Активна композиція пом’якшувача тканини

Реферат: У винаході описані композиції, які відрізняються наявністю четвертинних складних ефірів, які мають особливі характеристики, які сприяють диспергованості при низькій температурі. В число важливих характеристик четвертинних складних ефірів входять йодне число, яке дорівнює 6585, і вмісту: 33-38 % складних моноефірів, 52-55 % складних діефірів і 7-12 % складних триефірів. UA 114189 C2 (12) UA 114189 C2 UA 114189 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Галузь техніки, до якої належить винахід Даний винахід належить до композицій четвертинного складного ефіру, які мають хорошу диспергованість при температурах, що дорівнюють 30 °C або менших. Композиції повинні бути особливо корисні для отримання пом'якшувачів тканини, призначених для використання у процедурах прання. Рівень техніки Четвертинні амонієві солі алканоламінів, етерифіковані у середньому двома фрагментами жирної кислоти у перерахунку на одну молекулу, зазвичай називаються четвертинними складними ефірами, широко застосовуються в якості пом'якшувачів тканини. Одним утрудненням, пов'язаним з використанням цих сполук, є те, що вони зазвичай важко диспергуються у воді або водних розчинах при температурах нижче приблизно 40 °C. Це робить отримання композицій більш важким і дорогим. Одну спробу подолати труднощі, пов'язані з диспергованістю четвертинного складного ефіру, зробили Gallotti et al. (WO 2008/003454). У цій публікації розкриті концентровані композиції четвертинного складного ефіру, які можна використовувати у пом'якшувачах тканини і які є особливо підходящими для використання у технологіях при низькій температурі. Композиції містять (a) четвертинний складний ефір сполуки, точніше, ді (етиловий ефір) диметиламонійхлориду (DEEDMAC) (b) органічний розчинник, (c) воду і (d) стабілізатори. У US 5830845 розкриті концентровані водні композиції для м'якшення тканини, які можна одержати при температурі навколишнього середовища. Описані активні компоненти містять алкільні фрагменти жирної кислоти, які мають йодні числа, що перевищують 80. Зазвичай композиції мають ступінь поліненасиченості, що дорівнює більше 10 %, і вмістом четвертинного складного моноефіру, що дорівнює менше 20 мас. %. В EP 1584674 A1 концентрати розкриті четвертинного складного ефіру, які імовірно можна використовувати для отримання пом'якшувачів тканини при низьких температурах. Композиції містять: (a) четвертинний складний ефір сполуки, (b) органічний розчинник, (c) воду і (d) модифікатор pH. У цій публікації припущено, що вода необхідна для диспергованості при низькій температурі. В WO 97/42279 розкриті концентрати четвертинного складного ефіру триетаноламіну, використані для отримання пом'якшувачів тканини. Композиції містять більше 55 мас. % четвертинного складного діефіру і менше 25 мас. % четвертинного складного триефіру у перерахунку на повну кількість четвертинних амонієвих солей. Диспергування цих концентратів четвертинного складного ефіру у воді для отримання водного пом'якшувача тканини вимагає підігріву води до температури, що дорівнює 45-60 °C. Незважаючи на вжиті зусилля, зберігається необхідність у поліпшених композиціях четвертинного складного ефіру, які можна легко диспергувати у воді або водних розчинах при низькій температурі і які зберігають здатність ефективно діяти в якості пом'якшувачів тканини. Короткий виклад суті винаходу Даний винахід належить до композицій, які містять четвертинні складні ефіри, що мають високу диспергованість при низькій температурі. Композиції можна використовувати в якості пом'якшувачів тканини у процедурах прання. Першим об'єктом винаходу є активна композиція пом'якшувача тканини, що містить один або більшу кількість четвертинних складних ефірів формули (I): , (I) 45 1 50 55 2 3 5 в якій R , R і R означають водень або групу C(O)R ; 5 R позначає алкільну або алкенільні групу, що містить від 11 до 21 атомів вуглецю; A- означає аніон, сумісний з пом'якшувачем тканини; 4 R означає метил або етил. Аніон, сумісний з пом'якшувачем тканини, A- краще являє собою метилсульфат або 4 етилсульфат і найбільш краще метилсульфат. Групою R краще є метил. При використанні нормованого вмісту в мас. % 33-38 % четвертинних складних ефірів є 1 5 2 3 моноефіри, тобто R означає групу C(O)R і R і R означає водень; 52-55 % є діефірами, тобто 1 2 5 3 1 2 3 R і R означають групу C(O)R і R означає водень; і 7-12 % є триефірами, тобто R , R і R 1 UA 114189 C2 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 означають групу C(O)R . Нормировку вмісту в мас. % проводять на суму мас складних моноефірів, складних діефірів і складних триефірів. 5 5 Групи R можна отримати з чистої жирної кислоти R COOH або суміші жирних кислот 5 5 формули R COOH, де R означає розгалужену або нерозгалужену алкільну або алкенільну групу і краще нерозгалужену. Прикладами підходящих насичених жирних кислот є пальмітинова кислота і стеаринова кислота. Прикладами підходящих мононенасичених жирних кислот є олеїнова кислота і пальмітолеінова кислота. Також краще, якщо алкільні або алкенільні ланцюги 5 групи R у формулі (I) середньою довжиною ланцюга, що становить від 15 до 17 атомів вуглецю. Середню довжину ланцюга розраховують на основі масових часток окремих жирних кислот у суміші жирних кислот. Для жирних кислот з розгалуженим ланцюгом довжина ланцюга означає довжину найдовшого ланцюга послідовних атомів вуглецю. 5 5 Йодне число груп R , розраховане для вільної жирної кислоти R COOH, дорівнює від 65 до 85, краще від 65 до 75 і найбільш краще дорівнює приблизно 70. Йодне число є мірою ступеня ненасиченості вуглецевих ланцюгів етерифікованої жирної кислоти, тобто кількість йоду у грамах, що вимагається для реакції ненасичених зв'язків, що містяться в 100 г жирної кислоти. 5 Йодне число можна визначити за методикою стандарту ISO 3961. Групи R краще мають ступінь 5 поліненасиченості, що становить менше 10 %. Діапазон йодних чисел груп R , описаних у даному винаході, забезпечує рідкий стан і диспергованість при температурах нижче 30 °C, а також хороші характеристики розм'якшення. Особливо важливе поєднання діапазону вмістів складного моноефіру і йодних чисел. В діапазоні йодних чисел, котрий становить 65 до 85, і краще від 65 до 75, вмісту складного моноефіру, менші, ніж приблизно 33 мас. %, приводять до композицій, які занадто в'язкі для звичайного використання у процедурах, описаних у даному винаході, і зазвичай вони набувають пастоподібну консистенцію. Якщо вміст складних діефірів збільшується до такого, що значно перевищує 55 мас. %, то диспергованість при температурах нижче приблизно 30 °C схильна погіршуватися. 5 Краще, якщо відношення кількостей цис: транс ненасичених зв'язків у алкенільних групах R становить менше 12: 1 і більш краще від 5:1 до 9:1. Активні композиції пом'якшувача тканини повинні містити 10-25 % спиртового розчинника, такого як етанол, 2-пропанол, гліцерин, етиленгліколь, пропіленгліколь, дипропіленгліколь або C1-C4-алкіловий моноефір етиленгліколю. При температурі від такої, що перевищує 15 °C і до такої, що дорівнює не нижче 25 °C, активна композиція пом'якшувача тканини знаходиться у вигляді прозорої рідини. Четвертинні складні ефіри формули (I) краще повинні міститися у активних композиціях пом'якшувача тканини у кількості, що становить більш 50 %. Ці активні композиції пом'якшувача тканини можна використовувати разом з водою та іншими компонентами з утворенням водних пом'якшувачів тканини, які можна використовувати при пранні тканин. Рідкі водні композиції пом'якшувача тканини можна одержати шляхом змішування активних композицій пом'якшувача тканини, описаних вище, з водою або водним розчином при температурі, такої, що дорівнює 0-30 °C, краще 5-25 °C і більш краще 15-25 °C. Після змішування водні композиції пом'якшувача тканини зазвичай містять 2-30 мас. % четвертинних складних ефірів формули I. Активна композиція пом'якшувача тканини або водний розчин також необов'язково може включати добавки, такі як, консерванти чи загусники. Такі, що мають приємний запах водні пом'якшувачі тканини можна одержати шляхом включення віддушки в активну композицію пом'якшувача тканини з наступним її змішуванням з водним розчином за описаною вище методикою або шляхом одночасного змішування активної композиції пом'якшувача тканини і аромату із водою або водним розчином. В якості пом'якшувача тканини композиції четвертинного складного ефіру, описані у даному винаході, можна використовувати у вигляді рідкої водної композиції пом'якшувача тканини у циклі полоскання пральних машин або у вигляді активується у сушарці композиції, яку додають, коли тканини сушать у барабанній сушарці. В останньому випадку пом'якшувачі тканини зазвичай знаходяться у формі листів для сушарки, що складаються з підкладки з нетканого матеріалу, просоченої водною дисперсією активних композицій пом'якшувача тканини, описаних у даному винаході. Приклади підкладок аркушів включають, але не обмежуються тільки ними, целюлозні волокна або синтетичні волокна, краще складні поліефірні, найлонові або поліпропіленові волокна. Опис винаходу Отримання активних композицій пом'якшувача тканини Четвертинні складні ефіри, запропоновані в даному винаході, можна одержати шляхом етерифікації триетаноламіну вільними жирними кислотами або тригліцеридами, необов'язково у присутності розчинника або каталізатора. Можна використовувати відношення кількості молей 2 UA 114189 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 жирної кислоти до кількості молей аміну, що становить від 1,40: 1 до 1,70: 1, і краще від 1,45: 1 до 1,60: 1. Реакцію можна провести при температурі, такої, що дорівнює від 90 до 220 °C. Найбільш краще ставлення кількості молей жирної кислоти до кількості молей аміну становить від 1,50 до 1. Реакцію можна зупинити шляхом охолодження до температури нижче приблизно 80 °C. Воду можна видалити з реакційної суміші шляхом відгону, необов'язково при зниженому тиску. Середнє значення довжини ланцюга жирної кислоти і йодне число важливі для забезпечення поєднання хороших характеристик і хорошої диспергованості при температурах, що дорівнюють 5-30 °C. Жирні кислоти, що використовуються для етерифікації, повинні мати середню довжину ланцюга, що становить 12-22 атомів вуглецю, і йодним числом, що дорівнює від 65 до 85, краще від 65 до 75. Вони можуть бути синтетичними або отриманими з природного джерела, такими як, наприклад, талове масло, масло каноли, соєве або пальмове масло. Середню довжину ланцюга на основі масових часток окремих жирних кислот у суміші. Необхідне йодне число можна забезпечити шляхом використання суміші жирних кислот натурального походження, які вже мають необхідне число, шляхом змішування композицій, які мають різні йодні числа, або шляхом часткового гідрування суміші жирних кислот або суміші тригліцеридів, які мають більш значне йодне число. Відношення кількостей цис: транс ненасичених зв'язків у фрагментах ненасиченої жирної кислоти краще становить від 5:1 до 9:1. На другій стадії триетаноламінові ефіри жирної кислоти кватернізують підходящим кватернізуючим реагентом, таким як диметилсульфат. Відношення кількості молей кватернізуючого реагенту до кількості молей аміну зазвичай має становити від 0,90 до 0,97 і реакцію слід проводити при температурі, яка дорівнює від 60 до 100 °C до встановлення повного амінного числа реакційної суміші, що знаходиться у діапазоні від 1 до 8 мг KOH/г. Повне амінне число визначають за допомогою неводного титрування хлорного кислотою за методикою Tf 2a-64 Американського товариства хіміків-нафтовиків і розраховують у вигляді кількості міліграмів KOH на 1 г зразка. Спиртовий розчинник додають під час або після реакції кватернізаціі, описаної вище, так що кінцева активна композиція четвертинного складного ефіру містить 10-25 мас. % розчинника. Одержання водних пом'якшувачів тканини Активні композиції пом'якшувача тканини, описані вище, змішують з водою або водним розчином з утворенням водних композицій пом'якшувача тканини, які можна використовувати у процедурах прання. Ефективне змішування може відбуватися при температурі, яка дорівнює 530 °C, краще при 5-25 °C і більш краще при 15-25 °C. Змішування може відбуватися за умов низького зсувного зусилля і за відсутності будь-яких інших засобів, які сприяють диспергуванню. Це призведе до утворення рідкої дисперсії при температурі, при якій відбувається змішування, наприклад, при 15-20 °C. На відміну від активної композиції пом'якшувача тканини, отримана водна композиція пом'якшувача тканини зазвичай є непрозорою. Інші інгредієнти, які можна додати до водних композицій, включають, але не обмежуються тільки ними, віддушки, консерванти, згущувачі, барвники та оптичні відбілювачі. Застосування водних пом'якшувачів тканини Композиції, описані у даному винаході, можна використовувати в самих різні процедурах очищення, але передбачається, що вони будуть особливо корисні для процедур прання тканин. Зазвичай ці операції очищення включають початкову стадію, на якій забруднення видаляють з використанням миючих засобів, а потім проводять процедуру полоскання, на якій видаляють використовуваний миючий засіб. Композиції, описані у даному винаході, зазвичай використовують на останній стадії полоскання. Виготовлення листа з таким, що активується у сушарці пом'якшувачем тканини Активні композиції пом'якшувача тканини, описані вище, можна змішати з водою або водним розчином і нанести на підкладку з нетканого матеріалу і одержати такий, що активується у сушарці лист, придатний для використання у барабанних сушарках. Такі що активуються у сушарці листи виготовляють шляхом змішування активних композицій пом'якшувача тканини з водою з отриманням водної дисперсії, яку потім вводять у взаємодію з підкладкою або наносять на неї. Водна дисперсія необов'язково може містити інші інгредієнти, включаючи, але не обмежуючись лише ними, незаймисті розчинники, допоміжні поверхнево-активні речовини, консерванти, засоби для регулювання в'язкості і віддушки. Застосування листа з таким, що активується у сушарці пом'якшувачем тканини Такі, що активуються у сушарці листи, описані вище, можна використовувати після процедури прання і полоскання під час циклу сушіння у барабанних сушарках. Лист для сушарки поміщають у барабанну сушилку разом з вологою випраною білизною. Під час циклу 3 UA 114189 C2 5 10 15 сушіння композиція розподіляється по тканині і забезпечує пом'якшувальний і антистатичний ефект, а також необов'язково вводить в білизні віддушку та інші активні інгредієнти. Даний винахід ілюструється наступними прикладами, які не обмежуються. Приклади Всі приклади виконували з використанням активних компонентів пом'якшувача тканини четвертинних складних ефірів триетаноламіну, які отримували з допомогу етерифікації триетаноламіну жирною кислотою з наступною кватернізацією диметилсульфатом. Активні компоненти пом'якшувача тканини в якості розчинник містили етанол, якщо не вказано інше. Жирні кислоти, їх йодне число і вміст поліненасичених жирних кислот, і відношення кількості молей жирної кислоти (ЖК) до кількості молей триетаноламін (ТЕА), що використовувалися для отримання четвертинних складних ефірів ТЕА, наведені у таблиці 1. Вміст спирту, нормовані вмісту четвертинного складного моноефіру (ЧСМ), четвертинного складного діефіру (ЧСД) і четвертинного складного триефіру (ЧСТ), визначені за допомогою ЯМР, і зовнішній вигляд активних компонентів пом'якшувача тканини представлені у таблиці 2. Суміш 50 мас. % олеїнової і 50 мас. % таллової жирної кислоти мала відношення кількостей цис: транс ненасичених зв'язків, що дорівнює приблизно 7. Таблиця 1 Дані для четвертинних складних ефірів ТЕА жирних кислот Продукт Жирна кислота Таллова ЖК Пальмова ЖК Талловая ЖК ЖК каноли ЖК каноли ЖК каноли Гідрована ЖК каноли 50 мас. % олеїнової, 50 мас. % таллової ЖК 50 мас. % олеїнової, 50 мас. % таллової ЖК 50 мас. % олеїнової, 50 мас. % таллової ЖК 50 мас. % олеїнової, 50 мас. % таллової ЖК 50 мас. % олеїнової, 50 мас. % таллової ЖК A* B* C* D* E* F* G* H* I* J K* L Йодне число 40 40 50 95 95 110 74 Ступінь поліненасиченості у %