ES2290483T3 - Composiciones de tratamiento de material textil. - Google Patents
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- C11D3/1253—Layer silicates, e.g. talcum, kaolin, clay, bentonite, smectite, montmorillonite, hectorite or attapulgite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
- C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
- C01B33/44—Products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds, e.g. organoclay material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
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- C11D3/12—Water-insoluble compounds
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Abstract
Composición detergente que comprende un vehículo compatible con textiles que se elige entre jabón y compuestos detergentes no jabones aniónicos, catiónicos, no iónicos, anfóteros e híbridos y mezclas de los mismos, y partículas que tienen una estructura estratificada que comprende átomos de oxígeno y átomos de silicio y/o fósforo, y que comprende grupos orgánicos funcionales que se unen a átomos de silicio y/o fósforo en las capas por enlaces covalentes directos entre los átomos de silicio y/o fósforo y un átomo de carbono, caracterizada porque los grupos funcionales se seleccionan entre: (i) un grupo de la fórmula: -Y-T (I) en la que: Y comprende un grupo alquilo o alquileno de cadena larga de 8 a 20 átomos de carbono, interrumpida por uno o más heteroátomos que se seleccionan entre N, O y S con la condición de que haya al menos 3, preferiblemente al menos 4, átomos de carbono por cada heteroátomo en la cadena, estando Y unido a dicho átomo de silicio o fósforo a través de un átomo de carbono, y T representa H o un grupo alquilo, éter, ácido carboxílico, sulfonato, sulfato, fosfato o fosfonato (ii) un grupo de la fórmula -R1-NR2R2 (II) en la que: R1 representa un grupo alquileno de al menos 4 átomos de carbono, cada R2 es independientemente alquilo inferior y -NR2R2 es preferiblemente, pero no necesita ser, un grupo terminal; (iii) un grupo de fórmula: + -R3-NR4R4R4 (III) en la que: R3 representa un grupo alquileno de al menos 3 átomos de carbono, cada R4 se selecciona independientemente entre grupos alquilo de 1 a 25 átomos de carbono con la condición de que al menos un R4 sea alquilo inferior de 1 a 16 átomos de carbono, (iv) un grupo de la fórmula en la que cada grupo R1a se selecciona independientemente entre grupos alquilo o hidroxialquilo C1-4 o grupos alquenilo C2-4; cada grupo R2a se selecciona independientemente entre grupos alquilo o alquenilo C8-28; R3a es un grupo alquileno lineal o ramificado de 1 a 5 átomos de carbono, X es O O * * -O-C- o -C-O-; y p es 0 ó es un número entero de 1 a 5, con la condición de que uno de R1a y R2a sea un grupo alquileno de al menos 3 átomos de carbono unido a dicho átomo de silicio o de fósforo; (v) un grupo de la fórmula: ** ver fórmula** en la que R1a, p y R2a son como se han definido anteriormente; (vi) un grupo de la fórmula:** ver fórmula** en la que: T es como se ha definido anteriormente, R5 representa un grupo de al menos un átomo de carbono, preferiblemente de al menos 3 átomos de carbono, que puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos que se seleccionan entre N, O y S con la condición de que haya al menos 3 átomos de carbono por cada heteroátomo, n es un número entero de al menos 6; y (vii) un grupo de la fórmula: ** ver fórmula** en la que: T y R5 son como se han definido anteriormente, cada R6 representa independientemente un grupo alquilo, un grupo alquilo fluorado, un grupo alquilo amino sustituido, un grupo alquilo sustituido con un resto azúcar, o una cadena lateral que comprende una cadena etoxilada y/o propoxilada, y x esun número entero de al menos 5.
Description
Composiciones de tratamiento de materiales
textil.
Esta invención se refiere a composiciones de
tratamiento de material textil, a su uso en el tratamiento de
material textil y a un procedimiento de tratar material textil con
las composiciones.
Se sabe que las propiedades físicas de los
materiales textiles se pueden modificar por medio de ciertos
tratamientos. Por ejemplo, el material textil se puede tratar con
el fin de modificar sus propiedades físicas, tanto en un
tratamiento industrial como durante el lavado.
Los materiales textiles, y el algodón en
particular, son propensos a la formación de repliegues antes,
durante y después del lavado y el secado. Con el fin de eliminar
tales repliegues del material textil, se tiene que emplear una
considerable cantidad de tiempo y esfuerzo planchando tras cada
operación de lavado y secado. Los términos de "repliegue" y
"arruga" y los términos relacionados, tales como
"antirepliegue" y "antiarruga" se refieren a
deformaciones no permanentes en el material textil que se pueden
eliminar aplanando a temperatura y humedad elevadas (por ejemplo
planchando) y se usan en este documento como sinónimos.
Algunos de los intentos previos para resolver
los problemas de formación de arrugas con respecto a los materiales
textiles se han basado en el uso de materiales en partículas
insolubles.
El documento US 3.892.681, por ejemplo, describe
el uso de partículas de almidón granulares, sustancialmente
insolubles en agua que tienen un diámetro entre 1 y 45 \mum en
composiciones detergentes. Se dice que las partículas de este tipo
imparten beneficios antiarrugas y de facilidad de planchado además
de otras propiedades de acondicionamiento del material textil.
Una composición detergente en la que aparece un
material en partículas sustancialmente insoluble en agua con un
diámetro desde aproximadamente 5 a 30 \mum se describe en el
documento US 4.051.046. El material en partículas puede ser de
vidrio, de cerámica o una perla a base de polímero, o un almidón que
ha sido tratado con un agente hidrófobo para reducir su solubilidad
en agua. Con el fin de permitir el planchado, las partículas tienen
que tener un punto de fusión por encima de 150ºC. Se dice que estas
composiciones confieren una gama de beneficios a los materiales
textiles, que incluyen antiarrugado y facilidad de planchado.
El uso de arcilla de esmectita como agente
suavizante se describe en el documento US 3.936.537. En este
documento, la arcilla se combina con una sal de amonio cuaternario
que confiere beneficios antiestáticos, y con un inhibidor de
dispersión que consiste en un material orgánico sólido, en una
composición compatible con detergentes.
La arcilla de esmectita también se usa en las
composiciones detergentes suavizantes de materiales textiles que se
describen en el documento US 4.062.647. De nuevo, se dice que la
arcilla imparte características suavizantes y/o antiestáticas
mejoradas.
Una composición detergente suavizante de
material textil que comprende un detergente sintético no jabón, sal
de agente mejorador de detergencia y arcilla se describe en el
documento GB 1400898. La arcilla, añadida para los beneficios de
suavizado, es una arcilla de tipo esmectita de tres capas con una
capacidad de intercambio iónico de al menos 50 meq/100 g. La
combinación de sal de agente mejorador de detergencia y arcilla se
describe que ayuda a prevenir la aglomeración de arcilla,
permitiendo así la deposición eficaz de arcilla en el material
textil. En el documento GB 1428061, se describe una composición
similar de suavizante de materiales textiles con una sal de amonio
cuaternario presente como agente antiestático. La arcilla de tipo
esmectita, responsable de impartir beneficios de suavidad, tiene un
tamaño de partícula por debajo de 50 micrómetros y una capacidad de
intercambio iónico de al menos 50 meq/100 gramos.
En el documento US 5.443.750, se usa arcilla,
que puede ser arcilla de esmectita, en conjunción con una enzima en
una composición detergente para proporcionar propiedades suavizantes
aumentadas.
El documento
EP-A-0 381 487 describe el uso de
composiciones detergentes líquidas en las que se trata una arcilla
(un aluminosilicato, por ejemplo, esmectita) con un material de
barrera, que se selecciona entre un siloxano, un polisiloxano, un
poliacrilato, citrato de dialquilo, citrato de dialquilo etoxilado,
mono- y diestearatos de glicerol alcoxilados y
N-alquil alcanolamidas etoxiladas, antes de la
incorporación de arcilla a la formulación.
El tratamiento de una gama de materiales
insolubles en agua, que incluyen arcilla con un compuesto de
organosilicio que lleva un grupo amonio cuaternario se enseña en el
documento US 4.557.854. Los grupos organosilicio se injertan en la
superficie de las partículas de arcilla y, por lo tanto, se unirán a
los átomos de silicio en las capas de la arcilla a través de
uniones Si-O. El efecto del tratamiento se describe
que es el de aumentar la potencia limpiadora de los agentes
tensioactivos orgánicos convencionales.
Se sabe que el tratamiento de materiales
textiles de algodón con agentes de reticulación, tales como ácido
butano-1,2,3,4-tetracarboxílico
(BTCA) imparte propiedades antiarrugas. Sin embargo, los
tratamientos de este tipo tienden a hacer al material textil rígido
y relativamente fácil de rasgar.
El documento US 4.844.821 describe composiciones
detergentes líquidas de lavado y suavizantes líquidas de materiales
textiles que contienen un suavizante de materiales textiles de
arcilla de tipo esmectita en combinación con un agente
antisedimentación y, opcionalmente, una cantidad de un agente
polímero floculante de arcilla que realza la suavidad.
El documento US 3.948.790 describe composiciones
detergentes que contienen una arcilla de amonio cuaternario. La
arcilla es una arcilla impalpable de esmectita en la que 5 a 100 por
ciento molar de los cationes intercambiables son iones amonio
sustituidos con alquilo.
El documento US 4.828.723 describe una
composición detergente de lavado de altas prestaciones no acuosa en
la forma de una suspensión de una sal de agente mejorador de
detergencia en tensioactivo no iónico líquido que se estabiliza
frente a la separación de fases por adición de una carga de baja
densidad y una pequeña cantidad de arcilla organófila modificada
tal como una arcilla de esmectita hinchable con agua en la que los
cationes metálicos se intercambian total o parcialmente con
compuestos de amonio cuaternario de mono- o di- cadena larga.
El documento US 5.336.647 describe complejos de
arcilla organófila que son dispersables en fluidos no acuosos para
formar un gel en los mismos. El complejo de arcilla organófila
comprende el producto de reacción de:
(a) arcilla de tipo esmectita;
(b) un primer catión orgánico en una cantidad de
aproximadamente 75% a aproximadamente 150% de la capacidad de
intercambio catiónico de la arcilla de tipo esmectita; y
(c) un segundo catión orgánico proporcionado por
una sal de amonio cuaternario polialcoxilado; en el que está
presente el segundo catión orgánico en una cantidad de
aproximadamente 0,01% a aproximadamente 20% en peso de contenido de
catión orgánico total.
El documento US 5.527.871 describe un polímero
estratificado inorgánico-orgánico que tiene su
porción inorgánica en la forma de una estructura estratificada de
tipo arcilla compuesta de una o dos láminas de tetraedros (cuyo
átomo central es Si o un metal) y una lámina de tetraedros (cuyo
átomo central es un metal). Los átomos centrales de los tetraedros
están parcialmente o enteramente unidos a grupos orgánicos. Los
grupos orgánicos pueden contener grupos funcionales por ejemplo
grupos funcionales que pueden participar en una reacción de
polimerización.
El documento US 4.287.086 describe complejos de
arcilla orgánica organófila que son dispersables en líquidos
orgánicos para formar un gel. Los geles pueden ser útiles como
grasas lubricantes, lodos a base de aceite, fluidos de empaquetado
a base de aceite, decapantes de pinturas-barnices-
lacas, pinturas y aglomerantes de arenas de moldeo de fundición. La
arcilla organófila es el producto de reacción de una arcilla de
esmectita y una sal de metil bencil dialquil amonio
El documento US 542.999 describe una arcilla
organófila gelificante útil en un sistema fluido no acuoso tal como
pinturas, tintas y revestimientos. La arcilla organófila gelificante
comprende el producto de reacción de:
(a) una arcilla de esmectita que tiene una
capacidad de intercambio catiónico de al menos 75 miliequivalentes
por 100 gramos de arcilla natural sin impurezas;
(b) un primer catión orgánico en una cantidad de
aproximadamente 75% a aproximadamente 150% de la capacidad de
intercambio catiónico de la arcilla de esmectita;
(c) un segundo catión orgánico proporcionado por
una sal de amonio cuaternario polialcoxilado; y
(d) uno o más aniones orgánicos que son capaces
de reaccionar con dichos cationes orgánicos primero y segundo para
formar un complejo catión orgánico-anión orgánico
con dicha arcilla de esmectita.
El documento pendiente de tramitación
WO-A-0246345 (PCT/EPO1/12580)
publicado el 13.06.02 describe una composición de tratamiento de
materiales textiles que comprende un vehículo compatible con el
textil y partículas insolubles en agua que tienen una estructura
estratificada que comprende átomos de oxígeno y silicio y/o átomos
de fósforo, y que comprende grupos orgánicos funcionales que se
unen a los átomos de silicio y/o fósforo en las capas por enlaces
covalentes directos entre los átomos de silicio y/o fósforo y un
átomo de carbono.
En una realización preferida el uso de
composiciones de materiales textiles que comprenden partículas
insolubles en agua que tienen una estructura estratificada que
comprenden uno o más grupos orgánicos funcionales que son capaces
de autorreticularse y/o reaccionar con las fibras del material
textil conduce a antiarruga mejorado, esto es reducción de
repliegues, comportamiento de materiales textiles, sin los
inconvenientes de los agentes de reticulación convencionales tales
como ácido
butano-1,2,3,4-tetracarboxílico
(BTCA). Por lo tanto, los materiales textiles tratados con
composiciones que comprenden partículas insolubles en agua de este
tipo tienen buenas propiedades antiarrugas pero son menos rígidas,
menos propensas a la decoloración y menos susceptibles al desgarro
que los materiales textiles tratados con algunos agentes de
reticulación convencionales.
Las fibras celulósicas poseen grupos hidroxilo;
las proteínas poseen una gama de grupos funcionales.
Preferiblemente, los grupos orgánicos funcionales comprenden grupos
electrófilos que son capaces de reaccionar con grupos hidroxilo por
reacción, por ejemplo, con fibras celulósicas o fibras proteináceas
y/o grupos tiol para reacción más específica, por ejemplo, con
fibras proteináceas. Ejemplos adecuados de grupos electrófilos
incluyen: anhídridos de ácido, epóxidos, cloruros de ácido,
isocianatos, grupos que contienen azetidinium, ácidos carboxílicos,
vinil sulfonas, aldehídos, cetonas, ésteres de enol, aziridinas,
azalactonas y mezclas de los mismos. El grupo epóxido es
especialmente preferido.
Se ha encontrado ahora que una gama particular
de grupos funcionales proporcionará partículas capaces de aportar
propiedades lubricantes realzadas a un material textil en
comparación con partículas sin los grupos funcionales.
Según un aspecto de la presente invención se
proporciona una composición detergente que comprende un vehículo
compatible con textiles que se elige entre jabón y compuestos
activos detergentes no jabones, aniónicos, catiónicos, no iónicos,
anfóteros e híbridos y mezclas de los mismos, y partículas que
tienen una estructura estratificada que comprende átomos de oxígeno
y átomos de silicio y/o fósforo, y que comprenden grupos orgánicos
funcionales que se unen a los átomos de silicio y/o fósforo en las
capas por enlaces covalentes directos entre los átomos de silicio
y/o fósforo y un átomo de carbono,
caracterizada porque los grupos funcionales se
seleccionan entre:
(i) un grupo de la fórmula:
(I)-Y-T
en la
que:
Y comprende un grupo alquilo o alquileno de
cadena larga de 8 a 20 átomos de carbono, interrumpida por uno o
más heteroátomos que se seleccionan entre N, O y S con la condición
de que haya al menos 3, preferiblemente al menos 4, átomos de
carbono por cada heteroátomo en la cadena, estando Y unido a dicho
átomo de silicio o fósforo a través de un átomo de carbono, y
T representa H o un grupo alquilo, éter, ácido
carboxílico, sulfonato, sulfato, fosfato o fosfonato
(ii) un grupo de fórmula
(II)-R^{1}-NR^{2}R^{2}
en la
que:
- \quad
- R^{1} representa un grupo alquileno de al menos 4 átomos de carbono,
- \quad
- cada R^{2} es independientemente alquilo inferior y -NR^{2}R^{2} es preferiblemente, pero no necesita ser, un grupo terminal;
(iii) un grupo de la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
- \quad
- R^{3} representa un grupo alquileno de al menos 3 átomos de carbono,
- \quad
- cada R^{4} se selecciona independientemente entre grupos alquilo de 1 a 25 átomos de carbono con la condición de que al menos un R^{4} sea alquilo inferior de 1 a 16 átomos de carbono,
\newpage
(iv) un grupo de la fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- en la que cada grupo R_{1a} se selecciona independientemente entre grupos alquilo o hidroxialquilo C_{1-4} o grupos alquenilo C_{2-4};
- \quad
- cada grupo R_{2a} se selecciona independientemente entre grupos alquilo o alquenilo C_{8-28};
- \quad
- R_{3a} es un grupo alquileno lineal o ramificado de 1 a 5 átomos de carbono,
- \quad
- X es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
y p es 0 ó es un número entero de 1
a
5,
con la condición de que uno de R_{1a} y
R_{2a} sea un grupo alquileno de al menos 3 átomos de carbono
unido a dicho átomo de silicio o de fósforo;
(v) un grupo de la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- en la que R_{1a}, p y R_{2a} son como se han definido anteriormente;
(vi) un grupo de la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
- \quad
- T es como se ha definido anteriormente,
- \quad
- R^{5} representa un grupo de al menos un átomo de carbono, preferiblemente de al menos 3 átomos de carbono, que puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos que se seleccionan entre N, O y S con la condición de que haya al menos 3 átomos de carbono por cada heteroátomo,
- \quad
- n es un número entero de al menos 6; y
(vii) un grupo de la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
- \quad
- T y R^{5} son como se han definido anteriormente,
- \quad
- cada R^{6} representa independientemente un grupo alquilo, un grupo alquilo fluorado, un grupo alquilo amino sustituido, un grupo alquilo sustituido con un resto azúcar, o una cadena lateral que comprende una cadena etoxilada y/o propoxilada, y
- \quad
- x es un número entero de al menos 5.
Los grupos orgánicos funcionales se seleccionan
para aportar propiedades lubricantes realzadas en comparación con
los correspondientes materiales que no poseen los grupos
funcionales. Cuando se aplican a productos textiles los materiales
proporcionan un efecto lubricante que reduce la fricción entre los
hilos en los contactos hilo/hilo. El efecto de los materiales se
puede estimar por la cizalladura de Kawabata como se describe más
adelante. Las propiedades lubricantes realzadas pueden proporcionar
suavidad mejorada, facilidad de planchado, antiarrugas,
antiabrasión y beneficios relacionados.
Los materiales se pueden usar para tratar un
material textil simplemente llevándolos en contacto con el material
textil. Los materiales son dispersables en agua y se pueden aportar
al material textil en el lavado principal o en el acondicionador de
aclarado. El comportamiento de lubricación aportado por estos
materiales puede exceder el comportamiento de lubricación aportado
por sistemas tensioactivos catiónicos de acondicionadores de
aclarado convencionales.
Los grupos funcionales deseados se pueden
introducir durante la síntesis de los materiales, a través de
post-modificación de materiales funcionales
pre-sintetizados o modificación de una arcilla
existente.
La presente invención implica el uso de
partículas que tienen una estructura estratificada que comprende
átomos de oxígeno y átomos de silicio y/o fósforo, y que comprende
grupos orgánicos funcionales que se unen a átomos de silicio y/o
fósforo en las capas por enlaces covalentes directos entre los
átomos de silicio y/o fósforo y un átomo de carbono. Las partículas
tienden a ser insolubles en agua. Las partículas son dispersables en
agua a 20ºC y en algunos casos se pondrá en evidencia que dan
soluciones según se puedan romper en fragmentos
submicrométri-
cos.
cos.
Las partículas usadas en la invención son de un
tamaño tal que no se perciben al tacto como partículas distintas.
Preferiblemente, las partículas usadas en la invención tienen un
tamaño medio de 0,01 a 100 \mum. Más preferiblemente, las
partículas usadas en este documento tienen un tamaño medio en el
intervalo de aproximadamente 1 \mum a 50 \mum. El tamaño de las
partículas se refiere a su máxima dimensión, tal como su diámetro
cuando las partículas son sustancialmente esféricas.
La naturaleza estratificada de las partículas
implica preferiblemente una disposición ordenada que comprende
átomos de oxígeno y átomos de silicio y/o fósforo. Las capas también
pueden comprender otros átomos metálicos y/o no metálicos. Otros
átomos que pueden estar presentes en las capas incluyen, por
ejemplo, átomos metálicos di- y/o trivalentes, tales como los de
metales alcalinotérreos (por ejemplo, magnesio o calcio), los de
metales de transición (por ejemplo, cobre, níquel y/o circonio),
los del grupo IIIB de la tabla periódica (por ejemplo, aluminio) o
los de mezclas de los mismos. Partículas adecuadas pueden comprender
unidades discretas, que se repiten de capas o láminas. Las capas o
láminas son sustancialmente disposiciones bidimensionales de átomos.
Preferiblemente, la unidad que se repite consiste en una pluralidad
de capas (por ejemplo dos o tres), o láminas, de átomos con un
átomo metálico o una mezcla de átomos metálicos que forman la capa
central y una gama de átomos no metálicos que enlazan por puentes
y/o que forman las capas circundantes. También puede estar presente
dentro de la unidad que se repite una diversidad de especies
atómicas, iónicas o moleculares, que incluyen por ejemplo, iones
metálicos polivalentes tales como iones de sodio y/o calcio y/o
hidroxonio.
Ejemplos adecuados de estructuras estratificadas
incluyen las que comprenden iones metálicos divalentes o
trivalentes, o una mezcla de los mismos, en la capa central.
Preferiblemente, la capa central comprende iones magnesio, níquel o
aluminio, o mezclas de los mismos, que se conectan por la vía de
átomos de oxígeno y/o grupos hidroxilo a la capa circundante.
Preferiblemente, las capas circundantes comprenden una mezcla de
átomos de silicio y átomos de oxígeno así como otras especies
catiónicas y/o moleculares.
El espaciado entre capas en las partículas que
se usan en la invención es preferiblemente mayor de 10X, más
preferiblemente mayor de 12X, según se determina por cristalografía
de rayos-X. El espaciado entre capas preferiblemente
no excede de aproximadamente 100X, más preferiblemente, no excede
de aproximadamente de 50X.
Cuando la capa central comprende iones
divalentes y la capa exterior comprende átomos de silicio, con
átomos de oxígeno y grupos hidroxilo que enlazan por puentes, la
estructura estratificada es análoga a la de esmectita de tipo
talco, o arcillas de filosilicato.
Las arcillas de esmectita se pueden diferenciar
claramente sobre la base del número de disposiciones octaédricas
metal-oxígeno en la capa central para un número dado
de átomos silicio-oxígeno en la capa exterior.
Aquellas arcillas en las que aparecen principalmente iones
metálicos divalentes comprenden el talco prototipo y los miembros
hectorita, saponita, sauconita y vermiculita. Cuando en las arcillas
aparecen principalmente iones metálicos trivalentes las estructuras
cambian y ahora comprenden la pirofilita prototipo, montmorillonita,
nontronita y volchonskoita.
Las partículas comprenden uno o más grupos
orgánicos funcionales. Los grupos funcionales en cada partícula
pueden ser de un tipo único de grupo funcional o una mezcla de
diferentes tipos de grupos funcionales. Estos grupos orgánicos
funcionales pueden ser responsables al menos parcialmente de
conferir las propiedades deseadas sobre el material textil, después
del tratamiento con las partículas o las composiciones que
comprenden las
partículas.
partículas.
Los grupos funcionales de fórmula (I) son grupos
alquilo o alquileno de cadena larga que tienen de 8 a 20 átomos de
carbono.
El grupo terminal T representa H o un grupo
alquilo, éter, ácido carboxílico, sulfonato, sulfato, fosfato o
fosfo-
nato.
nato.
En los grupos de fórmula (II), el grupo amina se
une por vía de R^{1} que es un grupo alquileno de al menos 4
átomos de carbono. Al menos uno, preferiblemente ambos, de los
grupos R^{2} es un grupo alquilo de al menos 8 átomos de
carbono.
El grupo cuaternario de fórmula (III) se une por
vía de R^{3} que representa un grupo alquileno de al menos 3
átomos de carbono. R^{3} puede tener una cadena larga, por
ejemplo, hasta 20 átomos de carbono. Generalmente uno o dos de los
grupos R^{4} es alquilo inferior por ejemplo metilo y el otro
tiene una longitud de cadena más larga por ejemplo hasta 20 átomos
de carbono. En una realización dos de los grupos R^{4} son grupos
alquilo de cadena
larga.
larga.
Los grupos de fórmula (IV) y (V) se basan en la
estructura de conocidos compuestos suavizantes catiónicos de
material textil. Es posible introducir estos grupos en el material
de las partículas tanto durante la síntesis del material como a
través de post-modificación de arcilla funcional
presintetizada.
De modo similar, es posible introducir una
cadena de polietilenglicol como grupo funcional según se representa
por la fórmula (VI) y una cadena de silicona según se representa por
la fórmula (VII). El esqueleto de silicona puede tener cadenas
laterales de manera similar a polímeros de silicona conocidos.
Cadenas laterales adecuadas incluyen grupos alquilo, cadenas
laterales perfluoro, cadenas laterales que tienen funcionalidad
amino, cadenas laterales que tienen restos azúcar y cadenas
laterales epoxiladas y/o propoxiladas.
Los materiales pueden comprender una mezcla de
dos o más grupos funcionales.
Materiales que tienen grupos octilo y dodecilo
se describen en Ukrainczyk, R.A. Bellman, A.B. Anderson, J. Phys.
Chem. B., 1997, 101, 531-539.
Las partículas son preferiblemente de una
arcilla funcionalizada por la introducción de grupos orgánicos
funcionales durante su síntesis. Los grupos orgánicos funcionales
se pueden convertir a diferentes grupos orgánicos funcionales por
reacción de la arcilla, después de que ha sido sintetizada, con un
reactivo apropiado, para formar otra arcilla que es adecuada para
uso en la presente invención. Reactivos y condiciones de reacción
apropiados para la interconversión de grupos funcionales son bien
conocidos por los expertos en la técnica. Alternativamente, puede
que la arcilla no necesite reconversión de grupos funcionales antes
de uso en las composiciones de la invención.
Más preferiblemente, las partículas
funcionalizadas son de la clase general de arcillas híbridas
inorgánicas-orgánicas conocidas como
organo(filosilicatos). Ejemplos de procedimientos de síntesis
para formar organo(filosilicatos), u organoarcillas, se
describen en J. Mater. Chem., vol. 8, 1998, p
1927-1932, J. Phys. Chem. B. 1997,
101, 531-539, J. Chem. Soc., Chem.
Commun., 1995, 241-242 y J. Mater. Chem.
2000, 10, 1457-1463. En estos ejemplos, la
funcionalidad orgánica se introduce en la arcilla ensamblando un
armazón de óxido/hidróxido de metal en la presencia de un
organotrialcoxisilano. Las partículas de la presente invención se
producen preferiblemente según este procedimiento. Por lo tanto,
las partículas son obtenibles preferiblemente por la hidrólisis de
un organotrialcoxisilano en la presencia de al menos un ión metálico
di- o tri- valente en una solución alcohólica a un adecuado pH
apropiado al ión metálico usado. La persona experta es fácilmente
capaz de determinar un pH adecuado para la hidrólisis sobre la base
de las enseñanzas de la técnica anterior. Por ejemplo, para
magnesio, el pH es típicamente mayor de 7 y para aluminio estará
típicamente en el intervalo de pH 5-12
(preferiblemente de 5,5 a
6,5).
6,5).
Otras partículas funcionalizadas también son
adecuadas para uso en la presente invención. Por ejemplo se pueden
preparar organofosfatos metálicos (que incluyen circonio (que es
preferido), titanio, hafnio, vanadio (V), magnesio (II), manganeso
(II), calcio (II), cadmio (II), lantano (III), samario (III), cerio
(III) e hierro (III)) por una reacción de precipitación que implica
mezclar una solución del ión metálico y una solución de un ácido
orgánico fosfórico o fosfínico. Resulta la cristalización de la
estructura estratificada. Se describen rutas sintéticas de este
tipo, por ejemplo, en Acc. Chem. Res., 1992, 25,
420-427, Chem. Mater. 1994, 6, 2227,
Acc. Chem. Res., 1978, 11, 163 y Chem. Rev.,
1988, 88, 55. Organofosfatos de circonio y otros
organofosfatos metálicos, comprenden típicamente, en cada capa, un
plano de átomos metálicos unidos entre sí por grupos fosfonato. Los
átomos metálicos preferiblemente están coordinados octaédricamente
por átomos de oxígeno, con los tres átomos de oxígeno de cada
tetraedro de fosfonato unidos a tres átomos metálicos
diferentes.
Las partículas preferidas que se usan en esta
invención son organoarcillas y más preferiblemente arcillas de tres
capas que consisten en una capa central que contiene metal como en
las análogas estructuras de tipo del talco, junto con grupos
oxígeno e hidroxilo que enlazan por puentes y átomos de silicio en
las dos capas exteriores. Sin embargo, a diferencia del talco, los
átomos de silicio exteriores se unen a grupos orgánicos así como a
átomos de oxígeno. Preferiblemente, una alta proporción (por ejemplo
mayor de 50% numérica, más preferiblemente mayor de 75% numérica)
de átomos Si en cualquier partícula dada de organoarcilla está
enlazada covalentemente al menos a un átomo de carbono. Sin
embargo, la estructura estratificada puede contener cantidades
variables de átomos Si que no están enlazados covalentemente a un
átomo de carbono y estas partículas también funcionarán eficazmente
dentro del alcance de la invención.
Las organoarcillas comprenden preferiblemente
átomos de silicio o fosforo, oxígeno, metal (por ejemplo, magnesio,
níquel, circonio o aluminio o mezclas de los mismos) y,
opcionalmente, hidrógeno, además de los grupos orgánicos
funcionales y los grupos orgánicos funcionales en las partículas
insolubles en agua.
Partículas preferidas de la invención pueden
tener la fórmula general (sin los grupos funcionales)
M_{x}Si_{8-y}O_{16-3y}(OH)_{4+3y},
en la
que:
M es Mg, Ni, Cu o Al
x es 6 cuando M es Mg, Ni o Cu; y 4 cuando M es
Al
y está entre 0 y 4
En un ejemplo particularmente preferido de la
invención, la organoarcilla se puede representar por la fórmula
Mg_{6}Si_{8}R_{8}O_{16}(OH)_{4}, con una
relación de silicio a magnesio de 1,33 y donde R es uno cualquiera
de los grupos orgánicos funcionales adecuados enumerados
anteriormente, De nuevo, las partículas se funcionalizan
convenientemente en virtud de un enlace covalente directo
Si-C creado durante la síntesis del material
entero, no por post-modificación sintética (por
ejemplo, injertando sobre la superficie de una partícula de arcilla
preformada); esto permite que muchos más grupos orgánicos
funcionales se incorporen a la superficie y/o dentro de las capas
de la partícula.
El tratamiento del material textil con las
composiciones de tratamiento de material textil de la invención
comprende cualquier etapa en la que las composiciones se aplican al
material textil.
Típicamente, la aplicación sucede con la
composición en la forma de una dispersión o suspensión acuosa. Los
tratamientos incluyen lavado del material textil.
El material textil comprende preferiblemente
fibras sintéticas o no sintéticas o mezclas de las mismas. Fibras
no sintéticas incluyen, por ejemplo, fibras celulósicas (por
ejemplo, algodón) o proteináceas (por ejemplo lana o seda). Fibras
sintéticas incluyen, por ejemplo, nailones y poliésteres.
La invención también se puede llevar a cabo en
entornos no domésticos. Por ejemplo, el procedimiento de la
invención puede implicar el tratamiento de material textil (antes o
después de que se haya elaborado en artículos terminados tales como
prendas de vestir) o a escala industrial.
Las partículas que tienen una estructura
estratificada y que comprenden uno o más grupos orgánicos
funcionales están presentes preferiblemente en la composición de
tratamiento de material textil en una cantidad de 0,01% a 50% en
peso de la composición; más preferiblemente están presentes en una
cantidad de 0,1% a 20% en peso de la composición, lo más
preferiblemente 0,1-10% en peso de la composición.
Sin embargo, las partículas se pueden suministrar como concentrados
por ejemplo para añadir a un baño de tratamiento, en cuyo caso las
partículas pueden estar presentes en concentraciones hasta
100%.
La composición de tratamiento de material textil
contiene uno o más vehículos compatibles con textiles.
La naturaleza del vehículo compatible con
textiles estará dictada en gran medida por la etapa en la que se
usa la composición de la invención en el proceso de lavado, siendo
las composiciones capaces de ser usadas, en principio, en cualquier
etapa del proceso. Las composiciones son para uso como composiciones
detergentes de lavado principal, lo que se prefiere, el vehículo o
más vehículos compatibles con textiles comprenden un compuesto
activo
detergente.
detergente.
Las composiciones de la invención comprenden
preferiblemente un perfume, tal como del tipo que se usa
convencionalmente en composiciones de cuidado de material textil.
Las composiciones pueden estar en la forma de artículos empaquetados
que se etiquetan para usarse en un proceso de lavado doméstico.
El vehículo compatible con textiles es un
componente que puede ayudar en la interacción del primer componente
con el material textil. El vehículo también puede proporcionar
beneficios además de los proporcionados por el primer componente
por ejemplo suavizado, limpieza.
Si la composición de la invención se ha de usar
antes, o después, del proceso de lavado puede estar en la forma de
un producto de pulverización o de formación de espuma.
Los procesos de lavado de la presente invención
incluyen la limpieza de materiales textiles a gran escala y a
pequeña escala (por ejemplo domésticos). Materiales textiles
adecuados incluyen materiales textiles que están en la forma de
prendas de vestir. Preferiblemente, los procesos son domésticos.
La composición de la presente invención está en
la forma de una composición detergente, el vehículo compatible con
los textiles se puede elegir entre jabón y compuestos activos
detergentes no jabones aniónicos, catiónicos, no iónicos, anfóteros
e híbridos, y mezclas de los mismos.
Muchos compuestos activos detergentes adecuados
están disponibles y están completamente descritos en la
bibliografía, por ejemplo, en "Surface- Active Agents and
Detergents", Volúmenes I y II, por Schwartz, Perry y Berch.
Los vehículos compatibles con textiles
preferidos que se pueden usar son jabones y compuestos sintéticos no
jabones aniónicos y no iónicos.
Los tensioactivos aniónicos son bien conocidos
por los expertos en la técnica. Ejemplos incluyen alquilbenceno
sulfonatos, particularmente alquilbenceno sulfonatos lineales que
tienen una longitud de cadena alquílica de
C_{8}-C_{15}; alquilsulfatos primarios y
secundarios, particularmente alquilsulfatos primarios
C_{8}-C_{15}; alquiléter sulfatos;
olefinsulfonatos; alquilxileno sulfonatos; dialquil sulfosuccinatos;
y sulfonatos de ésteres de ácidos grasos. Generalmente se prefieren
sales sódicas.
Tensioactivos no iónicos que se pueden usar
incluyen los etoxilados de alcohol primario y secundario,
especialmente los etoxilados de alcoholes alifáticos
C_{8}-C_{20} con una media de 1 a 20 moles de
óxido de etileno por mol de alcohol, y más especialmente los
etoxilados de alcoholes alifáticos primarios y secundarios
C_{10}-C_{15} con una media de 1 a 10 moles de
óxido de etileno por mol de alcohol. Tensioactivos no iónicos no
etoxilados incluyen alquilpoliglicósidos, monoéteres de glicerol, y
polihidroxiamidas (glucamida).
Tensioactivos catiónicos que se pueden usar
incluyen sales de amonio cuaternario de la fórmula general
R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}
N^{+} X^{-} en la que los grupos R son independientemente cadenas hidrocarbilo de longitud de C_{1}-C_{22}, típicamente alquilo, hidroxialquilo o grupos alquilo etoxilados, y X es un catión solubilizante (por ejemplo, compuestos en los que R_{1} es un grupo alquilo C_{8}-C_{22}, preferiblemente un grupo alquilo C_{8}-C_{22} o C_{12}-C_{14}, R_{2} es un grupo metilo, y R_{3} y R_{4}, que pueden ser iguales o diferentes, son grupos metilo o hidroxietilo); y ésteres catiónicos (por ejemplo ésteres de colina) y sales de piridinio.
N^{+} X^{-} en la que los grupos R son independientemente cadenas hidrocarbilo de longitud de C_{1}-C_{22}, típicamente alquilo, hidroxialquilo o grupos alquilo etoxilados, y X es un catión solubilizante (por ejemplo, compuestos en los que R_{1} es un grupo alquilo C_{8}-C_{22}, preferiblemente un grupo alquilo C_{8}-C_{22} o C_{12}-C_{14}, R_{2} es un grupo metilo, y R_{3} y R_{4}, que pueden ser iguales o diferentes, son grupos metilo o hidroxietilo); y ésteres catiónicos (por ejemplo ésteres de colina) y sales de piridinio.
La cantidad total de tensioactivo detergente en
la composición es adecuadamente de 0,1 a 60% en peso por ejemplo
0,5 a 55% en peso, tal como 5-50% en peso.
Preferiblemente, la cantidad de tensioactivo
aniónico (cuando está presente) está en el intervalo de 1 a 50% en
peso de la composición total. Más preferiblemente, la cantidad de
tensioactivo aniónico está en el intervalo de 3 a 35% en peso, por
ejemplo 5 a 30% en peso.
Preferiblemente, la cantidad de tensioactivo no
iónico, cuando está presente, está en el intervalo de 2 a 25% en
peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso.
También se pueden usar tensioactivos anfóteros,
por ejemplo óxidos de amina o betaínas.
Las composiciones pueden contener adecuadamente
de 10 a 70%, preferiblemente de 15 a 70% en peso de agente
mejorador de detergencia. Preferiblemente, la cantidad de agente
mejorador de detergencia está en el intervalo de 15 a 50% en
peso.
La composición detergente puede contener como
agente mejorador de detergencia un aluminosilicato cristalino,
preferiblemente un aluminosilicato de metal alcalino,
preferiblemente un aluminosilicato sódico.
El aluminosilicato sódico generalmente se puede
incorporar en cantidades de 10 a 70% en peso (base anhidra),
preferiblemente de 25 a 50%. Los aluminosilicatos son materiales que
tienen la fórmula general:
0,8-1,5
\hskip0,8cmM_{2}O.
\hskip2cmAl_{2}O_{3}.
\hskip2cm0,8-6
\hskip0,8cmSiO_{2}
donde M es un catión monovalente,
preferiblemente sodio. Estos materiales contienen algo de agua
combinada y se requiere que tengan una capacidad de intercambio de
ión calcio de al menos 50 mg CaO/g. Los aluminosilicatos de sodio
preferidos contienen 1,5-3,5 unidades de SiO_{2}
en la fórmula anterior. Se pueden preparar fácilmente por reacción
entre silicato de sodio y aluminato de sodio, como se describe
ampliamente en la
bibliografía.
Ingredientes opcionales adicionales en las
composiciones de la invención incluyen disolventes no acuosos,
vehículos de perfume, fluorescentes, colorantes, hidrótropos,
agentes antiespumantes, agentes antirredeposición, enzimas, agentes
blanqueadores ópticos, opacificantes, inhibidores de transferencia
de color, agentes antiencogimiento, agentes antiarrugas, agentes
antimanchas, germicidas, fungicidas, antioxidantes, absorbedores UV
(pantallas solares), secuestrantes de metales pesados, agentes de
barrido de cloro, fijadores de color, agentes anticorrosión,
agentes que imparten drapeado, agentes antiestáticos, ayudas de
planchado, sistemas blanqueadores, agentes de liberación de
suciedad y arcillas de esmectita sin modificar. No se pretende que
esta lista sea exhaustiva.
Las composiciones de la invención también pueden
incluir un agente que produzca un aspecto perlescente, por ejemplo
un compuesto orgánico perlescente tal como diestearato de
etilenglicol, o pigmentos inorgánicos perlescentes tales como mica
microfina o mica revestida de dióxido de titanio (TiO_{2}).
En las composiciones de la invención se puede
incluir un agente antisedimentación. El agente antisedimentación,
que reduce la tendencia de las partículas sólidas a separase del
resto de la composición líquida, se usa preferiblemente en una
cantidad de 0,5 a 5% en peso de la composición. Compuestos
organófilos de arcilla de amonio cuaternizado y sílices fumigadas
son ejemplos de agentes antisedimentación adecuados.
Un ingrediente opcional adicional en las
composiciones de la invención es un agente floculante que puede
actuar como una ayuda que aporta deposición realzada de los
ingredientes activos (tales como las partículas insolubles en agua)
sobre el material textil. Agentes floculantes pueden estar en las
composiciones de la invención en cantidades de hasta 10% en peso,
basado en el peso de la organoarcilla. Agentes floculantes adecuados
incluyen polímeros, por ejemplo polímeros y copolímeros de cadena
larga que comprenden unidades que se repiten derivadas de monómeros
tales como óxido de etileno, acrilamida, ácido acrílico, metacrilato
de dimetilaminoetilo, alcohol de vinilo, vinilpirrolidona,
etilenimina y mezclas de los mismos. Gomas tales como goma guar,
opcionalmente modificada, también son adecuadas para uso como
agentes floculantes.
Otras posibles ayudas de aportación para las
partículas incluyen, por ejemplo, agentes reconstruidos solubles en
agua o dispersables en agua (por ejemplo monoacetato de celulosa)
que se describen en el documento WO
00/18860.
00/18860.
La composición de la invención puede estar en
forma de líquido, sólido (por ejemplo polvo o tableta), gel o
pasta, pulverizador, barra, o una espuma o esponjado. Ejemplos
incluyen un producto para remojado, un tratamiento de aclarado (por
ejemplo acondicionador o agente de acabado) o un producto para el
lavado principal. La composición también puede aplicarse a un
sustrato por ejemplo una lámina flexible, o usarse en un dispensador
que se puede usar en el ciclo de lavado, en el ciclo de aclarado o
durante el ciclo de secadora.
\newpage
Las composiciones pueden incluir componentes
adjuntos que imparten otras propiedades beneficiosas a los
productos, por ejemplo lubricantes tales como siliconas, agentes
antiarrugas, tales como sales de litio, e ingredientes de perfumes,
tales como ciclodextrinas y fragancias.
La invención se describirá ahora por vía
solamente de ejemplo y con referencia a los siguientes ejemplos no
limitantes. En los ejemplos y a lo largo de esta memoria de patente
todos los porcentajes son porcentajes en peso a menos que se
indique otra cosa.
En los siguientes ejemplos la estimación de los
suavizantes de material textil y el efecto de lubricación de los
aditivos de arcilla se realizó por cizalladura de Kawabata según se
describe, por ejemplo, en Melliand Textilberich 67 (1986) págs.
509-516. Se probaron las muestras usando una máquina
Kawabata KES-FBI, Kato Tech Corporation Ltd. Japón.
En esta máquina se fijan las muestras entre dos mordazas que son
movibles una con relación a la
otra.
otra.
Para cada prueba, se usaron seis replicados (20
cm cuadrados).
Después del tratamiento o los tratamientos, las
muestras se secaron y se plancharon en plano.
Se dejaron acondicionar las muestras durante 24
horas antes de la prueba. Todas las pruebas se realizaron en una
habitación de prueba a 65% de H.R. y 20ºC.
El espécimen se somete a deformación por
cizalladura cíclica siendo el máximo desplazamiento (ángulo de
cizalladura) de 8º.
La rigidez de la cizalladura se correlaciona
altamente con lo apretado de la construcción del material textil y
la fricción entre los hilos en los contactos hilo/hilo. La
histéresis de la cizalladura se relaciona directamente con la
magnitud de las fuerzas de fricción que actúan entre los hilos y se
correlaciona altamente con la suavidad percibida en algunas
construcciones de materiales textiles. A partir del bucle de
histéresis de la cizalladura, se obtienen los siguientes
parámetros.
G: rigidez del material textil en la
cizalladura. Pendiente de la curva de histéresis entre un ángulo de
cizalladura de 0,5º y 2,5º - se toma una media de las regiones
positivas y negativas de la curva.
2HG: anchura del bucle de histéresis a un ángulo
de cizalladura de 0,5º - se toma una media de los valores medidos
a 0,5º y -0,5º.
2HG5: anchura del bucle de histéresis a un
ángulo de cizalladura de 5º - se toma una media de los valores
medidos a 5º y -0,5º.
Se estimó el efecto comparativo de
suavizantes/lubricación por histéresis de cizalladura a un ángulo de
cizalladura de 5º (2HG5). Una disminución en la histéresis de
cizalladura refleja comportamiento aumentado de
suavidad/lubricación.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
1-5
Los ejemplos 1 a 5 emplearon una aproximación
directa en una etapa, en la que se precipitaron productos a partir
de soluciones alcohólicas básicas. Típicamente, se cargó cloruro de
magnesio hexahidrato MgCl_{2}\cdot6H_{2}O a un recipiente de
reacción y se añadió etanol/metanol. Se empleó agitación para
disolver la sal de magnesio. Se añadió organotrialcoxisilano, bajo
agitación rápida, seguido inmediatamente por adición de solución de
hidróxido sódico (0,05 M). La mezcla de reacción resultante se agitó
a temperatura ambiente durante un mínimo de 1 hora. El producto de
la reacción se aisló por filtración o centrifugación y se lavó con
agua y etanol copiosos. Los productos se pueden retener como una
suspensión en agua, secar al aire con o sin calentamiento, secar
bajo vacío con o sin calentamiento o secar por congelación.
La cantidad de organotrialcoxisilano añadida en
cada caso fue igual a la cantidad estequiométrica requerida para
sintetizar materiales con Si/Mg = 1,33. En la síntesis se emplearon
relaciones molares de aprox. Si : Mg : OH = 1 : 0,75 : 0,90.
En los Ejemplos 1 a 5 se usaron los siguientes
precursores de partida:
- El ejemplo 5 no es un material para uso en tratamiento de material textil en conformidad con la invención pero es un ejemplo de una arcilla que tiene un grupo funcional que se puede usar en una reacción para introducir grupos funcionales en conformidad con la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 6 a
8
Los ejemplos 6 a 8 emplearon un procedimiento
alternativo para preparación de organoarcillas de magnesio que
contienen amino, emplearon condiciones alcohólicas, exentas de base.
Cloruro de magnesio hexahidrato, MgCl_{2}\cdot6H_{2}O, se
disolvió en etanol o metanol y se añadió organotrialcoxisilano con
agitación rápida. El enturbiamiento inmediato de la solución fue
seguido por precipitación copiosa que continuó después de 5 minutos
de agitación. La mezcla de reacción se dejó agitando a temperatura
ambiente durante un mínimo de 1 hora. El producto de la reacción se
aisló por filtración y se lavó a fondo con etanol. Los productos de
la reacción se pueden redispersar en etanol o agua y se pueden
retener como una suspensión, secar al aire con o sin calentamiento,
secar bajo vacío con o sin calentamiento o secar por
congelación.
La cantidad de organotrialcoxisilano añadida en
cada caso fue igual a la cantidad estequiométrica requerida para
sintetizar materiales con Si/Mg = 1,33.
En los Ejemplos 6 a 8 se usaron los siguientes
precursores de partida:
\newpage
Ejemplos 9 a
16
Son según la
invención
Se aprovechó la utilidad del grupo
3-glicidoxipropil epóxido colgante sobre la arcilla
del Ejemplo 5 (arcilla de epóxido) para
post-funcionalización por nucleófilos para
introducir grupos funcionales alternativos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
9
El grupo epóxido se abrió por el anillo
inicialmente calentando con un exceso de etilendiamina para dar una
arcilla terminada en amina. Después de extracción continua con
acetona la arcilla seca contenía nitrógeno por análisis elemental.
La aminoarcilla preparada se hizo reaccionar a continuación con
anhídrido succínico para dar una arcilla con una funcionalidad
ácida, el FTIR de la arcilla mostró evidencia de estiramiento de
amida y carbonilo de ácido carboxílico.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 11 a
12
La funcionalización de la arcilla de epóxido con
polietilenglicoles amino-terminales (Jeffaminas) fue
análoga a la reacción de la arcilla con etilendiamina, de modo que
las aminas se calentaron con una solución en exceso de aminas
oligómeras y se extrajeron exhaustivamente después de la
funcionalización. La unión covalente de los oligómeros se mostró
por la presencia de nitrógeno en el análisis elemental. En total se
hicieron reaccionar tres variantes de Jeffamina; dos \alpha,
\omega-diaminas con pesos moleculares de 2.000
(Ejemplo 10) y 3.000 (Ejemplo 11) y una monoamina con un peso
molecular de 1.000 (Ejemplo 12).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 13 a
16
Se prepararon arcillas funcionalizadas con
polidimetilsiloxano (PDMS) por vía de la reacción de las arcillas
de epóxido con oligómeros PDMS \alpha,
\omega-diamino PDMS (pm 900, 2.000 y 3.000)
(Ejemplos 13 a 15) y \alpha, \omega-diamino
(Ejemplo 16). En el caso de la diamina simplemente el calentamiento
de la arcilla de epóxido con la diamina fue suficiente para abrir
el epóxido por el anillo mientras que el diol requirió el uso de 1
equivalente de hidruro sódico para formar el alcóxido más
nucleófilo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
17
Se cargó cloruro de magnesio hexahidrato a un
recipiente de reacción y se añadió etanol o metanol. Se empleó
agitación para disolver la sal de magnesio. Se añadió
organotrialcoxisilano, 2-[metoxi(polietilenoxi)propil]
trimetoxisilano, bajo agitación rápida, seguido inmediatamente por
la adición de solución de hidróxido sódico (0,05 M). La mezcla de
reacción se agitó a temperatura ambiente durante un mínimo de una
hora. Se eliminaron etanol y metanol de la mezcla de reacción por
evaporación rotatoria y la mezcla resultante se secó por
congelación.
La cantidad de organotrialcoxisilano añadida en
el experimento fue igual a la cantidad estequiométrica requerida
para sintetizar materiales con Si/Mg = 1,33. En la síntesis se
emplearon relaciones molares de aprox. Si : Mg : OH = 1 : 0,75 :
0,90.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
18
Se cargó cloruro de magnesio hexahidrato a un
recipiente de reacción y se agitó para disolución. Se añadieron dos
organotrialcoxisilanos bajo agitación rápida, seguidos
inmediatamente por la adición de solución de hidróxido sódico (0,05
M). La mezcla de reacción resultante se agitó a temperatura ambiente
durante un mínimo de una hora. El producto de la reacción se aisló
por filtración y lavado con etanol. El producto sólido se secó a
temperatura
ambiente.
ambiente.
Se usó una mezcla 50:50 estequiométrica de
2-[metoxi(polietilenoxi)propil] trimetoxisilano y
cloruro de octadecildimetil(3- trimetoxisililpropil) amonio
en cantidades iguales para un Si/Mg = 1,33 global. En la síntesis se
emplearon relaciones molares de aprox. Si : Mg : OH = 1 : 0,75 :
0,90.
\newpage
Ejemplo
19
Se usó la siguiente composición detergente:
| Tensioactivos aniónicos | 20% |
| (bencilsulfonato sódico + alcohol EO sulfato sódico) | |
| Tensioactivo no iónico (etoxilato de alquilo) | 5% |
| Citrato sódico | 4% |
| \begin{minipage}[t]{110mm} Ingredientes menores: enzimas, sistemas estabilizantes de enzimas, flurescente, perfumes, agua, etc. para completar \end{minipage} | hasta 100% |
\vskip1.000000\baselineskip
Se emplearon las siguientes condiciones de
lavado:
- Producto
- Formulación líquida de lavado de material textil (A) 1,69 g/litro
- Arcilla funcionalizada
- 0, 2,5, 5 y 10% en peso de formulación (A)
- Material textil
- Dos piezas de ensayo de algodón de Oxford que medían 40 x 40 cm cortadas en cuadrados de 20 x 20 cm, peso total de 40 g de material textil, la dirección de la urdimbre se marcó en cada pieza con tinta indeleble.
- Baño de lavado
- 950 ml de agua desmineralizada y 50 ml de agua desmineralizada que contiene el nivel requerido de arcilla funcionalizada, relación global de baño de lavado a tela 25:1
- Aparato
- Tergotometer ajustado a 75 rpm
- Tiempo de lavado
- 15 minutos
- Temperatura de lavado
- 35ºC
- Después del lavado
- Se retira el material textil, se escurre para retirar el exceso de agua, y se deja drenar
- Aclarado 1
- litro de agua desmineralizada, relación de baño de lavado a tela 25:1, aclarado de 5 minutos
- Temperatura de aclarado
- 25ºC
- Ciclo de centrifugado
- Cada conjunto de piezas de ensayo de material textil se centrifugó individualmente (para evitar la contaminación cruzada) en una secadora centrífuga durante 30 segundos.
- Secado por volteo
- Cada conjunto de piezas de ensayo de material textil se secó individualmente con ajuste normal
\vskip1.000000\baselineskip
Las piezas de algodón de Oxford se
acondicionaron durante 24 horas a 20ºC y 65% H.R. Se midió la
histéresis de cizalladura (2HG5) de 6 piezas de material textil en
el centro de cada pieza en la dirección de la urdimbre. Se
calcularon la media de 2HG5 y la desviación típica para cada
tratamiento. Los tratamientos solamente se pueden comparar dentro
del experimento.
Los resultados demuestran claramente una
reducción en 2HG5 cuando se incluyen en la composición detergente
los aditivos de la invención.
Ejemplo
20
Según la
invención
Se llevó a cabo un experimento de lavado
simulado. Se calentaron a 40ºC 200 ml de agua del suministro local
de la ciudad. Se añadieron cuatro cuadrados (20x20 cm) de popelín de
algodón sin resina (20 g) al bote del Linitest. Se continuó el
lavado (con agitación) durante 30 minutos. Los materiales textiles
se sometieron a dos aclarados con agua fría durante 5 minutos cada
aclarado. Los materiales textiles se secaron por volteo, se
recortaron a 17x17 cm y se acondicionaron durante varias horas en
una habitación de humedad controlada.
Se usaron las siguientes composiciones
detergentes y acondicionadoras de material textil:
Formulación
B
| % Peso | ||
| Na-LAS | 10 | |
| No iónicos 7EO + 3EO | 6 | |
| Zeolita A4 | 35 | |
| Carbonato sódico | 7 | |
| Completada | hasta 100% con agua |
Formulación
C
| % Peso | ||
| HEQ* | 11 | |
| Coco 20EO | 1 | |
| Ácido graso se sebo | 1 | |
| Ingredientes menores: perfume, estabilizantes | <5 | |
| Agua desionizada para completar | hasta 100% | |
| * propanocloruro de (seboiloxi endurecido) trimetilamonio |
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizaron las siguientes pruebas:
6. 1,0 g Formulación B + 7% arcilla de esmectita
(QPC) 200 g) en formulación aplicada en el lavado principal.
7. 1,0 g Formulación B añadida junto con 7% de
arcilla funcionalizada del Ejemplo 1 en la formulación.
8. 1,0 g Formulación B añadida al inicio del
lavado. 0,5 mL Formulación C aplicada en el aclarado final para dar
niveles activos máximos teóricos de 0,3% sobre el peso de material
textil.
9. 1,0 g Formulación B añadida al inicio del
lavado. 0,06 g de arcilla funcionalizada del Ejemplo 1 añadida en
el aclarado final.
Las pruebas 6 y 7 comparan el comportamiento
entre arcilla de esmectita sin modificar y la arcilla del Ejemplo 1
en el lavado principal.
Las pruebas 8 y 9 comparan el comportamiento
entre un acondicionador estándar de material textil y la arcilla
del Ejemplo 1 en el aclarado a niveles de activo aproximadamente
equivalentes.
En cada caso la presencia de arcilla en
conformidad con la invención proporciona una mejora
significativa.
\global\parskip0.990000\baselineskip
Ejemplo
21
Según la
invención
20 monitores de algodón de Oxford punteado de
40x40 cm (de Textile Innovators -TIC 410) y 20 monitores de popelin
de algodón sin resina de 40x40 cm (de Phoenix Calico)
se usó un lastre para completar el peso de la
carga hasta 2,7 Kg (piezas de algodón tejido de 100x100 cm)
lavado a 32ºC (12 mins), agua de EE.UU de 6ºHF,
65 por lavado (máquina Wirlpool US)
4 cargas por tratamiento; monitores y lastre de
refresco usados para cada lavado.
cada carga se secó por volteo después de cada
lavado durante 60 mins (secadora eléctrica Wirlpool US, presión
permanente/ajuste fuerte)
las cargas se retiraron inmediatamente después
de que se parara la secadora por volteo
Formulación A de Ejemplo 19 (110 g)
Formulación A (100 g) + arcilla de Ejemplo 1 (10
g)
Formulación A (100 g) + arcilla de esmectita
(Gelwhite GP) (10 g)
La estimación de arrugas se hizo después de
lavados únicos para cada formulación sobre construcciones de
materiales textiles de algodón tanto de popelín como de Oxford.
Los monitores se compararon en panel frente a
una escala interna de arrugas que oscila de 0-10;
donde 0 es arrugado cero y 10 es arrugado fuerte.
Una selección de monitores lavados de Oxford y
popelín también se midió usando cizalladura de Kawabata (una medida
de la lubricación).
\newpage
\global\parskip1.000000\baselineskip
La diferencia entre los resultados para la
Formulación A y para la Formulación A + arcilla funcionalizada de
la invención cuando se promedian sobre todas las pruebas de lavado
único fue aproximadamente 0,7 unidades en la escala
0-10 sobre monitores de algodón de Oxford y 1,5
unidades de escala sobre monitores de algodón de popelín. Así,
estos resultados demuestran claramente una reducción en el arrugado
cuando se incluye una arcilla funcionalizada de la invención en la
composición detergente.
Los resultados de las mediciones Kawabata
llevadas a cabo sobre monitores después de un lavado único ilustran
el nivel de lubricación aumentado aportado a materiales textiles
cuando una arcilla funcionalizada de la invención se incluye en la
composición detergente.
Claims (23)
1. Composición detergente que comprende un
vehículo compatible con textiles que se elige entre jabón y
compuestos detergentes no jabones aniónicos, catiónicos, no
iónicos, anfóteros e híbridos y mezclas de los mismos, y partículas
que tienen una estructura estratificada que comprende átomos de
oxígeno y átomos de silicio y/o fósforo, y que comprende grupos
orgánicos funcionales que se unen a átomos de silicio y/o fósforo en
las capas por enlaces covalentes directos entre los átomos de
silicio y/o fósforo y un átomo de carbono,
caracterizada porque los grupos
funcionales se seleccionan entre:
(i) un grupo de la fórmula:
(I)-Y-T
en la
que:
Y comprende un grupo alquilo o alquileno de
cadena larga de 8 a 20 átomos de carbono, interrumpida por uno o
más heteroátomos que se seleccionan entre N, O y S con la condición
de que haya al menos 3, preferiblemente al menos 4, átomos de
carbono por cada heteroátomo en la cadena, estando Y unido a dicho
átomo de silicio o fósforo a través de un átomo de carbono, y
T representa H o un grupo alquilo, éter, ácido
carboxílico, sulfonato, sulfato, fosfato o fosfonato
(ii) un grupo de la fórmula
(II)-R^{1}-NR^{2}R^{2}
en la
que:
- \quad
- R^{1} representa un grupo alquileno de al menos 4 átomos de carbono,
- \quad
- cada R^{2} es independientemente alquilo inferior y -NR^{2}R^{2} es preferiblemente, pero no necesita ser, un grupo terminal;
(iii) un grupo de fórmula:
en la
que:
- \quad
- R^{3} representa un grupo alquileno de al menos 3 átomos de carbono,
- \quad
- cada R^{4} se selecciona independientemente entre grupos alquilo de 1 a 25 átomos de carbono con la condición de que al menos un R^{4} sea alquilo inferior de 1 a 16 átomos de carbono,
(iv) un grupo de la fórmula
en la
que
- \quad
- cada grupo R_{1a} se selecciona independientemente entre grupos alquilo o hidroxialquilo C_{1-4} o grupos alquenilo C_{2-4};
- \quad
- cada grupo R_{2a} se selecciona independientemente entre grupos alquilo o alquenilo C_{8-28};
- \quad
- R_{3a} es un grupo alquileno lineal o ramificado de 1 a 5 átomos de carbono,
- \quad
- X es
y p es 0 ó es un número entero de 1
a
5,
con la condición de que uno de R_{1a} y
R_{2a} sea un grupo alquileno de al menos 3 átomos de carbono
unido a dicho átomo de silicio o de fósforo;
(v) un grupo de la fórmula:
en la que R_{1a}, p y R_{2a}
son como se han definido
anteriormente;
(vi) un grupo de la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
- \quad
- T es como se ha definido anteriormente,
- \quad
- R^{5} representa un grupo de al menos un átomo de carbono, preferiblemente de al menos 3 átomos de carbono, que puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos que se seleccionan entre N, O y S con la condición de que haya al menos 3 átomos de carbono por cada heteroátomo,
- \quad
- n es un número entero de al menos 6; y
(vii) un grupo de la fórmula:
en la
que:
- \quad
- T y R^{5} son como se han definido anteriormente,
- \quad
- cada R^{6} representa independientemente un grupo alquilo, un grupo alquilo fluorado, un grupo alquilo amino sustituido, un grupo alquilo sustituido con un resto azúcar, o una cadena lateral que comprende una cadena etoxilada y/o propoxilada, y
- \quad
- x es un número entero de al menos 5.
2. Una composición según se describe en la
reivindicación 1, en la que
-Y-T es un grupo alquilo de 6 a
20 átomos de carbono.
3. Una composición según se describe en la
reivindicación 1, en la que cada R^{2} es alquilo inferior de 1 a
6 átomos de carbono.
4. Una composición según se describe en la
reivindicación 1, en la que al menos uno de los R^{2} es un grupo
alquilo de al menos 8 átomos de carbono.
5. Una composición según se describe en la
reivindicación 4, en la que cada R^{2} es un grupo alquilo de al
menos 8 átomos de carbono.
6. Una composición según se describe en
cualquier reivindicación precedente, en la que las partículas
comprenden dos o más grupos funcionales diferentes que se
seleccionan de las fórmulas (I) a (VII).
7. Una composición según se describe en
cualquier reivindicación precedente, en la que las partículas
comprenden capas que comprenden adicionalmente átomos que se
seleccionan entre magnesio, aluminio, níquel, circonio y mezclas de
los mismos.
8. Una composición según se describe en
cualquier reivindicación precedente, en la que las partículas son
de una arcilla en la que se han introducido los grupos orgánicos
funcionales durante la formación de la arcilla.
9. Una composición según se describe en
cualquier reivindicación precedente, en la que las partículas son
de un organofilosilicato.
10. Una composición según se describe en
cualquier reivindicación precedente, que es una composición
detergente para lavado principal y en la que el vehículo compatible
con textiles comprende un compuesto activo detergente.
11. Una composición según se describe en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que es un acondicionador
de material textil que comprende uno o más agentes suavizantes o
acondicionadores de material textil.
12. Una composición según se describe en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende uno o más
componentes adicionales que se seleccionan entre agentes mejoradores
de detergencia y enzimas.
13. Una composición según se describe en
cualquier reivindicación precedente, que comprende de 0,01% a 50%
en peso de las partículas.
14. Una composición según se describe en la
reivindicación 13, que comprende de 0,1% a 20% en peso de las
partículas.
15. Uso de partículas según se han definido en
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en el tratamiento de
un material textil.
16. Uso de partículas según se han definido en
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para tratar un
material textil para proporcionar al material textil propiedades
lubricantes realzadas.
17. Uso de partículas según se han definido en
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para tratar un
material textil para disminuir la cizalladura de Kawabata del
material textil medida según la Prueba de Cizalladura de Kawabata
que se define en este documento.
18. Uso de partículas según se han definido en
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para tratar un
material textil para proporcionar suavidad mejorada y/o facilidad de
planchado y/o propiedades antiarrugas y/o propiedades
antiabrasión.
19. Uso de una composición según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 14 en el tratamiento de un material
textil.
20. Uso de una composición según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 14 para tratar un material textil para
proporcionar al material textil propiedades lubricantes
realzadas.
\newpage
21. Uso de una composición según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 14 para tratar un material textil para
disminuir la cizalladura de Kawabata del material textil medida
según la Prueba de Cizalladura de Kawabata que se define en este
documento.
22. Uso de una composición según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 14 para tratar un material textil para
proporcionar suavidad mejorada y/o facilidad de planchado y/o
propiedades antiarrugas y/o propiedades antiabrasión.
23. Uso según se describe en una cualquiera de
las reivindicaciones 15 a 22, en el que el tratamiento es parte de
un proceso de lavado doméstico.
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