RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 174970 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 297067 (22) Data zgłoszenia: 18.12.1992 (51) IntCl6: C11D 11/02 D06M 13/432 D06M 13/46 (54) Sposób wytwarzania sypkiej proszkowej kompozycji do zmiękczania tkanin (30) Pierwszeństwo: 18.12.1991,US,07/809660 (73) Uprawniony z patentu: COLGATE-PALMOLIVE COMPANY, Nowy Jork, US (43) Zgłoszenie ogłoszono: 20.09.1993 BUP 19/93 (72) Twórcy wynalazku: Nahum Chavez, Estado De, MX Israel Oliveros, Azcapotzalco, MX ( 4 5 ) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.10.1998 WUP 10/98 (74) Pełnomocnik: Kossowska Janina, PATPOL Spółka z o.o. PL 174970 B1 (57) 1. Sposób wytwarzania sypkiej proszkowej kompozycji do zmiękczania tkanin zawierającej kationowy czwartorzędowy amoniowy związek zmiękczający, związek powierzchniowo czynny, mocznik, ewentualnie alkanoloamid kwasu tłuszczowego i ewentualnie konwencjonalne dodatki, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy: (a) wytwarzanie w mieszalniku śrubowym wodnej zawiesiny zawierającej: (i) od 5 do 40% wagowych kationowego czwartorzędowego amoniowego związku zmiękczającego; (ii) od 0,5 do 15% wagowych anionowego i/lub niejonowego związku powierzchniowo czynnego; (iii) od 45 do 85% wagowych mocznika; i ewentualnie od 1 do 10% alkanoloamidu kwasu tłuszczowego oraz ewentualnie konwencjonalne dodatki; przy czym powyższe procenty odnoszą się do zawartości substancji stałych w zawiesinie, w nieobecności wody; (b) mieszanie zawiesiny wytworzonej w mieszalniku śrubowym w (a) do uzyskania jednolitej mieszaniny lub dyspersji o średnim wymiarze cząstek mniejszym niż około 1,0 μm i następnie; (c) rozpyłowe suszenie tej mieszaniny lub dyspersji w wieży rozpyłowej i odparowanie zawartej w niej wody.
Sposób wytwarzania sypkiej proszkowej kompozycji do zmiękczania tkanin Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania sypkiej proszkowej kompozycji do zmiękczania tkanin zawierającej kationowy czwartorzędowy amoniowy związek zmiękczający, związek powierzchniowo czynny, mocznik, ewentualnie alkanoloamid kwasu tłuszczowego i ewentualnie konwencjonalne dodatki, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy: (a) wytwarzanie w mieszalniku śrubowym wodnej zawiesiny zawierającej: (i) od 5 do 40% wagowych kationowego czwartorzędowego amoniowego związku zmiękczającego; (ii) od 0,5 do 15% wagowych anionowego i/lub niejonowego związku powierzchniowo czynnego; (iii) od 45 do 85% wagowych mocznika; i ewentualnie od 1 do 10% alkanoloamidu kwasu tłuszczowego oraz ewentualnie konwencjonalne dodatki; przy czym powyższe procenty odnoszą się do zawartości substancji stałych w zawiesinie, w nieobecności wody; (b) mieszanie zawiesiny wytworzonej w mieszalniku śrubowym w (a) do uzyskania jednolitej mieszaniny lub dyspersji o średnim wymiarze cząstek mniejszym niż około 1,0 μm i następnie; (c) rozpyłowe suszenie tej mieszaniny lub dyspersji w wieży rozpyłowej i odparowanie zawartej w niej wody. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako alkanoloamid stosuje się monoetanoloamid kwasów kokosowych. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesina z mieszalnika zawiera od około 1 do 8% wagowych anionowego związku powierzchniowo czynnego i od około 10 do 40% wagowych kationowego czynnika zmiękczającego, przy czym procenty odnoszą się do zawartości substancji stałych w zawiesinie. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesina z mieszalnika zawiera od około 2% wagowych niejonowego środka powierzchniowo czynnego. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ilość anionowego środka powierzchniowo czynnego w zawiesinie z mieszalnika zmienia się z procentową zawartością związku kationowego jak następuje: od około 1 do 4% wagowych anionowego środka powierzchniowo czynnego dla procentowej zawartości kationowego związku zmiękczającego poniżej około 20% wagowych i od około 3 do 8% wagowych anionowego środka powierzchniowo czynnego dla procentowej zawartości kationowego związku zmiękczającego od około 20 do 40% wagowych. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kationowym związkiem zmiękczającym jest chlorek distearylodimetyloamoniowy. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sypkiej proszkowej kompozycji do zmiękczania tkanin, która łatwo dysperguje w wodzie i jest w postaci wygodnej do stosowania oraz może zawierać stosunkowo wysoką zawartość kationowego środka zmiękczającego tkaniny, i może być ekonomicznie pakowana i transportowana. Środki zmiękczające lub kondycjonujące tkaniny przeznaczone do stosowania w domowych pralkach są szeroko rozpowszechnione na rynku w Stanach Zjednoczonych i w Europie. Zazwyczaj, środki te są wodnymi cieczami zawierającymi jako zasadniczy składnik aktywny kationowy czwartorzędowy związek amoniowy nadający efekt zmiękczający tkaninom podda--
174 970 3 nym jego działaniu w kąpieli piorącej. Typowo, te środki zmiękczające tkaniny (zwykłe przeznaczenie tych kompozycji zmiękczających) zawierają od około 5 do 8% aktywnego kationowego związku zmiękczającego. W Stanach Zjednoczonych w pralce zawierającej około 65 litrów wody, normalnie dodaje się około 90 gramów 6% ciekłego środka zmiękczającego tkaniny w cyklu prania dla uzyskania zadowalającego poziomu zmiękczenia. Ciekłe środki zmiękczające, mają pewne nieodłączne (właściwe sobie) niedogodności. Poziom aktywnego kationowego czwartorzędowego związku amoniowego jaki można wprowadzić do układu wodnego jest ogólnie ograniczony przez własności rozpuszczalności czwartorzędowego związku oraz stabilnością i rozlewnością produktu końcowego. Konwencjonalne dodawane do płukania kompozycje środków zmiękczających tkaniny zawierają czwartorzędowe związki amoniowe, typowo posiadające dwa długie łańcuchy alkilowe, które są zasadniczo związkami nierozpuszczalnymi w wodzie. Środki zmiękczające są, dlatego, normalnie w formie wodnej dyspersji lub emulsji. W następstwie tego, w wyższych stężeniach aktywnego kationowego związku zmiękczającego, na ogół powyżej około 6% wagowo, prawdopodobne jest powstawanie problemów związanych z ułożeniem receptury produktu, stabilnością (to jest rozdzielaniem się produktu), powstawaniem żeli i dyspersyjnością w wodzie. W stężeniach powyżej 9% wagowo, czwartorzędowego związku amoniowego, lepkość i stabilność ciekłego, wodnego środka zmiękczającego są często niezadawalające dla celów handlowych. Są również ekonomiczne niedogodności związane z wprowadzaniem na rynek ciekłych środków zmiękczających tkaniny. Odnoszą się one przede wszystkim do znacznych kosztów pakowania i przewożenia (transportu) butelek rozcieńczonego wodnego produktu ciekłego zawierającego stosunkowo niski poziom aktywnego składnika zmiękczającego. Opakowanie stanowi również problem z ekologicznego punktu widzenia. Wytwarzanie i usuwanie pojemników plastikowych, które są zwykle stosowane do ciekłych produktów chemii gospodarczej jest często niezgodne z wymaganiami konsumentów w Stanach Zjednoczonych i w Europie (dotyczącymi) stosowania wielokrotnych materiałów opakowaniowych, które łatwo ulegałyby biodegradacji. Skutkiem tego powstaje potrzeba tworzenia dla receptur środków zmiękczających tkaniny form, które mogą zawierać stosunkowo wysokie stężenia aktywnych składników zmiękczających i które umożliwiają dostarczanie (ich) w ekonomicznie (opłacalnej) postaci opakowania. Środki zmiękczające tkaniny w formie proszkowej zostały opisane w literaturze patentowej. W patencie U.S. nr 2 940 816 opisano proszkowy środek zmiękczający do tkanin składający się z określonego czwartorzędowego związku amoniowego w połączeniu z mocznikiem. Patent U.S. nr 3 256 180 opisuje proces produkcji środka zmiękczającego tkaniny, który obejmuje reakcję mocznika z czwartorzędowym związkiem amoniowym w obecności wody, tworzącą produkt granulowany. Patenty U.S. numery 3 356 526 i 3 573 091 zgłoszone przez Woldmana i współautorów dotyczą procesu przygotowania proszkowego czwartorzędowego środka zmiękczającego, w którym roztwór czwartorzędowego związku amoniowego jest rozpylany na specjalny nośnik, taki jak mocznik lub tripolifosforan tak, żeby uzyskać cząsteczki nośnika mające powłokę środka zmiękczającego. Patent U.S. nr 4 427 558 zgłoszony przez Davida wyjawia cząsteczki środka zmiękczającego tkaniny zawierające czwartorzędowy związek amoniowy, mocznik i mydło wapniowe takie jak mydło wapniowe kwasów łojowych. Proces przygotowania obejmuje utworzenie ciekłej mieszaniny wymaganych składników, chłodzenie cieczy do utworzenia ciała stałego i następnie rozdrobnienie do utworzenia cząsteczek. Przed rozdrobnieniem ciało stałe jest "sezonowane" ("wietrzone") w ciągu kilkunastu godzin; określenie "sezonowanie" zostało użyte do opisania procesu pozwalającego wodzie zawartej w cząsteczkach osiągnąć stan równowagi z otoczeniem. Cząsteczki proszku mogą również powstawać, według wynalazku, przez "zimne rozpryskiwanie" ciekłej mieszaniny, dzięki któremu ciało stałe tworzy się bez towarzyszącej straty wody. Otrzymane ciało stałe jest następnie rozdrabniane i odpowietrzane. W europejskim zgłoszeniu patentowym EP 1315 (Procter and Gamble) opisano proces, dzięki któremu stopione cząstki czwartorzędowego związku amoniowego i inhibitor dyspersji taki jak kwas tłuszczowy lub alkohol tłuszczowy przyłączono do rozpyłowo suszonych podstawowych granulek detergentowych zawierających środek powierzchniowo czynny i wypełniacz.
4 174 970 Zarówno w tym, jak i w innych patentach, położono nacisk na unikanie dyspergowania kationowego związku zmiękczającego w wodzie kąpieli piorącej, aby zapobiegać jego dezaktywacji w roztworze piorącym. W tych sposobach, których celem było uzyskanie czwartorzędowego związku amoniowego w formie proszku łatwo dyspergującego w zimnej wodzie, a zwłaszcza podczas stosowania w cyklu płukania, taka dyspergowałność pozostaje jednak problemem, szczególnie przy wyższych stężeniach związków czwartorzędowych. Stwierdzono, że można wytworzyć sypką proszkową kompozycję zmiękczającą tkaniny o wysokim stężeniu związku zmiękczającego sposobem według wynalazku. Sposób według wynalazku obejmuje następujące etapy: (a) wytwarzanie w mieszalniku śrubowym wodnej zawiesiny zawierającej: (i) od 5 do 40% wagowych kationowego czwartorzędowego amoniowego związku zmiękczającego; (ii) od 0,5 do 15% wagowych anionowego i/lub niejonowego związku powierzchniowo czynnego; (iii) od 45 do 85% wagowych mocznika; i ewentualnie od 1 do 10% alkanoloamidu kwasu tłuszczowego oraz ewentualnie konwencjonalne dodatki, przy czym powyższe procenty odnoszą się do zawartości substancji stałych w zawiesinie, w nieobecności wody; (b) mieszanie zawiesiny wytworzonej w mieszalniku śrubowym w (a) do uzyskania jednolitej mieszaniny lub dyspersji o średnim wymiarze cząstek mniejszym niż około 1,0 μm i następnie; (c) rozpyłowe suszenie tej mieszaniny lub dyspersji w wieży rozpyłowej i odparowanie zawartej w niej wody. Sposobem według wynalazku można wytworzyć proszkowe środki zmiękczające znacznie bardziej stężone niż typowe ciekłe, stosowane podczas płukania środki zmiękczające. Uzyskane suszone rozpyłowo cząstki dyspergują w wodzie i zapewniają efektywne zmiękczanie tkanin w wodnej kąpieli w cyklu prania lub płukania. Podstawową cechą sposobu według wynalazku jest zastosowanie etapu mieszania przed rozpyłowym suszeniem papki z mieszalnika, dzięki czemu składniki papki są dokładnie zdyspergowane i tworzą mieszaninę lub dyspersję mającą średni rozmiar cząstki poniżej około 1,0 μm. Jednorodne mieszaniny tego typu można uzyskać w różnych typach mieszalników, młynów lub pomp znanych w technice, lecz korzystne jest zastosowanie tak zwanego "homogenizatora" takiego jak Gaulin Homogenizer sprzedawany przez Gaulin Corporation, Everett, Massachusetts, USA lub Hilversum, Holandia, który zasadniczo składa się z pompy wyporowej, do której jest dołączony homogenizujący zespół zaworów zapewniający dokładne rozdrobnienie mieszaniny na cząstki o średniej wielkości średnicy poniżej około 1,0 μm, bardziej korzystnie poniżej około 0,75 μm. Korzystna wielkość maksymalna cząstek w takiej mieszaninie wynosi poniżej około 5 μm i bardziej korzystnie poniżej około 3 μm. Proces suszenia rozpyłowego środka zmiękczającego zgodnie z wynalazkiem wykorzystuje, w przeważającej mierze, dobrze znaną technologię produkcji proszkowych kompozycji detergentowych. Wytwarza się wodną zawiesinę w mieszalniku śrubowym zawierającą mieszaninę wody z wieloma lub większością składników środka zmiękczającego tkaniny. Zawartość substancji stałej w zawiesinie wynosi na ogół od około 20% wagowych do około 70% wagowych, korzystnie 30% wagowych do 60% wagowych i bardziej korzystnie od 40% do 50% wagowych, resztę stanowi woda. Zawiesina z mieszalnika jest następnie rozpylana przez pompowanie jej dyszą rozpylającą pod ciśnieniem około 6,895 do 13,790 MPa do wieży susząco-rozpyłowej. Typowe wymiary wieży handlowej wynoszą około 10,6 m - 30,5 m wysokości i około 3,7 m - 9 m średnicy. W podstawie wieży, wprowadzane jest powietrze o temperaturze około 149 C - 565 C, które kontaktuje się z rozpylaną zawiesiną. Powietrze to stanowi gorący gaz osuszający kropelki zawiesiny i tym samym odparowujący większość wody. Otrzymane cząstki lub ziarna zbierają się na dole wieży, para wodna i ogrzane powietrze znajdują się na szczycie. Składniki wrażliwe na ciepło lub wodę, takie jak perfumy, mogą być dodane później do cząstek otrzymanych w wieży w późniejszych operacjach mieszania lub ujednolicania.
174 970 5 Zawiesinę w mieszalniku korzystnie wytwarza się przez kolejne dodawanie różnych jej składników w sposób, który prowadzi do uzyskania zawiesiny o dobrej mieszalności i dającej się łatwo przepompować do etapu suszenia rozpyłowego. Kolejność dodawania różnych składników można zmienić zależnie od okoliczności. Zazwyczaj jest korzystnie we wszystkich lub prawie wszystkich przypadkach jako pierwszą do mieszalnika wprowadza się wodę, korzystnie w temperaturze procesu, a po niej kolejno dodaje się inne składniki, a mianowicie mocznik, zmiękczający czwartorzędowy związek amoniowy, środki powierzchniowo czynne anionowe i/lub niejonowe, alkanoloamidy kwasu tłuszczowego i ewentualnie dodatki takie jak pigmenty, przeciwutleniacze i środki bakteriobójcze. Temperatura środowiska wodnego w mieszalniku zazwyczaj jest bliska temperatury pokojowej lub podwyższona, a zwykle jest w zakresie od 20 do 70 C i korzystnie od około 25 do 40 C. Czas mieszania w mieszalniku, w którym otrzymuje się dokładnie wymieszane homogeniczne zawiesiny można zmieniać w szerokim zakresie, od tak krótkiego jak pięć minut w małych mieszalnikach i dla zawiesin o wyższych zawartościach wilgoci, do tak długiego jak jedna godzina, w pewnych przypadkach, chociaż 30 minut jest korzystną górną granicą. Po wymieszaniu w mieszalniku zawiesinę przenosi się w celu dalszego mieszania do "homogenizatora" lub podobnego urządzenia lub pompy, gdzie otrzymuje się jednolitą dyspersję lub mieszaninę opisaną powyżej o średnim rozmiarze cząstek poniżej około 1,0 μm. Otrzymaną dyspersję następnie przenosi się w zwykły sposób do wieży susząco-rozpyłowej, która jest umieszczona blisko mieszalnika. Mieszanina jest tłoczona pod wysokim ciśnieniem przez dysze rozpylające do wieży rozpyłowej (przeciwprądowej lub współprądowej), w której krople zawiesiny opadają poprzez gorący gaz suszący tworząc cząstki lub ziarna kompozycji zmiękczającej tkaniny podczas odparowania zasadniczo całej wody. Zawartość wilgoci w cząstkach wynosi korzystnie około 2 do 4% wagowych. Zmiękczające kationowe czwartorzędowe związki amoniowe stosowane w sposobie według wynalazku obejmują sole imidazoliniowe, di-długołańcuchowe alkilowe czwartorzędowe sole amoniowe i di-niskoalkilowe czwartorzędowe sole amoniowe di-estryfikowanych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Korzystne sole imidazoliniowe mają ogólną strukturę przedstawioną na rysunku (wzór 1), w którym: R 1oznacza rodnik alifatyczny C8 do C30, a korzystnie alkil lub alkenyl C 14 do C 18; R2 i R3 niezależnie mogą mieć takie znaczenie jak R1lub korzystnie mogą oznaczać niższy alkil lub podstawiony alkil C1do C 4 taki jak chlorowcoalkil, hydroksyalkil, acyloaminoalkil i podobne. X oznacza anion solubilizujący w wodzie taki jak chlor, brom, jod, fluor, anion siarczanowy, metosiarczanowy, azotynowy, azotanowy, fosforanowy, karboksylowy (np. octanowy, adypinianowy, ftalanowy, benzoesanowy, oleinianowy itp.). Typowe imidazoliniowe związki zmiękczające obejmują: etosiarczan 2-heptadecylo-1-metylo-1-oleiloamidoetyloimidazoliniowy; siarczan 2-heptadecylo-1-metylo-1-(2-stearyloamido)etyloimidazoliniowy; chlorek 2-heptadecylo-1-metylo-1-(2-stearyloamido)etyloimidazoliniowy; chlorek 2-koko-1-(2-hydroksyetylo)-1-benzyloimidazoliniowy; chlorek 2-koko-1-(hydroksyetylo)-1-(4-chlorobutylo)imidazoliniowy; chlorek 2-koko-1-(2-hydroksyetylo)-1-oktadecenylo-imidazoliniowy; chlorek 2-(alkile z kwasów oleju łojowego)-1-(2-hydroksyetylo)-1-benzylo-imidazoliniowy; chlorek 2-(alkile z kwasów oleju łojowego)-1-(2-hydroksyetylo)-1-(4-chlorobutylo)imidazoliniowy; chlorek 2-heptadecenylo-1-(2-hydroksyetylo)-1-(4-chlorobutylo)imidazoliniowy; chlorek 2-heptadecenylo-1-(2-hydroksyetylo)-1-benzylo-imidazoliniowy; etylosiarczan 2-heptadecylo-1-(hydroksyetylo)-1-oktadecylo-imidazoliniowy. Ogólna budowa di-długołańcuchowych alkilowych czwartorzędowych soli amoniowych jest przedstawiona wzorem 2, w którym grupy R są wybrane spośród podstawników alifatycznych C1-C30, korzystnie alkilowych lub alkenylowych; arylowych (np. fenylowy, tolilowy, kumylowy itp.), aralkilowych (np. benzylowy, fenyloetylowy, metylobenzylowy, itp.) i ich
6 174 970 chlorowcowych, amidowych, hydroksylowych i karboksylowych pochodnych takich jak chlorowcoalkil C2 do C6 (np. 2-chloroetylowy); hydroksyalkil C2-C6 (np. 2-hydroksyetylowy); pod warunkiem, że co najmniej dwa podstawniki R oznaczają grupy C12 do C30, korzystnie C 12 do C22 a inne oznaczają niższy alkil bardziej korzystnie co najmniej dwa podstawniki R oznaczają grupy C12 do C18 a inne oznaczają niższy alkil C1do C4 (najkorzystniej metyl i etyl), Y oznacza anion jak określony we wzorze 1. Typowe czwartorzędowe sole amoniowe o wzorze 2 obejmują następujące związki, chlorek distearylodimetyloamoniowy, chlorek diłojowodimetyloamoniowy, chlorek diheksadecylodimetyloamoniowy, bromek distearylodimetyloamoniowy, bromek di(hydrołojowo)dimetyloamoniowy, chlorek distearylodi(izopropylo)amoniowy, metosiarczan distearylodimetyloamoniowy, metosiarczandi(hydrołojowo)dimetyloamoniowy. Inną korzystną klasą kationowych środków zmiękczających tkaniny są di-niskoalkilowe czwartorzędowe sole amoniowe di-estryfikowanych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i niskoalkilowe niskohydroksyalkilowe czwartorzędowe sole amoniowe di-estryfikowanych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Tę klasę kationowych środków zmiękczających można przedstawić wzorem ogólnym 3, w którym RCO oznacza resztę kwasu tłuszczowego zawierającego 12 do 24 atomów węgla; R2 i R3 oznaczaj ą niezależnie grupę niskoalkilową lub grupę hydroksyalkilową zawierającą 1 do 4 atomów węgla, a korzystnie 1 do 3 atomów węgla. R4 oznacza grupę niskoalkilenową zawierającą 1 do 4 atomów węgla, korzystnie 1 do 3, a najkorzystniej 2 atomy węgla, tj. R4 oznacza CH2CH2 ; a X oznacza anion solubilizujący w wodzie jak określony powyżej. Takie związki są handlowo dostępne na przykład z firmy Stepan Chemical Co. pod nazwą handlową Stepantex, taką jak Stepantex VHR90, który ma wzór 4, w którym RCO jest pochodną kwasów tłuszczowych z łoju lub oleju kokosowego, a X może być chlorkiem lub siarczanem. Czwartorzędowy amoniowy związek zmiękczający stanowi od 5 do 40% wagowych proszkowego środka zmiękczającego, korzystnie od około 10 do 30% i najkorzystniej od około 15 do 25% wagowych. Ewentualnym składnikiem środka zmiękczającego wytwarzanego sposobem według wynalazku są alkanoloamidy kwasów tłuszczowych, korzystnie pochodne amidów kwasów tłuszczowych, których rodnik alkilowy zawiera co najmniej 12 atomów węgla. Korzystnie mają one ogólny wzór 5, w którym n wynosi 2 lub 3. Korzystny jest monoetanoloamid kwasów kokosowych. Stężenie alkanoloamidu kwasu tłuszczowego w kompozycji zmiękczającej wynosi od 1 do 10% wagowych, a korzystnie od około 1 do 5% wagowych. Połączenie alkanoloamidu kwasu tłuszczowego i czwartorzędowego związku zmiękczającego według wynalazku zapewnia lepszy efekt zmiękczający wobec tkanin. Istotnym składnikiem środka zmiękczającego tkaniny jest mocznik. Cząsteczki zawierają od 45 do 85% wagowych mocznika, korzystnie od około 55% do 75%, i najkorzystniej od około 60 do 70% wagowych. Innym ważnym składnikiem dodanym w celu poprawy solubilizacji i dyspergowalności cząstek jest anionowy i/lub niejonowy środek powierzchniowo czynny. Wśród środków powierzchniowo czynnych stosowanych jako składnik środka wytwarzanego sposobem według wynalazku są te powierzchniowo czynne związki, które zawierają organiczną grupę hydrofobową o 8 do 26 atomach węgla i korzystnie zawierają od 10 do 18 atomów węgla w cząsteczce i co najmniej jedną grupę solubilizującą w wodzie wybraną z grupy siarczanu, sulfonianu, karboksylanu, fosforanu, fosfonianu. Przykłady odpowiednich detergentów anionowych obejmują mydła, takie jak sole rozpuszczalne w wodzie (np. sole sodowe, potasowe, amoniowe i alkanoloamoniowe) wyższych kwasów tłuszczowych lub sole kwasów żywicznych zawierających od 8 do 20 atomów węgla, korzystnie 10 do 18 atomów węgla. Szczególnie użyteczne są sole sodowe i potasowe mieszanin
174 970 7 kwasów tłuszczowych otrzymanych z oleju kokosowego i łoju, na przykład mydło sodowe kwasów kokosowych i mydło potasowe kwasów łojowych. Klasa detergentów anionowych obejmuje również rozpuszczalne w wodzie detergenty sulfonowe i siarczanowe zawierające alifatyczny, korzystnie alkilowy rodnik zawierający od 8 do 26, a korzystnie od 12 do 22 atomów węgla. Przykładami sulfonowanych detergentów anionowych są wyższe sulfoniany alkiloaromatyczne, takie jak wyższe alkilobenzenosulfoniany zawierające od 10 do 16 atomów węgla w wyższej grupie alkilowej w prostym lub rozgałęzionym łańcuchu, takie jak na przykład sole sodowe, potasowe i amoniowe wyższych alkilobenzenosulfonianów, wyższe alkilotoluenosulfoniany i wyższe alkilofenylosulfoniany. Innymi odpowiednimi detergentami anionowymi są sulfoniany olefinowe obejmujące długołańcuchowe alkenosulfoaniany, długołańcuchowe hydroksyalkanosulfoniany lub mieszaniny alkenosulfonianów i hydroksyalkanosulfonianów. Innymi odpowiednimi detergentami anionowymi są sulfonowane etoksylowane wyższe alkohole tłuszczowe o wzorze RO(C2H4)mSO3M, w którym R jest alkilem tłuszczowym zawierającym od 10 do 18 atomów węgla, m wynosi od 2 do 6 (korzystnie o wartości od 1/5 do 1/2 liczby atomów węgla w R) i M oznacza kation tworzący solubilizującą sól, taki jak kation metalu alkalicznego, amonowy, niższy alkiloaminowy lub alkanoloaminowy lub wyższy alkilobenzenosulfonianowy, w którym wyższy alkil zawiera 10 do 15 atomów węgla. Stosunek ilości tlenku etylenu w polioksyetylenowanym sulfonianie wyższego alkanolu wynosi korzystnie 2 do 5 moli grup tlenku etylenu na mol detergentu anionowego, korzystnie 3 mole, szczególnie jeśli wyższy alkanol zawiera 11 do 15 atomów węgla. Korzystny polioksyetylenowany alkoholosulfonianowy detergent jest sprzedawany przez Shell Chemical Company jako Neodol 25-3S. Najbardziej korzystnymi rozpuszczalnymi w wodzie detergentowymi związkami anionowymi są sole amoniowe i podstawione amoniowe (takie jak sole mono, di- i tri-etanoloaminy), metalu ziem alkalicznych (takiego jak wapń i magnez) wyższych alkilobenzenosulfonianów, sulfoniany olefinowe i wyższe alkilosulfoniany. Wśród wymienionych powyżej związków anionowych, najkorzystniejsze są sodowe liniowe alkilobenzenosulfoniany (LABS), i szczególnie te, w których grupa alkilowa jest prostołańcuchowym rodnikiem alkilowym o 12 lub 13 atomów węgla. Wśród odpowiednich niejonowych środków powierzchniowo czynnych znajdują się etoksylowane alkohole tłuszczowe zawierające od 12 do 20 atomów węgla, i których średnie stopnie etoksylowania wynoszą od 3 do 9. Korzystnymi niejonowymi środkami powierzchniowo czynnymi są alkohole kokosowe zawierające średnio 6 lub 7 grup etoksylowych w cząsteczce i pierwszorzędowe alkohole C14-C15 z 6 lub 7 grupami etoksylowymi w cząsteczce wyższego alkoholu tłuszczowego. Szczególnie korzystny jest etoksylowany alkohol laurylowy zawierający około 7 moli tlenku etylenu na cząsteczkę alkoholu. Inne odpowiednie niejonowe związki powierzchniowo czynne obejmują alkilopoliglikozydy i alkilopolisacharydy, które są dobrze znane w tej dziedzinie. Aninowy środek powierzchniowo czynny w poszczególnych recepturach może być zawarty w ilości do 8% wagowych, i korzystnie będzie zmieniać się następująco wraz ze zmianą procentowej zawartości kationowego środka zmiękczającego: od około 1 do 4% wagowych anionowego środka powierzchniowo czynnego dla zawartości związku kationowego poniżej około 20% wagowych, i od około 3 do 8% wagowych anionowego środka powierzchniowo czynnego dla procentowej zawartości kationowego związku powierzchniowo czynnego od około 20 do 40% wagowych. Ogólnie poziom anionowego środka powierzchniowo czynnego wynosi od około 2 do 4% wagowych. Niejonowy środek powierzchniowo czynny jest dodawany ewentualnie w ilości od około 0,5% do 5% wagowych, i korzystnie nie więcej niż około 1% wagowy. Receptury środków zmiękczających tkaniny według wynalazku mogą dalej zawierać dodatkowe i uzupełniające składniki, które nie działają niekorzystnie na stabilność własności użytkowych preparatów zmiękczających. Wśród tych uzupełniających składników znajdują się perfumy, barwniki, pigmenty, środki bakteriobójcze, czynniki usuwające brud, czynniki odświeżające tkaniny, antyutleniacze i czynniki antykorozyjne.
8 174 970 Przykład Sposobem według wynalazku wytworzono kompozycję zmiękczającą tkaniny o następującym składzie: Składnik Zawartość w % wagowych DSDMAC1 24 Niejonowy środek powierzchniowo czynny2 2 Dodecylobenzenosulfonian sodu 3 Monoetanoloamid kwasu kokosowego 3 Mocznik 64 Wilgoć Reszta 1Chlorek distearylodimetyloamoniowy 2 Etoksylowany alkohol laurylowy zawierający około 7 moli tlenku etylenu na mol alkoholu. Do mieszalnika śrubowego wprowadzono wodę i w temperaturze pokojowej dodano kolejno mocznik, zmiękczający czwartorzędowy związek amoniowy (DSDMAC), dodecylobenzenosulfonian sodu (anionowy środek powierzchniowo czynny) i monoetanoloamid kwasu kokosowego. Po 30 minutach mieszania uzyskano homogeniczną zawiesinę, którą przepompowano do homogenizatora typu Gaulin Homogenizer i tam mieszano aż do uzyskania dyspersji cząstek o średniej wielkości średnicy około 0,75 μm. Wytworzoną dyspersję wprowadzono od góry do wieży susząco-rozpyłowej przez dyszę rozpylającą pod ciśnieniem. Od dołu wieży wprowadzono strumień powietrza o temperaturze 400 C. Z cząstek rozpylonej zawiesiny opadających w strumieniu gorącego powietrza odparowywała woda. Uzyskane cząstki zbierały się na dnie wieży. 10,5 g wytworzonego jak opisano powyżej środka zmiękczającego dodano do pralki z górnym ładowaniem w cyklu płukania do wody o temperaturze 25 C i twardości 100 i 320 ppm. Czas dyspergowania produktu proszkowego w wodzie wyniósł około 1,5 minuty. Miękkość i hydrofilność uzyskanych tkanin zmierzono i porównano ze zmierzoną miękkością tkanin kondycjonowanych w tej samej pralce z górnym ładowaniem z dodatkiem 42 gramów handlowego ciekłego preparatu zmiękczającego tkaniny zawierającego 6% czwartorzędowego anionowego powierzchniowo czynnego środka zmiękczającego. Tkaniny kondycjonowane proszkowym preparatem zmiękczającym wytworzonym sposobem według wynalazku były wymiernie bardziej miękkie i równe we własnościach hydrofitowych w stosunku do tkanin kondycjonowanych ciekłym produktem handlowym.
174 970
174 970 WZÓR 1 WZÓR 2 WZÓR 3 WZÓR 4 WZÓR 5 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł