactivos não-iónicos de carácter suavizante, expressos relativos ao peso total do agente suavizante, e outras substâncias activas catiónicas suavizantes. Aquele documento de Patente de Aplicação descreve composições nas quais a substância suavizadora activa é formada de um modo predominante através de tensioactivos catiónicos.

Também é bem conhecido o grande interesse que existe no campo dos suavizadores de fibra e condicionadores de fibra, na substituição total ou parcial, nas composições suavizantes dos agentes catiónicos pelos agentes não-iónicos, dado que os agentes mencionados em último exibem melhor comportamento de um ponto de vista ecotoxicológico e 4 ambiental. Tem sido dada especial consideração aos agentes não-iónicos do tipo éster, dado o seu elevado grau de biodegradabilidade e baixo grau de toxicidade.

Contudo, também é bem conhecido que composições baseadas nos componentes não-iónicos mencionados são deficientes em termos de poder suavizador quando comparadas com formulações suavizadoras convencionais. Esta matéria é tratada pelo menos nos documentes das patentes e documentos de aplicações de patentes seguintes: US-A-5447643, US-A-5854201, EP-A-0893490, US-A-5593614, US-A-4179382, US-A-4237016 e W0-A-9812293.

Tanto quanto os autores da presente invenção sabem, não foi obtida formulação baseada de um modo predominante em tensioactivos não-iónicos a qual oferece propriedades semelhantes àquelas das formulações convencionais baseadas de um modo principal em tensioactivos catiónicos.

Sumário da invenção O tema da presente invenção é a utilização de tensioactivos catiónicos de acordo com a reivindicação 1 obtidos através da reacção de esterificação de alcanolaminas com ácidos dicarboxílicos e álcoois gordos, descritos no documento de Patente de Aplicação Espanhola n° P200000697 (publicado como ES 2180372) como auxiliares os quais melhoram a eficácia suavizante e condicionadora no que diz respeito às fibras naturais e sintéticas de tensioactivos de carácter não-iónico, de um modo especial aqueles que contém grupos funcionais do tipo éster. O tema da presente invenção inclui também composições suavizadoras aquosas para fibras têxteis, cujas composições 5 contém, como a substância suavizante activa, tensioactivos não-iónicos contendo de um modo principal grupos éster alcoxilados de um modo opcional e, como auxiliares que reforçam o efeito suavizante, os tensioactivos catiónicos ou esterquats mencionados acima.

Descrição da invenção

Os autores da presente invenção verificaram de um modo surpreendente que, apesar de utilizados numa menor proporção, os tensioactivos catiónicos de acordo com a reivindicação 1 obtidos a partir de ésteres de alcanolamina com ácidos dicarboxilicos e álcoois gordos, descritos no documento de Patente de Aplicação Espanhola n° P200000697, melhoram de um modo substancial a eficácia suavizadora de fibra e condicionadora de fibra de composições que contém mais do que 40% por peso de substância suavizante activa. Os compostos mencionados facilitam também a passagem a ferro no caso de fibras têxteis e a penteação no caso de fibras naturais.

Apesar da presente invenção não dever ser entendida como ligada à teoria aqui discutida de seguida, acredita-se que aqueles efeitos benéficos possam ser atribuídos ao facto dos tensioactivos catiónicos mencionados, e.g., esterquats, promoverem a deposição de tensioactivos de carácter não-iónico em fibras naturais e sintéticas.

Deste modo, os compostos mencionados podem ser utilizados, como auxiliares que melhoram a eficácia condicionadora e suavizante de tensioactivos não-iónicos, para produzir composições suavizantes de fibra e condicionadoras de fibra que são baseadas principalmente em tensioactivos não-iónicos, ou numa mistura de tensioactivos 6 não-iónicos e tensioactivos catiónicos, e nas quais a percentagem de tensioactivo não-iónico é maior do que 40% do peso total da substância suavizante activa. A sua utilização em composições para suavizar têxteis, para além de melhorar a textura do tecido, facilita a passagem a ferro e reduz o aparecimento de vincos durante a lavagem, e a sua utilização em composições de condicionador capilar ou como aditivos de champô melhora a facilidade ao pentear e o aparecimento do cabelo. A presente invenção inclui composições suavizantes aquosas para têxteis ou outras fibras sintéticas ou naturais, cujas composições contém: (a) tensioactivos catiónicos como definido na reivindicação 1 (b) de um modo opcional um ou mais tensioactivos catiónicos que actuam como suavizantes ou condicionadores para têxteis ou outras fibras, e (c) um ou mais tensioactivos não-iónicos que condicionam têxteis ou outras fibras, nos quais a soma dos componentes (a), (b) e (c) é desde 2% até 60% por peso, de modo que, relativa à quantidade total de componentes (a), (b) e (c), (i) a proporção por peso de componente (a) é desde 5% até 60%. (ii) a proporção por peso de componente (b) é desde 0% até 30% e 7 (iii) a proporção por peso de componente (c) é desde mais do que 40% até 95%, sendo o restante dos componentes água e outros compostos opcionais seleccionados a partir daqueles utilizados como de costume em composições suavizadoras aquosas para têxteis.

De um modo preferido, as composições suavizadoras de têxteis aquosas às quais a invenção se refere contém desde 3% até 50% por peso da soma de componentes (a), (b) e (c), de modo que, relativa à quantidade total de componentes (a), (b) e (c), (i) a proporção por peso de componente (a) é desde 20% até 60%. (ii) a proporção por peso de componente (b) é desde 0% até 20% e (iii) a proporção por peso de componente (c) é desde mais do que 40% até 80%, sendo o restante dos componentes água e outros compostos opcionais seleccionados a partir daqueles utilizados de modo usual em composições suavizantes aquosas para têxteis.

Tensioactivos catiónicos e esterquats de ésteres de alcanolamina 8

Os ésteres de alcanolamina utilizados na presente invenção são aqueles obtidos através da reacção de esterificação de uma alcanolamina da fórmula geral (I) 5 1

Ir—0{CHCH20)ftH (I) 0{CHCHs0)nH. R3 com um ácido carboxílico, ou com um seu derivado reactivo, da fórmula geral (II) HOOC-R^COOH (Π) e com um álcool gordo alcoxilado de um modo opcional da fórmula geral (III)

R&”"Õ{CHCH20}fiH R3 no qual R1 da fórmula é hidrogénio, um grupo alquilo Ci-C6 ou o resíduo

* R2 é um grupo alquileno Ci-C6, R3 é hidrogénio ou metilo, n é 0 ou um número inteiro desde 1 até 20, R4 é um grupo alquileno C1-C36 substituído ou insaturado de um modo 9 opcional, ou arileno, e R5 é um grupo alquenilo ou alquilo C2-22 linear ou ramificado. É também possivel de um modo opcional incorporar na mistura de reacção um ácido gordo da fórmula geral (IV) R—COOH (IV) / no qual R6 é um grupo alquenilo ou alquilo C2-22 linear ou ramificado, ou um éster de alquilo ou um glicérido do ácido gordo e/ou um poliol alcoxilado de um modo opcional.

As seguintes podem ser mencionadas como exemplos de alcanolaminas que podem ser utilizadas: sendo preferidas trietanolamina, N-metildietanolamina, N- metildiisopropanolamina e triisopropanolamina, cada uma das quais é alcoxilada de um modo opcional com óxido de etileno ou óxido de propileno, ou as suas misturas, alcanolaminas não alcoxiladas, de um modo especial trietanolamina.

Podem ser mencionados como exemplos de ácidos dicarboxilicos, apesar desta não ter como intenção ser uma lista exaustiva, ácido succinico, málico, glutárico, adipico, sebácico, pimélico, subérico, maleico e tereftálico, e também aqueles conhecidos como dímeros de ácidos gordos ou ácidos gordos diméricos os quais são obtidos por oligomerização termal de ácidos gordos insaturados, tais como aqueles comercializados pela Unichema International sob o nome de pripol ®, por exemplo PRIPOL® 1009, ou misturas daqueles ácidos. O ácido adipico é preferido. 10

Os álcoois gordos de fórmula (III), os quais são alcoxilados de um modo opcional óxido de etileno ou óxido de propileno, podem ser aqueles que são obtidos a partir de gorduras e óleos de origem natural, por exemplo a partir de estearina, palma, azeitona, coco, girassol, soja, bagaço de uva, colza, hidrogenados ou não hidrogenados, sendo dada preferência a álcoois não alcoxilados que contém de um modo predominante desde 16 até 18 átomos de carbono.

Exemplos de ácidos gordos que podem ser incluídos de um modo opcional na reacção de esterificação são aqueles que são obtidos a partir de óleos e gorduras vegetais e animais, tais como coco, estearina, palma, girassol, soja, oleína, bagaço de uva, colza, etc., e os quais são hidrogenados total ou parcialmente de um modo opcional, e também ácidos gordos purificados ou sintéticos, tais como ácido laúrico, ácido esteárico, ácido palmítico, ácido oleico, ácido linoléico, ácido 2-etilhexanóico.

Os polióis que também podem ser incluídos de um modo opcional na reacção de esterificação podem ser, por exemplo, glicerol, pentaeritritol, sucrose, glucose, sorbitol ou glicóis, tais como etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol.

Para os objectivos da presente invenção, é vantajoso que: • a razão molar do ácido dicarboxílico para a alcanolamina é desde 0,2 até 1,2, de um modo preferido desde 0,3 até 0,9, de um modo mais preferido desde 0,4 até 0,8. 11 • a razão molar da soma do álcool gordo e do ácido gordo para a alcanolamina é desde 0,2 até 2,0, e • a razão molar do ácido gordo para o álcool gordo é desde 0 até 10, de um modo preferido desde 0,1 até 5,0, de um modo mais preferido desde 0,5 até 1,0. A reacção de esterificação é levada a cabo através de métodos conhecidos per se, tais como agueles já descritos no documento de Patente de Aplicação Espanhola n° P-200000697 (publicada como ES 2180372) a qual é aqui incorporada através de referência.

De um modo preferido, a reacção de esterificação é efectuada através de condensação do ácido dicarboxílico, e de um modo opcional do ácido gordo, com uma mistura de alcanolamina e do álcool gordo, e de um modo opcional do poliol, a uma temperatura desde 120 °C até 220 °C durante um periodo desde 2 até 10 horas, de um modo preferido a uma pressão reduzida de alguns 5 até 200 mbar e na presença de qualquer um dos catalisadores já conhecidos para esterificação de esterquats convencionais, por exemplo, ácido hipofosfórico ou ácido paratoluenosulfónico, e também na presença de qualquer um dos estabilizadores e anti-oxidantes habituais, tais como tocoferóis, BHT, BHA, ácido citrico. A reacção de esterificação também pode ser efectuada através de uma primeira condensação do ácido dicarboxílico com a trietanolamina, adicionando então o álcool gordo.

Será aparente para os especialistas na técnica que a reacção de esterificação pode ser levada a cabo de um modo alternativo através de outras técnicas convencionais, 12 começando a partir de derivados reactivos de ácidos dicarboxilicos, por exemplo os seus cloretos de ácidos, ésteres ou anidridos.

Os ésteres assim obtidos são utilizados para preparar os esterquats, cuja utilização em composições condicionadoras baseadas em tensioactivos não-iónicos forma parte do tema da presente invenção. Os tensioactivos catiónicos são esterquats obtidos na base da sua quaternização com agentes de alquilação, ou na adição de sais de ésteres de alcanolamina com ácidos minerais ou orgânicos, tais como ácido hidroclórico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido cítrico, ácido láctico. Os esterquats são tensioactivos catiónicos condicionadores de fibras.

Aqueles esterquats são obtidos a partir dos ésteres de alcanolamina da invenção através de meios de uma reacção de quaternização adicional, a qual é do mesmo modo conhecida per se, tal como, por exemplo, descrita no documento de Patente de Aplicação WO-A-9849132 acima mencionada.

Por exemplo, a mistura de reacção resultante da esterificação é sujeita a reacção com produtos de alquilação, tais como cloreto de metilo, brometo de metilo, dissulfato de metilo, dissulfato de etilo, dicarbonato de metilo, de um modo preferido na presença de solventes orgânicos os quais facilitam o seu manuseamento, tais como isopropanol, etanol, propileno glicol, etileno glicol, dipropileno glicol, álcoois gordos, etc., e o pH é depois ajustado para desde 1,5 até 7,0, de um modo preferido desde 2 até 4,5, através da adição de um ácido, tal como qualquer 13 um de ácido hidroclórico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido cítrico.

Tensioactivos catiónicos opcionais

Os tensioactivos catiónicos que actuam como suavizadores de têxteis e que podem constituir o componente (b) das composições suavizantes da invenção são bem conhecidos pelo especialista.

Entre estes, pode ser feita menção de compostos de amónio quaternários cujas cadeias hidrofóbicas não são interrompidas por um grupo éster, por exemplo aqueles descritos nos documentos das patentes US-A-4719382 e US-A-4237016, dos quais o mais bem conhecido é o cloreto de dialquildimetilamónio de estearina hidrogenada, também conhecido como DTDMAC, tal como aquele comercializado pela KAO Corporation, S.A. sob a marca QUARTAMIN® D86P.

Contudo, são preferidos os esterquats, cuja descrição pode ser verificada, entre muitas outras, nos documentos já mencionados nesta descrição e dos quais os esterquats seguintes podem ser mencionados como exemplos importantes: • os diésteres diquaternizados de ácidos gordos com 1,2-dihidroxi-3-dimetilaminopropano, tais como descritos pelo documento da patente US US-A-4137180 e documento de Patente de Aplicação Europeia EP-A-0585040, • os diésteres quaternizados de ácidos gordos com N-metildietanolamina, tais como aqueles descritos no documento de Patente de Aplicação Francesa FR-A-1593921 e no documento da patente Europeia EP-B-0239910, por exemplo o diéster de estearina hidrogenada quaternizado com cloreto 14 de metilo e comercializado pela KAO Corporation, S.A. sob a marca KAOSOFT® PH, • os sais de éster de amido de ácidos gordos com N-metil-N-aminopropiletanolamina, por exemplo aquele comercializado pela KAO Corporation sob a marca KAOSOFT® 1, • os diésteres quaternizados de ácidos gordos com trietanolamina, tais como aqueles descritos no documento da patente US US-A-3915867 e num largo número de patentes publicadas mais tarde, por exemplo os diésteres de estearina hidrogenada de um modo parcial os quais são quaternizados com dissulfato de metilo e os quais são comercializados pela KAO Corporation, S.A. sob as marcas TETRANYL® AT-7590 e TETRANYL® Ll/90.

Deve ser assinalado que quando é feita referência ao termo "diéster" isto tem como intenção indicar que o diéster predomina na mistura, embora o produto possa sempre conter quantidades variáveis de compostos monoéster e, no caso de trietanolamina, compostos triéster.

Também são tomados em consideração como tensioactivos catiónicos que têm um carácter condicionador, os tensioactivos catiónicos oligoméricos descritos no documento de Patente de Aplicação WO-A-9849132, por exemplo aqueles comercializados pela KAO Corporation, S.A. sob as referências TETRANYL® PH-2 e TETRANYL® PH-5.

Tensioactivos não-iónicos suavizantes

Os tensioactivos não-iónicos que condicionam têxteis ou outras fibras e que constituem o componente (C), o qual predomina na fórmula, são também bem conhecidos pelos 15 especialistas na técnica e destes podem ser mencionados: ésteres de ácidos gordos, de um modo especial aqueles que contém desde 8 até 18 átomos de carbono, os quais são lineares ou ramificados e alcoxilados ou não alcoxilados; álcoois de Guerbet alcoxilados ou não alcoxilados; ésteres de glicerol e poliglicerol, por exemplo HOSTACERIN DGMS e HOSTACERIN DGI comercializados pela Clariant; ésteres de xilitol; ésteres de sorbitano alcoxilados ou não alcoxilados, por exemplo KAOPAN comercializado pela KAO Corporation, S.A.; ésteres de açucares, tais como glucose, frutose, galactose, manose, xilose, arabinose, ribose, 2-desoxirribose e sacarose; álcoois gordos Ce-ie; de um modo opcional ésteres de glicerol alcoxilados, por exemplo LEVENOL comercializado pela KAO Corporation, S.A.; ésteres de poliglicerol etoxilados, por exemplo HOSTACERIN DGL e HOSTACERIN DGSB comercializados pela Clariant; poliglucósidos de alquilo, por exemplo, AG-10LK, comercializado pela Kao Japan; e ésteres de pentaeritritol alcoxilados ou não alcoxilados, por exemplo radia 7171 e RADIA 7176, comercializados pela Oleofina. Também exibindo um bom poder suavizante estão os tensioactivos não-iónicos com grupos amida, entre os quais podem ser mencionados derivados de amina, tais como glucamina, por exemplo MEDlALAN GAC e MEDIALAN GAL comercializados pela Clariant, e também derivados de metiletanolamina, dietanolamina, isopropanolamina e monoetanolamina, com ácidos gordos lineares ou ramificados, de um modo especial ácidos gordos Ce-18 ·

Outros compostos não-iónicos que podem ser utilizados como condicionadores de têxteis são as ceras, tais com parafinas, ceras microcristalinas derivadas a partir de petróleo, e ceras sintéticas. 16

De todos os tensioactivos não-iónicos descritos, os seguintes são preferidos de um modo especial: ésteres de glicerol que são etoxilados, monoésteres de sorbitano e ésteres de pentaeritritol, de um modo especial aqueles que têm uma cadeia de estearina, estearina hidrogenada, de palma, beénica ou oleica.

Outros componentes opcionais

Na referência a outros componentes opcionais, sem esta ter de ser observada como uma descrição exaustiva de todas as possibilidades, as quais, por outro lado, são bem conhecidas pelo individuo especialista na técnica, podem ser mencionadas as seguintes: a) outros produtos que aumentam a actuação das composições condicionadoras, tais como silicones, óxidos de amina, tensioactivos aniónicos, tais como sulfato de éter lauril ou sulfato de lauril, tensioactivos anfotéricos, tais como betaina de cocoamidopropilo ou betainas de alquilo, sulfosuccinatos, derivados de poliglucósido. b) produtos de estabilização, tais como sais de aminas que têm uma cadeia curta, os quais são quaternizados ou não quaternizados, por exemplo de trietanolamina, N-metildietanolamina, e também tensioactivos não-iónicos, tais como álcoois gordos etoxilados, aminas gordas etoxiladas, fenóis de alquilo etoxilados. como c) produtos que melhoram o controlo de viscosidade, por exemplo sais inorgânicos, tais como cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, sulfato de cálcio, cloreto de sódio, etc.; produtos que podem ser utilizados para reduzir viscosidade em composições concentradas, tais 17 compostos do tipo glicol, tais como, por exemplo, etileno glicol, dipropileno glicol, poliglicóis, e agentes de espessamento para composições diluídas, por exemplo, polímeros derivados a partir de celulose, goma guar. d) componentes para ajustar o pH, o qual é de um modo preferido desde 1,5 até 4,5, tais como qualquer tipo de ácidos inorgânicos e/ou orgânicos, por exemplo, ácido hidroclórico, sulfúrico, fosfórico, cítrico. e) agentes que melhoram a libertação de solo, tais como os polímeros ou co-polímeros conhecidos baseados em tereftalatos. f) Agentes conservantes bactericidas, tais como formol, Kathon GC, Bronopol. g) Outros produtos tais como antioxidantes, agentes de coloração, perfumes, germicidas, fungicidas, agentes anti-corrosivos, agentes anti-vincos, opacificantes, abrilhantadores ópticos, agentes abrilhantadores pérola.

As composições suavizantes podem ser obtidas através da simples mistura dos seus componentes até que estes estejam dispersos ou dissolvidos, utilizando métodos bem conhecidos pelos especialistas na técnica.

Os seguintes Exemplos são dados de modo a fornecer ao especialista na técnica uma explicação suficientemente clara e completa da presente invenção mas não devem ser entendidos como limitantes dos aspectos básicos do seu tema, como foi explicado nas partes precedentes desta descrição. 18

Exemplos

Exemplos 1 a 5 - Preparação dos ésteres de alcanolamina

Os produtos da Tabela 1 são preparados através da utilização dos reagentes nas quantidades indicadas na Tabela 1, em concordância com o método de esterificação geral seguinte: A alcanolamina e o álcool gordo e, se apropriado, o poliol são misturados num frasco de reacção equipado com um agitador, uma sonda de temperatura e uma entrada para um gás inerte. São adicionados como catalisadores de esterificação: ácido hipofosforico a 50% por peso numa quantidade suficiente para obter 1000 ppm baseados na carga total ou, de um modo alternativo, ácido paratoluenosulfónico numa quantidade suficiente para obter 500 ppm baseados na carga total. A mistura é aquecida numa atmosfera inerte até 100 °C, é adicionado o ácido dicarboxilico e, se apropriado, o álcool gordo, subindo a temperatura até 170 °C, e esta temperatura é mantida enquanto que a água da esterif icação é destilada, até o indice de acidez da mistura esteja abaixo de 5 mg KOH/g.

Se apropriado, o produto de esterificação é sujeito a uma reacção de etoxilação convencional com óxido de etileno. 19

Tabela 1 - Reagentes utilizados na reacção de esterificação

Ex. Amina Ácido dicarboxíli co Álcool gordo Ácido gordo 1 TEA (1 mol) Adípico (0,5 mol) Estearina hidrogenada (0,6 mol) 2 TEA (1 mol) Adípico (0,7 mol) Estearina hidrogenada (1,2 mol) 3 TEA (1 mol) Adípico (0,8 mol) Estearina hidrogenada (0,2 mol) Estearina (0,6 mol) 4 TEA (1 mol) Adípico (0,5 mol) Estearina hidrogenada (0,2 mol) Estearina (0,5 mol) 5 MDEA (1 mol) Adípico (0,4 mol) Estearina hidrogenada (0,5 mol) Estearina (0,6 mol) TEA: srietanolamina; MDEA: metildietanolamina 0 produto obtido na reacção de esterificação, o qual constitui o tema da invenção, é uma mistura bastante complexa de compostos químicos, e na forma bruta no qual é obtido é útil na preparação de tensioactivos catiónicos e esterquats os quais podem ser utilizados para o objectivo da invenção.

Exemplos 6 a 10 - Preparação dos esterquats

Os esterquats da Tabela 2 são preparados através da utilização dos reagentes indicados na Tabela 2, em concordância com os métodos de quaternização gerais seguintes: 20

Quaternização com cloreto de metilo - O produto que resulta a partir da fase de esterificação, juntamente com uma quantidade suficiente de álcool isopropílico para o referido álcool para representar desde 8% de um modo aproximado até 12% de um modo aproximado por peso relativo do produto quaternizado bruto, e de um modo opcional é introduzido BHT na quantidade necessária para obter 500 ppm baseados na carga total, num frasco de reacção o qual é capaz de operar sob condições de pressão e o qual está equipado com um agitador, um funil de carga e uma sonda de temperatura. A mistura é aquecida até 85 °C - 90 °C e é adicionada uma quantidade de cloreto de metilo ligeiramente maior do que quantidade estequiométrica, com a pressão sendo mantida desde 2 até 3 kg/cm2. Quando a adição de cloreto de metilo está completa, a mistura de reacção é mantida sob agitação a 80-85 °C durante 1-2 horas.

Quaternização com sulfato de metilo- O produto que resulta a partir da fase de esterificação, juntamente com uma quantidade suficiente de álcool isopropílico e/ou álcool etílico para representar desde 8% de um modo aproximado até 12% de um modo aproximado por peso relativo quanto ao produto final, e de um modo opcional, é introduzido BHT numa quantidade necessária para obter 500 ppm baseados na carga total, num frasco de reacção de 1 L equipado com um agitador, uma sonda de temperatura e um funil de carga. A mistura é aquecida até 50 °C e é adicionada de um modo lento uma quantidade de dissulfato de metilo ligeiramente maior do que quantidade estequiométrica durante um período de 1-2 horas. Quando a adição está completa, a mistura de reacção é mantida a 50-55 °C durante mais 3 a 4 horas. 21

Tabela 2 - Reagentes utilizados na reacção de quaternização

Exemplo Éster de alcanolamina Agente alquilante 6 0 obtido no Exemplo 1 Dissulfato de metilo 7 0 obtido no Exemplo 2 Cloreto de metilo 8 0 obtido no Exemplo 3 Dissulfato de metilo 9 0 obtido no Exemplo 4 Dissulfato de metilo 10 0 obtido no Exemplo 5 Dissulfato de metilo

Os esterquats assim obtidos são também uma mistura muito complexa de compostos químicos e na forma bruta na qual estes são obtidos estes são úteis na preparação de composições para suavizar e condicionar fibras naturais e sintéticas.

Exemplo 11 - Comparação da suavidade de tensioactivos não-iónicos e tensioactivos catiónicos convencionais em têxteis

Os testes de suavidade comparativos com tensioactivos não-iónicos e tensioactivos catiónicos convencionais são levados a cabo sob condições semelhantes àquelas que ocorrem na utilização real, através da comparação dos resultados obtidos a doses que correspondem a duas razões de substância suavizante activa por peso de fibra têxtil: peso seco a 0,1% e 0,2% de substância suavizante activa relativa ao peso do tecido.

Os testes são efectuados em toalhas de algodão, levando a cabo cinco lavagens e cinco operações de suavização na fase de enxaguamento, um após cada lavagem, utilizando água de 25 0 HF (graus de dureza franceses), numa máquina de lavar da marca Miele e utilização do 22 detergente comercializado em Espanha sob a marca de COLON pela companhia Benckinser.

Os resultados são avaliados através do cálculo da média estatística dos valores obtidos na base da quantificação da opinião subjectiva de 20 chefes de equipa experientes que utilizam como referências: a) um controlo, ao qual é adjudicado o valor 0, compreendendo uma toalha de algodão a qual não é tratada com um amaciador após as suas lavagens; e b) um valor de referência ao qual é dado o valor 10 e o qual corresponde ao resultado de suavidade obtido com o produto QUATARMIN D86P comercializado pela KAO Corporation, S.A. o qual é cloreto de dialquildimetilamónio estearina hidrogenada, um composto quaternário suavizante convencional reconhecido por ser altamente eficaz, embora com um menor grau de tolerância ecológica devida ao facto deste não ter grupos éster intercalados nas suas cadeias hidrofóbicas. Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 3.

Tabela 3 - Testes comparativos de suavidade em têxteis

Substância condicionadora activa Suavidade Tetraestearato de pentaeritritol 4 AG-10 LK 4 KAOPAN B-10 5 LEVENOL TH-224 3 MEDlALAN GAC 5 QUATARMIN D86P (referência comparativa) 10 TETRANYL AT-7590 7 AG-10 LK é um poliglucósido de alquilo comercializado pela KAO Japan. KAOPAN B-10 é um éster de sorbitano comercializado pela KAO Corporation, S.A. 23 23 LEVENOL TH-224 é um éster de glicerol alcoxilado comercializado pela KAO Corporation, S.A. MEDIALAN GAC é um derivado da glucamina comercializado pela Clariant. TETRANYL AT-7590 é um esterquat convencional derivado a partir de trietanolamina e comercializado pela KAO Corporation, S.A.

Os resultados organizados na Tabela 3 demonstram de um modo claro que os tensioactivos não-iónicos têm um poder suavizante deficiente comparado com aquele dos tensioactivos catiónicos convencionais o que pode talvez ser atribuído à sua pobre absorção na fibra.

Exemplos 12 a 24 - Composições suavizantes aquosas de têxteis

Os métodos de agitação e mistura convencionais são utilizados para preparar as composições suavizantes apresentadas na Tabela 4, nas quais as percentagens indicadas são baseadas no peso total da composição. A eficácia suavizadora das composições é avaliada em concordância com o método descrito no Exemplo 11.

Na Tabela 4: TETRANYL AT-7590 é um esterquat convencional derivado a

partir de trietanolamina e comercializado pela KAO

Corporation S.A. MEDIALAN GAC é um derivado de glucamina comercializado pela Clariant TETRANYL Ll-90 é um esterquat convencional derivado a

partir de trietanolamina e comercializado pela KAO

Corporation, S.A. 24 KAOSOFT PH é um esterquat convencional derivado a partir de metildietanolamina e comercializado pela KAO Corporation, S.A. KAOPAN SP-120 é um éster sorbitano que tem uma cadeia esteárico e comercializado pela KAO Corporation, S.A. KAOPAN 0-120 é um éster sorbitano que tem uma cadeia oleica e comercializado pela KAO Corporation, S.A. KAOPAN B-120 é um éster sorbitano que tem uma cadeia beénica e comercializado pela KAO Corporation, S.A. LEVENOL TH-224 é um éster de glicerol etoxilado que tem uma cadeia de estearina hidrogenada e comercializado pela KAO Corporation, S.A.

Tabela 4 - Composições aquosas suavizantes de têxteis e a suas eficácias suavizadoras Ex. Tensioactivo catiónico A Tensioactivo não-iónico MgCl2 Componentes minoritários e águaB Suavidade 12 Esterquat exemplo 6 (2,9%) MEDIALAN GAC (2,1%) até 100% 9 13 Esterquat exemplo 6 (5,0%) até 100% 9 14 Esterquat exemplo 7 (1,5%) Tetraestea-rato de pentaeritri-tol (3,5%) até 100% 8 15 Esterquat exemplo 7 (5,0%) até 100% 8 16 Esterquat exemplo 8 (1,5%) KAOPAN 0-120 (3,5%) até 100% 8 17 Esterquat exemplo 9 (3,0%) KAOSOFT PH (0,5%) LEVENOL TH-224 (11,5%) 0, 16% até 100% 10 25 18 Esterquat exemplo 9 (2,0%) LEVENOL TH-224 (4,0%) até 100% 9 19 Esterquat exemplo 6 (1,5%) TETRANYL AT-7590 (0,5%) KAOPAN SP-120 (3%) até 100% 9 20 Esterquat exemplo 10 (2%) KAOPAN SP-120 (3%) até 100% 9 21 Esterquat exemplo 10 (1%) KAOPAN SP-120 (4%) até 100% 8 22 Esterquat exemplo 6 (1,9%) TETRANYL AT-7590 (1,0%) Tetraestea-rato de pentaeritri-tol (2,1%) até 100% 9 23 Esterquat exemplo 10 (3,0%) TETRANYL Ll/90 (3,0%) Tetraestea-rato de pentaeritri- tol (9%) até 100% 9 24 Esterquat exemplo 7 (2,9%) KAOPAN B-120 (2,1%) até 100% 10 A Substância activa seca relativa ao peso total da composição B Perfumes, agentes de coloração, agentes conservantes, etc.

Os resultados de suavidade dados na Tabela 4 demonstram que todas as composições que contém tensioactivos não-iónicos apresentam um elevado grau de eficácia suavizadora apesar daqueles tensioactivos estarem presentes numa elevada proporção de mais do que 40% por peso baseada no peso total de substância suavizante activa.

Isto demonstra, através de comparação com os resultados dados na Tabela 3, que a utilização dos tensioactivos catiónicos derivados a partir de ésteres de alcanolamina com ácidos dicarboxilicos e álcoois gordos, como aditivos misturados nas composições suavizantes baseadas em tensioactivos não-iónicos, melhora de um modo notável a eficácia suavizante dessas composições suavizantes. 26

Deve ser realçado, como pode ser observado através da comparação dos resultados dos Exemplos 12 e 13, por um lado, e 14 e 15, por outro lado, que a selecção do tipo de tensioactivo catiónico que contribui para a finalidade da presente invenção permite que uma sua fracção muito larga seja substituída pelo tensioactivo não-iónico, apesar disso sem perder a sua eficácia suavizante.

Lisboa, 29 de Março de 2007

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1.- Utilização de uma composição que contém mais do que 40% por peso de tensioactivos não-iónicos suavizantes de fibras, baseada no peso total da substância suavizante activa, e tensioactivos catiónicos obteníveis através de sais de formação adição de ésteres de alcanolamina com ácidos minerais ou orgânicos ou através da quaternização de ésteres de alcanolamina através da sua reacção com agentes alquilantes, sendo os ésteres de alcanolamina obteníveis através da reacção de esterificação de uma alcanolamina de fórmula geral (I) i2

com um ácido dicarboxílico, ou com um seu derivado reactivo, de fórmula geral (II) HOOC-R-CGOH m e com um álcool gordo alcoxilado de um modo opcional de fórmula geral (III) Rs~0(CHCH20}nH i

no qual o R1 da fórmula é hidrogénio, um grupo alquilo C2-C6 ou o residuo R2 é um grupo alquileno Ci-C6, R3 é hidrogénio ou metilo, n é 0 ou um número inteiro desde 1 até 20, R1 é um grupo alquileno C1-C36 substituído ou insaturado de um modo opcional, ou arileno, e R2 é um grupo alquilo ou alquenilo C2-C22 linear ou ramificado, para suavizar e condicionar fibras naturais e sintéticas.

2. - Utilização de acordo com a reivindicação 1, caracterizada no sentido em que a alcanolamina de fórmula (I) é seleccionada a partir de trietanolamina, N-metildietanolamina, N-metildiisopropanolamina e triisopropanolamina, cada uma das quais é alcoxilada de um modo opcional com óxido de etileno, ou óxido de propileno, ou as suas misturas.

3. - Utilização de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada no sentido em que o ácido dicarboxílico de fórmula (II) é seleccionado a partir de ácido succínico, málico, glutárico, adípico, sebácico, pimélico, subérico, maleico e tereftálico e aqueles ácidos que são obtidos através de oligomerização termal de ácidos gordos insaturados, ou as suas misturas. 1 - Utilização de acordo com qualquer uma das 2 reivindicações 1 a 3, caracterizada no sentido em que os álcoois gordos de fórmula (III) são seleccionados a partir daqueles que são obtidos a partir de gorduras e óleos de origem natural e são hidrogenados e/ou alcoxilados de um modo opcional. 3

5. - Utilização de acordo com a reivindicação 4, caracterizada no sentido em que os álcoois gordos de fórmula (III) são seleccionados a partir daqueles que são obtidos a partir de estearina, palma, azeitona, coco, girassol, soja, bagaço de uva e colza hidrogenados ou não hidrogenados e alcoxilados de um modo opcional com óxido de etileno ou óxido de propileno.

6. - Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada no sentido em que é incorporado um ácido gordo da fórmula geral (IV) na mistura de reacção de esterificação. cooh (IV) * no qual R6 é um grupo C6-C23 alquilo ou alquenilo linear ou ramificado ou um éster de alquilo ou um glicérido do ácido gordo, e/ou um poliol alcoxilado de um modo opcional. 7. - utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada no sentido em que, no que respeita aos reagentes que participam na reacção de esterificação: a razão molar do ácido dicarboxilico para a alcanolamina é desde 0,2 até 1,2; a razão molar da soma do álcool gordo e o ácido gordo para a alcanolamina é desde 0,2 até 2,0; e a razão molar do ácido gordo para o álcool gordo é desde 0 até 10.

8. - Utilização de acordo com a reivindicação 7, caracterizada no sentido em que a razão molar do ácido 4 dicarboxílico para a alcanolamina é desde 0,3 até 0,9, de um modo preferido desde 0,4 até 0,8.

9. - Utilização de acordo com a reivindicação 7, caracterizada no sentido em que a razão molar do ácido gordo para o álcool gordo é desde 0,1 até 5,0, de um modo preferido desde 0,5 até 1,0.

10. - Utilização de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada no sentido em que os ácidos minerais ou orgânicos são seleccionados a partir de ácido hidroclórico, sulfúrico, fosfórico, cítrico e láctico.

11. - Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes caracterizada no sentido em que os agentes alquilantes são seleccionados a partir de cloreto de metilo, brometo de metilo, dissulfato de metilo, dissulfato de etilo e dicarbonato de metilo.

12. - Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada no sentido em que os tensioactivos não-iónicos condicionadores de fibra são seleccionados a partir de ácidos gordos, lineares ou ramificados, ésteres de ácidos gordos alcoxilados ou não alcoxilados, de um modo especial aqueles que contém desde 8 até 18 átomos de carbono, álcoois de Guerbert alcoxilados ou não alcoxilados, ésteres de glicerol e poliglicerol alcoxilados de um modo opcional, ésteres de xilitol, ésteres de sorbitano alcoxilados ou não alcoxilados, ésteres de açúcares, tais como glucose, frutose, galactose, manose, xilose, arabinose, ribose, 2-desoxiribose e sacarose, álcoois gordos Cs-is, poliglucósidos de alquilo, tensioactivos não-iónicos com grupos amida derivados a 5 partir de aminas, tais como glucamina, e os derivados de metiletanolamina, dietanolamina, isopropanolamina e monoetanolamina, com ácidos gordos lineares ou ramificados, de um modo especial aqueles que contém desde 8 até 18 átomos de carbono, ceras, tais como parafinas, ceras microcristalinas derivadas a partir de petróleo, e ceras sintéticas, e ésteres de pentaeritritol, de um modo especial tendo uma cadeia de estearina, estearina hidrogenada, de palma, beénica ou oleica.

13. - Utilização de acordo com a reivindicação 12, caracterizada no sentido em que os tensioactivos não-iónicos condicionadores de fibra são seleccionados a partir de ésteres de glicerina que são etoxilados, monoésteres de sorbitano e ésteres de pentaeritritol, de um modo especial aqueles que têm uma cadeia de estearina, estearina hidrogenada, de palma, beénica ou oleica.

14. - Composição suavizante aquosa para têxteis ou outras fibras naturais ou sintéticas, a qual contém: (a) os tensioactivos catiónicos definidos nas reivindicações 1 a 11 (b) de um modo opcional um ou mais tensioactivos catiónicos que actuam como suavizadores ou condicionadores para têxteis ou outras fibras, e (c) um ou mais tensioactivos não-iónicos que condicionam têxteis ou outras fibras, 6 na qual a soma dos componentes (a), (b) e (c) é desde 2% até 60% por peso, caracterizada no sentido em que, relativo à quantidade total de componentes (a), (b) e (c), (i) a proporção por peso de componente (a) é desde 5% até 60%, (ii) a proporção por peso de componente (b) é desde 0% até 30% e (iii) a proporção por peso de componente (c) é desde mais do que 40% até 95%.

15. - Composição de acordo com a reivindicação 14, caracterizada no sentido em que esta contém desde 3% até 50% por peso da soma de componentes (a), (b) e (c), de modo que, relativa à quantidade total de componentes (a), (b) e (c), (i) a proporção por peso de componente (a) é desde 20% até 60%. (ii) a proporção por peso de componente (b) é desde 0% até 20% e (iii) a proporção por peso de componente (c) é desde mais do que 40% até 80%.

16. - Composição de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracterizada no sentido em que os tensioactivos não-iónicos que condicionam os têxteis ou outras fibras são seleccionados a partir daqueles definidos na reivindicação 14. 7

17.- Composição de acordo com a reivindicação 16, caracterizada no sentido em que os tensioactivos não-iónicos que condicionam os têxteis ou outras fibras são seleccionados a partir daqueles definidos na reivindicação 12 ou 13. Lisboa, 29 de Março de 2007