ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к составам для кондиционирования тканей, в частности к кондиционерам для тканей, используемым в цикле полоскания, содержащим, по меньшей мере, один мягчитель ткани и, по меньшей мере, один загуститель для композиций на основе воды. В частности, упомянутые составы для кондиционирования тканей также содержат, по меньшей мере, одну отдушку.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционно большинство бытовых жидких моющих средств и жидких композиций для кондиционирования тканей или смягчения тканей предусматривает использование загущающей способности поверхностно-активных ингредиентов или добавленных солей для достижения желательных реологических свойств. Однако в последнее десятилетие отмечается растущая потребность в создании таких составов, которые являются физически и реологически стабильными в условиях окружающей среды, по меньшей мере, в течение месяца или около того. Такие составы обычно содержат специфические загустители в количествах, обеспечивающих желательные показатели вязкости и придающих подходящую стабильность.
WO 90/12862 (BP Chemicals Ltd.) раскрывает составы для кондиционирования тканей на водной основе, содержащие вододиспергируемый катионный мягчитель и в качестве загустителя - сшитый катионный полимер, получаемый из водорастворимого катионного этилен-ненасыщенного мономера или смеси мономеров, который сшивают агентом сшивания в количестве 5-45 ч/млн, включающим полиэтиленовые функциональные звенья. В частности, такие катионные полимеры образуются из моноэтилен-ненасыщенного мономера, который является либо водорастворимым катионным мономером либо представляет катионную смесь мономеров, которая может состоять только из катионных мономеров или может состоять из смеси катионного и неионного мономеров в присутствии агента сшивания. Полимерные загустители согласно публикациям известного уровня техники в настоящем описании и примерах упоминаются в сравнительных целях, их обычно называют как «ВР полимер».
Отмечено, что предпочтительное количество агента сшивания, используемого при полимеризации, выбирают таким образом, чтобы ионное восстановление достигало пика или плато, и предпочтительно составляет величину между 10 и 25 ч/млн (ppm).
Коммерческий продукт, охватываемый упомянутым WO 90/12862, представляет сшитый катионный сополимер примерно 20% акриламида и примерно 80% триметиламмонийэтилметакрилатной соли, сшитой 5-45 ч/млн метиленбисакриламида (МБА). Сшитый полимер поставляют в жидкой форме в виде обратной эмульсии в минеральном масле. В настоящем описании его называют как «ВР полимер».
В ЕР-А-0799887 описаны жидкие композиции для смягчения тканей, которые, как сказано, проявляют отличную вязкость и фазовую стабильность наряду со смягчающей способностью, причем композиция содержит: (а) 0,01-10 % мас. компонента смягчения ткани, (b) по меньшей мере 0,001% загущающего агента, выбранного из группы (i) ассоциативных полимеров, содержащих гидрофильную основную цепь и, по меньшей мере, две гидрофобные группы на молекулу, присоединенные к гидрофильной основной цепи, (ii) сшитых катионных полимеров, описанных в вышеупомянутом WO 90/12862, сшитых 5-45 ч/млн агента сшивания, содержащего полиэтиленовые функциональные звенья, и (iii) смесей (i) и (ii), и (с) компонент, способный связывать ионы металла.
В Research Disclosure стр. 136, № 429116 от января 2000, SNF Floerger описал катионные полимерные загустители, которые могут быть использованы в мягчителях тканей. Описанные загустители представляют собой разветвленные и/или сшитые катионные полимеры, образованные моноэтилен-ненасыщенными мономерами, являющимися либо водорастворимыми катионными мономерами, либо смесями катионных мономеров, которые могут состоять только из катионных мономеров либо могут включать смесь от 50-100% катионного мономера либо его смесь и от 0-50% неионных мономеров в присутствии агента сшивания в количестве 60-3000 ч/млн и регулятора степени полимеризации в количестве между 10 и 2000 ч/млн. Катионные мономеры выбирают из группы диметиламинопропилметакриламида, диметиламинопропилакриламида, диаллиламина, метилдиаллиламина, диалкиламиноалкилакрилата и метакрилата, диалкиламиноалкилакриламида или метакриламида, производных вышеупомянутых мономеров или их четвертичных или кислых солей. Пригодные неионные мономеры выбирают из группы, состоящей из акриламида, метакриламида, N-алкилакриламида, N-винилпирролидона, винилацетата, винилового спирта, сложных акрилатных эфиров, аллилового спирта и их производных. Агентами сшивания являются метиленбисакриламид и все диэтиленненасыщенные соединения.
Патент США 4806345 раскрывает композиции для личной гигиены, которые содержат в качестве загущающего агента сшитый катионный полимер винилового присоединения. Композиции для личной гигиены включают воду, по меньшей мере один косметически активный агент и такой загуститель, который предпочтительно образован в результате полимеризации катионного мономера винилового присоединения, акриламида и 50-500 ч/млн дифункционального мономера винилового присоединения в целях сшивания. Предпочтительные варианты осуществления, описанные в патенте США 4806345, отличаются от предпочтительных продуктов согласно WO 90/12862 тем, что в реакции полимеризации используют большее количество (того же) агента сшивания.
ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первой целью настоящего изобретения является обеспечение композиций для кондиционирования или смягчения тканей, которые являются более стабильными, чем композиции мягчителей, описанные в WO 90/12862 и ЕР-А-0799887.
Второй целью является разработка композиций мягчителей тканей, которые легче и быстрее изготавливать.
Третьей целью настоящего изобретения является обеспечение композиций мягчителей тканей, которые являются менее чувствительными к различиям в жесткости воды, даже без необходимости использования со-мягчителя, так что одна и та же коммерческая композиция может быть распространена на рынке по всему миру.
Еще одна цель относится к композициям для кондиционирования тканей, которые обеспечивают лучшую способность к сохранению аромата. В продуктах для стирки, таких как мягчители тканей, ароматические добавки делают стиральные композиции более эстетически приятными для потребителя. Помимо потребительского восприятия другая цель настоящего изобретения от использования ароматизирующих добавок заключается в том, чтобы придать приятный и более длительный аромат тканям, которые ими обрабатывают. Однако, количество ароматизирующего носителя является маргинальным вследствие того, что большая часть его теряется в процессе стирки. После отложения на поверхность ткани возникает необходимость контролируемого высвобождения ароматизирующего агента в течение длительного времени. Поэтому существует потребность в более эффективной доставке аромата ткани, так чтобы аромат мог высвобождаться в течение более длительного времени.
Другие цели и преимущества композиций настоящего изобретения будут ясны из последующего подробного описания.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением предлагаются композиции для смягчения тканей, которые основаны на использовании водорастворимого сшитого катионного винилового полимера, который сшит агентом сшивания, состоящим из примерно 70-300 ч/млн агента сшивания на основе дифункционального мономера винилового присоединения.
Первая композиция для смягчения тканей согласно изобретению содержит:
(а) от 0,01 до 35% по массе катионного мягчителя;
(b) по меньшей мере 0,001% по массе водорастворимого сшитого катионного полимера, образованного в результате полимеризации от 5 до 100 моль % катионного мономера винилового присоединения, от 0 до 95 моль % акриламида и от 70 до 300 ч/млн агента сшивания на основе дифункционального мономера винилового присоединения; и
(с) отдушку.
Предпочтительный катионный мягчитель представляет мягчитель на основе сложного квартэфира (четвертичного сложного эфира), имеющий следующую структурную формулу:
где R4 представляет алифатическую углеводородную группу, содержащую от 8 до 22 атомов углерода, R2 и R3 означают (CH2)s-R5, где R5 представляет алкоксикарбонильную группу, содержащую от 8 до 22 атомов углерода, бензил, фенил, (С1-С4)алкилзамещенный фенил, ОН или Н; R1 представляет (СН2)t-R6, где R6 означает бензил, фенил, (С1-С4)алкилзамещенный фенил, ОН или Н; каждый из символов q, s и t независимо означает целое число от 1 до 3; и Х представляет совместимый с мягчителем анион.
Термин «отдушка» или «аромат», использованный в описании, относится к душистым материалам, которые способны обеспечить приятный аромат тканям, и охватывает традиционные материалы, обычно используемые в композициях моющих средств для нейтрализации неприятного запаха в таких композициях и/или для обеспечения им приятного аромата. Отдушки предпочтительно находятся в жидком виде при температуре окружающей среды, хотя также полезны и твердые отдушки. Среди отдушек, предполагаемых для использования в таких композициях, находятся такие материалы, как альдегиды, кетоны, сложные эфиры и т.п., которые традиционно используют для придания приятного аромата жидким и гранулированным композициям моющих средств. Растительные и животные масла природного происхождения также обычно используются в качестве компонентов отдушек. В соответствии с этим отдушки, полезные для настоящего изобретения, могут иметь относительно простые составы или могут включать сложные смеси природных и синтетических химических компонентов, которые все предназначены для создания приятного запаха или аромата при нанесении на ткани. Отдушки, используемые в композициях моющих средств, обычно выбирают в соответствии со стандартными требованиями к запаху, стабильности, цене и коммерческой доступности. Термин «аромат» часто используют в описании скорее для обозначения самой отдушки, чем запаха, придаваемого такой отдушкой.
Другая композиция для смягчения тканей согласно изобретению содержит:
(а) от 0,01 до 35% по массе катионного мягчителя, содержащего биоразлагаемое соединение четвертичного аммония жирного сложного эфира, имеющее формулу
где R1 означает С1-С4 алкил; R2 и R3 представляют β-С8-С22 ацилоксиэтил или β-гидроксиэтил; R4 означает алифатическую углеводородную группу, содержащую от 8 до 22 атомов углерода; q представляет целое число от 1 до 3; и Х означает совместимый с мягчителем анион;
(b) по меньшей мере 0,001% водорастворимого сшитого катионного полимера, образованного в результате полимеризации от 5 до 100 моль % катионного мономера винилового присоединения, от 0 до 95 моль % акриламида и от 70 до 300 ч/млн агента сшивания на основе дифункционального мономера винилового присоединения; и
(с) по меньшей мере 0,001% хелатообразующего соединения, способного хелатировать ионы металлов и выбранные из группы, состоящей из соединений аминокарбоновой кислоты, соединения органоаминофосфоновой кислоты и их смесей.
Настоящее изобретение основано на нескольких открытиях, связанных с использованием вышеописанного сшитого катионного полимера в композициях мягчителей тканей:
(1) существенно улучшенная доставка отдушки тканям, которая происходит при использовании вышеописанной композиции мягчителя тканей, содержащей вышеупомянутый сшитый катионный полимер и отдушку, по сравнению с использованием идентичной композиции мягчителя, но в отсутствие указанного катионного полимера; и
(2) существенно повышенная стабильность композиции мягчителя тканей, описанной выше и содержащей определенный мягчитель на основе четвертичного соединения сложного эфира и определенный сшитый катионный полимер в присутствии хелатообразующего соединения, по сравнению с идентичной композицией мягчителя с хелатообразующим соединением, но которая содержит сшитый катионный полимерный загуститель согласно известному уровню техники, отличающийся от заявленного и описанного в настоящем описании.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Загущающий полимер, используемый в композициях настоящего изобретения, представляет собой сшитый катионный виниловый полимер, который сшит с использованием агента сшивания на основе дифункционального мономера винилового присоединения в количестве от 70 до 300 ч/млн, предпочтительно от примерно 75 до 200 ч/млн и наиболее предпочтительно от примерно 80 до 150 ч/млн. Эти полимеры дополнительно описаны в патенте США 4806345 и вышеуказанном Research Disclosure, при этом цитированные документы включены в описание в качестве ссылок.
Обычно такие полимеры получают в виде эмульсий вода-в-масле, в которых сшитые полимеры диспергированы в минеральном масле и которые могут содержать поверхностно-активные вещества. В процессе получения конечного продукта при контакте с водной фазой происходит обращение эмульсии, что позволяет водорастворимому полимеру набухать.
Наиболее предпочтительным загустителем для использования в настоящем изобретении является сшитый сополимер акрилата четвертичного аммония или метакрилата в сочетании с акриламидным сомономером.
При сравнении с соответствующим загустителем (таком же отношении тех же сомономеров; тот же агент сшивания), который получают при использовании 5-45 ч/млн агента сшивания в процессе полимеризации, загуститель, требуемый при осуществлении настоящего изобретения, обеспечивает в аналогичных условиях получение конечного продукта, который имеет длительную физическую стабильность (нет разделения фаз, ограниченное изменение вязкости) и который лучше диспергируется в воде. В частности, установлено, что загуститель на основе 5-45 ч/млн агента сшивания показывает нестабильность при длительном хранении с изменением технологических свойств и состава композиции, что, по меньшей мере, частично удается преодолеть при использовании количества агента сшивания, требуемого настоящим изобретением. Кроме того, было обнаружено, что по сравнению с композициями настоящего изобретения композиции, содержащие сополимер, сшитый 5-45 ч/млн агента сшивания, являются более чувствительными к сдвигу и нестабильны в присутствии большого содержания электролита.
Загуститель, требуемый в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает получение композиций мягчителей тканей, характеризующихся длительной стабильностью при хранении и позволяющих присутствие относительно высоких содержаний электролитов без ухудшения стабильности композиции. Помимо этого, композиции мягчителей тканей остаются стабильными при приложении к ним сдвиговых усилий.
Хелатообразующие соединения согласно изобретению способны хелатировать ионы металлов и содержатся в количестве, по меньшей мере, 0,001% по массе композиции для смягчения тканей, предпочтительно от примерно 0,001% (10 ч/млн) до 0,5% и более предпочтительно от примерно 0,005 до 0,25% по массе. Хелатообразующие соединения, которые по своей природе являются кислотными, могут присутствовать либо в кислотной форме, либо в виде комплекса/соли с подходящим противокатионом, таким как ион щелочного или щелочноземельного металла, ион аммония или замещенного аммония, или их любых смесей.
Хелатообразующие соединения выбирают из числа соединений аминокарбоновых кислот и соединений органоаминофосфоновой кислоты и их смесей. Подходящие соединения аминокарбоновых кислот включают: этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA); N-гидроксиэтилендиаминтетрауксусную кислоту; нитрилотриуксусную кислоту (NTA) и диэтилентриаминпентауксусную кислоту (DEPTA).
Подходящие соединения органоаминофосфоновой кислоты включают: этилендиаминтетракис(метиленфосфоновую кислоту); 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновую кислоту (HEDP) и аминотри(метиленфосфоновую кислоту).
Рецептуры мягчителя, предусматривающие использование загустителя согласно настоящему изобретению, кроме того, являются менее вязкими, чем аналогичные рецептуры, в которых содержится загуститель согласно WO 90/12862. Кроме того, существуют также производственные преимущества, связанные с загустителем, полученным в результате реакции полимеризации с использованием 70-300 ч/млн, предпочтительно 75-200 ч/млн, наиболее предпочтительно 80-150 ч/млн, агента сшивания, при этом производственные преимущества охватывают тот факт, что структура композиции мягчителя создается гораздо быстрее; вязкость состава мягчителя согласно изобретению достигается сразу же после получения. Кроме того, композиции мягчителей легче диспергируются в воде.
Использование загустителя, полученного в результате реакции полимеризации с использованием 70-250 ч/млн, и предпочтительно 80-150 ч/млн агента сшивания, обеспечивает очень существенный положительный эффект при производстве, так как время, необходимое для создания структуры полимера, значительно меньше, чем в случае полимерного загустителя на основе 5-45 ч/млн агента сшивания. Это представляет также дополнительный положительный эффект для потребителя, так как улучшаются легкость нанесения мягчителя, а также физическая энергия, требуемая для диспергирования конечного продукта в воде в процессе ручной стирки.
В частности, полимерные загустители, используемые в соответствии с настоящим изобретением, имеют более быструю кинетику набухания в воде (3 мин вместо 15 мин для полимерных загустителей, описанных в ВР WO 90/12862), а также в композиции мягчителя тканей на водной основе (0 мин после получения вместо 30 - 60 мин для ВР продукта), улучшая производственный контроль качества для способа и продукта. Более того, кинетика набухания не зависит от композиции мягчителя тканей (содержание активнодействующих веществ, содержание эмульгатора) и от условий процесса (оборудование, сдвиг).
Кроме того, преимущества достигаются по всей совокупности эксплуатационных свойств в композиции мягчителя тканей настоящего изобретения по сравнению с аналогичной композицией, включающей ВР полимер. В частности, достигаются более высокая суммарная фазовая стабильность при старении, более низкая чувствительность к электролитам, более низкая чувствительность к сдвигу и более высокая диспергируемость конечного продукта в воде.
В очень важном аспекте настоящего изобретения установлено, что композиции настоящего изобретения существенно улучшают отложение отдушки на тканях, особенно в условиях жесткой воды (условия стирки в Европе). В этой связи отмечено, что авторы настоящего изобретения недавно установили, что в условиях стирки в США (относительно низкая жесткость воды) полимерные загустители, описанные в WO 90/12862, улучшают доставку отдушки; хотя композиция, содержащая этот загуститель, не действует хорошо при доставке отдушки в условиях стирки в Европе (более высокая жесткость воды).
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В композициях настоящего изобретения могут быть использованы различные типы мягчителей. Мягчители могут относиться к категории катионных, неионных и анионных поверхностно-активных веществ. Кроме того, могут присутствовать другие традиционные ингредиенты для композиций мягчителей тканей и кондиционирования, такие как глины, силиконы, жирные спирты, сложные жирные эфиры и т.п.
Предпочтительно содержатся катионные мягчители, и особенно предпочтительными являются такие мягчители, как сложные квартэфиры, четвертичные соединения имидазолиния, метилсульфат дижирного диамидоаммония и дижирный (талловый) диаммонийхлорид. Подходящие катионные мягчители описаны в патенте США 5939377, патенте США 6020304, патенте США 4830771, патенте США 5501806 и патенте США 4767547, которые все включены в настоящее описание в качестве ссылки.
Наиболее предпочтительным мягчителем для настоящего изобретения является мягчитель, полученный взаимодействием двух молей сложного метилового эфира жирной кислоты с одним молем триэтаноламина с последующей кватернизацией диметилсульфатом (дополнительные детали этого способа получения описаны в патенте США 3915867). Продукты реакции представляют собой 50%-ный сложный диквартэфирный материал (а), 20%-ный сложный моноэфир (b) и 30%-ный сложный триэфир (с):
Схема синтеза кватернизированного сложного эфира триэтаноламина:
В настоящем описании вышеуказанная смесь продуктов реакции кватернизированного сложного эфира триэтаноламина часто для простоты называют сложный квартэфир. Он коммерчески доступен, например, от фирмы Kao Corp. под названием Tetranyl AT1-75™.
В системах мягчителя на основе сложного квартэфира при разбавлении в жидкости для полоскания существуют два типа образующихся частиц, гидрофобные многослойные везикулы и более гидрофильные однослойные мицеллы. Оба типа этих частиц действуют как носители для отдушки или душистого вещества, при этом везикулы стремятся отложиться на ткани, тогда как мицеллы стремятся остаться в воде для полоскания и поэтому уходят в сток. Авторы настоящего изобретения установили, что при добавлении набухаемого в воде полимера, такого как ВР Polymer 7050™, полимерного загустителя в объеме притязаний WO 90/12862 или любого другого набухаемого в воде полимера, происходит сдвиг в равновесии, вызывающий образование более высокого количества более крупных и более стабильных везикул и меньшего количества мицелл и свободного мономера в жидкости для полоскания, приводя к лучшей доставке отдушки к поверхности ткани.
Катионные полимерные загустители являются водорастворимыми и, если их молекулярная масса достаточно высока, они могут загущать водные композиции.
Как степень сшивания влияет на реологические свойства конечного продукта является сложным вопросом. Не желая быть связанными какой-либо теорией, следует отметить следующее.
В отсутствие любого агента сшивания загущающая способность этого типа полимера зависит от взаимодействий полимер-вода, температуры, концентрации и молекулярной массы.
Для данной молекулярной массы вязкость водного раствора увеличивается с концентрацией полимера. При низких концентрациях вязкость увеличивается линейно с концентрацией. В случае благоприятных взаимодействий полимер-вода наблюдают положительное отклонение от линейности; оно связано со вторым вириальным коэффициентом. При данной концентрации, называемой как С*, вязкость резко возрастает до очень высоких величин и наблюдают существенную эластичную компоненту. Эта эластичность обусловлена переплетением полимерных цепей, которые начинают перекрываться в растворе.
С* является функцией молекулярной массы. Радиус закругления полимерного клубка увеличивается с молекулярной массы от 0,5 (в плохом растворителе (в тета-условиях)) до 0,8 (в очень хорошем растворителе) (по теории Флори). Это означает, что объем полимерного клубка увеличивается быстрее, чем молекулярная масса. В результате этого концентрация, выше которой цепи перекрываются (С*), снижается с увеличением молекулярной массы.
Зависимость влияния степени сшивания на С* является нелинейной. Эффектом низкой степени сшивания является в основном растяжение цепи. Это тот случай, когда существует до одной молекулы агента сшивания на полимерную цепь. В таком случае эффект увеличения концентрации сшивающего агента тот же, что и при увеличении молекулярной массы, так что более высокое количество сшивающего агента будет приводить к более эффективному загущению. Однако, более высокие содержания в конечном счете будут приводить к ограничению набухания вследствие снижения среднего расстояния между узлами сшивки.
Предпочтительный полимерный загуститель, предпочтительный согласно настоящему изобретению, имеет концентрацию сшивающего агента от 80 до 150 ч/млн в реакции полимеризации. При такой величине образуется значительно большее количество конечного продукта, чем для загустителя, описанного в WO 90/12862, который является значительно более стабильным при старении и более прочным, чем аналогичный продукт, полученный с полимерным загустителем, лежащим в объеме притязаний WO 90/12862, - продукт ВР. Другим отличием является более низкая текучесть продукта согласно изобретению по сравнению с ВР продуктом. Более низкая текучесть представляет огромное преимущество для потребителя, потому что чем ниже текучесть, тем ниже вероятность утечки. Текучесть можно оценить по первой разнице нормальных напряжений, измеренной в опыте в условиях стационарной сдвиговой реологии. Водный раствор, содержащий полимерный загуститель согласно настоящему изобретению имеет более низкую разницу нормальных напряжений, чем композиция, содержащая ВР полимер в тех же условиях. Это находится в соответствии с наблюдаемой более низкой текучестью конечного продукта. В этой связи дается ссылка на фиг.1, где дана зависимость текучести от скорости сдвига ВР полимера и полимера настоящего изобретения (SNF полимера).
Другим преимуществом полимерного загустителя, используемого согласно настоящему изобретению, является значительно более высокое ионное восстановление, которое составляет примерно 45-60% по сравнению с примерно 15-30% для ВР полимера. (Ионное восстановление измеряют сравнением доступности катионных зарядов до и после воздействия высокого сдвига на полимерный водный раствор). Высокое ионное восстановление означает больше катионных зарядов, которые нелегко доступны. Эта характеристика может объяснить лучшее сопротивление воздействию электролитов, характерное для SNF полимера.
С молекулярной точки зрения более низкие нормальные силы и более высокое ионное восстановление могут быть объяснены более высокой степенью разветвления полимерного загустителя, используемого согласно настоящему изобретению. Катионные заряды, расположенные вблизи разветвлений, имеют меньшие степени свободы и, следовательно, являются менее доступными. Повышенная разветвленность также может объяснить улучшенную физическую стабильность конечного продукта (даже при низком содержании электролита).
Фиг.2 показывает преимущество отдушки или ароматизирующего действия, описанного выше и дополнительно описанного в примере III, где сравнивают три композиции мягчителей: первую (контрольную) без полимера, вторую, содержащую ВР полимер, и третью, содержащую полимерный загуститель, требуемый согласно настоящему изобретению (SNF полимер). Как отмечено в примере III, ароматизирующее действие продукта согласно настоящему изобретению на 26% выше, чем у такого же продукта, приготовленного с ВР полимером.
В процессе получения мягчителя тканей дисперсии полимерного загустителя, требуемого согласно настоящему изобретению, диспергируются более быстро, чем полимерный загуститель на основе ВР полимера и, как показано на фиг.3, структура достигает своего равновесного состояния значительно быстрее. Это представляет очень ценный положительный эффект для производителей, так как время, требуемое для создания структуры полимера, оказывается значительно короче, чем с ВР полимером.
Далее настоящее изобретение будет дополнительно пояснено на основе следующих, не ограничивающих объема притязаний примеров. В примерах проценты являются процентами активного вещества по массе, если не указано иначе.
ПРИМЕР I
В настоящем примере предпринята попытка показать различия между полимерным загустителем в объеме притязаний WO 90/12862 (ВР 7050; ВР полимер) и полимерным загустителем, требуемым настоящим изобретением (SNF DP/EP 2037B ex SNF, Франция, SNF полимер). Оба полимера представляют сшитые катионные сополимеры примерно 20% акриламида и примерно 80% этилметакрилатной соли триметиламмония; различием является количество агента сшивания (MBA).
Получение образца: оба полимера экстрагируют при перемешивании 1 г полимера в 2 г этилацетата с последующим центрифугированием. Затем таблетку повторно суспендируют в ацетоне, перемешивают и вновь центрифугируют. Затем полимерную таблетку переносят в сосуд, где ее более трех раз промывают ацетоном, позволяя полимеру осесть, и каждый раз ацетон сливают. Затем каждый полимер сушат в атмофере азота для удаления ацетона.
Полимеры анализируют методом дифференциальной сканирующей хроматографии. Полученные графические зависимости представлены на фиг.4 (ВР полимер) и 5 (SNF полимер).
ВР полимер показывает эндотермы при 124,16°С (вода) и 238,41°С (расплав), и экзотерму при 405,93°С (разложение). На осях Y на обоих графиках представлен расход тепла (Вт/г; ватт/грамм).
SNF полимер показывает эндотермы при 94,46°С (вода) и 240,73°С (расплав) и экзотерму при 404,18°С (разложение).
Единственным значительным наблюдаемым различием между двумя полимерами является начало эндотермы воды. Это указывает на то, что ВР полимер удерживает воду более прочно, чем SNF полимер, что указывает на менее прочное удерживание, или свободную воду.
ПРИМЕР II. Скорость диспергирования экстрагированных полимеров
Этот пример осуществляют, чтобы определить, является ли более высокая скорость диспергирования для SNF полимера следствием присутствия поверхностно-активного со-вещества или следствием отличия полимера от ВР.
Методика: каждый полимер суспендируют в гексане, чтобы создать равные или одинаковые по размеру частицы в 10%-ном растворе. 1 мл этой суспензии переносят в сосуд, содержащий 10 мл воды. Содержимое сосудов перемешивают, переворачивая их 3 раза, и определяют скорость гелеобразования.
Результаты: SNF полимер полностью желатинизировался к концу наблюдения. ВР полимер все еще показывал большие куски полимера. Образец оставляли стоять в течение ночи и к утру получали гель.
Результаты показывают, что SNF полимер диспергируется более легко, чем ВР полимер в отсутствие поверхностно-активного со-вещества. Это указывает на то, что существуют характерные различия между двумя полимерами, отличающиеся от присутствия или типа поверхностно-активного со-вещества или масла.
ПРИМЕР III
Получают три композиции, как описано ниже, которые отличаются полимером загустителя: первая (контрольная) не содержит полимера; вторая содержит ВР 7050 и третья содержит SNF полимер. Рецептуры описаны ниже в таблице:
Результаты анализа: анализ отложения отдушки на ткань методом ТФМЭ (твердофазной микроэкстракции) ГХ/МС. Результаты показаны на фиг.2.
На фиг.2 показано, что при жесткости воды 100 ч/млн композиция мягчителя с SNF полимером доставляет значительно больше отдушки (73% увеличение) на поверхность ткани (сухой) по сравнению с контрольной, не содержащей полимера.
Фиг.2 также показывает, что в присутствии SNF полимера происходит значительно большая доставка отдушки на поверхность ткани при жесткости воды 100 и 500 ч/млн по сравнению с доставкой отдушки такой же композицией мягчителя, но содержащей вместо SNF полимера ВР полимер. Воздействие отдушки при использовании композиции на основе SNF полимера было на 26% выше при жесткости 500 ч/млн, чем для композиции, составленной на основе ВР полимера.
ПРИМЕР IV
В данном примере проводят сравнение кинетики набухания ВР и SNF полимеров. Сшитый полимер, будучи помещенным в соответствующий растворитель, поглощает растворитель и претерпевает набухание до степени, определяемой природой полимера и растворителя. Под набуханием подразумевается способность полимера загущать растворитель, независимо от того, представляет ли он воду или композицию мягчителя тканей.
Деионизированную (ДИ) воду загущают 0,5% (% активного вещества в эмульсии) ВР 7050 или SNF полимера. Полимер в эмульсионном виде быстро добавляют к ДИ воде с помощью шприца. Скорость смешения устанавливают при 250 об/мин и время диспергирования 3 мин. Затем снимают кинетику набухания с использованием вискозиметра Брукфильда RVT (10 об/мин, шпиндель 2). Результаты показаны на фиг.6.
Как показано на фиг.6, конечная вязкость (24Н) ДИ воды, загущенной SNF полимером, достигается сразу же после получения, тогда как в случае ВР полимера для этого требуется 15 мин.
ПРИМЕР V
В данном примере показано влияние содержания агента сшивания.
Определяют влияние уровня агента сшивания на кинетику набухания 0,5% дисперсии SNF в воде. Для этого испытывают четыре уровня агента сшивания, а именно 30, 80, 150 и 200 ч/млн. Результаты показаны на фиг.7. Ясно, что чем выше содержание агента сшивания, тем выше вязкость образующегося геля. Однако увеличение вязкости в зависимости от содержания агента сшивания нелинейное. Кинетика набухания не зависит от содержания агента сшивания.
ПРИМЕР VI
Данный пример показывает кинетику набухания в композициях мягчителя тканей.
Кинетику набухания SNF и ВР полимеров, добавленных к стандартным мягчителям тканей, изучают с использованием в качестве модели Европейской рецептуры 5EQ
Процесс: загрузка объемом 20 л, четырехлопастная мешалка, смешение со скоростью 500 об/мин одной части воды (60°С), отдушка в AI, загуститель в конце (30°С), смешение 15 мин. Результаты представлены на фиг.8.
Как можно видеть из фиг.8, конечная вязкость достигается сразу же после получения мягчителя тканей цикла полоскания, загущенного SNF полимером, тогда как для ВР полимера необходимо от 1 до 2 часов. Эффективность загущения SNF полимером оказывается оптимальной в интервале 80-150 ч/млн агента сшивания. Вязкость снижается за пределами указанного интервала.
ПРИМЕР VII
Повторяют предшествующий пример, но используют лабораторное оборудование для непрерывного и периодического процессов. В периодическом процессе кинетику набухания SNF и ВР полимеров проверяют в пяти рецептурах:
Результаты для рецептур А-Е отражены на фиг.9а-9е соответственно. Независимо от рецептуры композиции, т.е. содержания активных веществ (сложный квартэфир и жирный спирт), кинетика набухания SNF полимера быстрее, чем для ВР полимера. Конечная вязкость достигается сразу же после получения для SNF, тогда как для ВР требуется промежуток времени.
ПРИМЕР VIII
В данном примере использована рецептура А. Смесительные устройства и содержание эмульгатора меняют следующим образом:
VIIIa: высокий сдвиг (смесительный клапан + центробежный насос), 0,2% эмульгатора SA20
VIIIb: низкий сдвиг (смесительный клапан), 0,2% эмульгатора SA20
VIIIc: низкий сдвиг (смесительный клапан), 0,3% эмульгатора SA20.
Результаты представлены на фиг.10а-с. Так же как и в периодических процессах, кинетика набухания продукта по изобретению значительно быстрее, чем продукта на основе ВР загустителя. Не требуется промежутка времени для достижения конечной вязкости с SNF, тогда как ВР полимер требует от 30 мин до 1 часа. Кроме того, кинетики набухания SNF оказываются независимыми от уровня сдвига и содержания эмульгатора.
ПРИМЕР IX
Рецептуру А испытывают на стабильность. Состав с ВР полимером проявляет четкие элементы нестабильности через 6 недель старения, тогда как рецептура с SNF полимером обладает почти прекрасной стабильностью при всех температурах старения: 4°С, КТ (комнатная температура), 35°С и 43°С. Под четкими элементами нестабильности подразумеваются: появление темного кольца; и возможный аспект комкования или свидетельство начала явления флокуляции (фиг.11).
ПРИМЕР Х
В данном примере изучают стабильность к электролиту. В некоторых рецептурах мягчителей тканей необходимо добавление соли для регулирования конечной вязкости конечного продукта. Таким образом, с производственной точки зрения чувствительность мягчителей тканей цикла полоскания к электролитам представляет значительный интерес. В этой связи было показано, что композиции мягчителей тканей с SNF полимерами значительно менее чувствительны к электролитам, чем композиции с ВР полимером. Это проиллюстрировано на основе рецептуры D с 0,01-0,03 % мас. CaCl2. Электролит добавляют в конечный продукт позднее.
Через шесть недель старения загущенная SNF полимером композиция имеет очень хорошую стабильность, тогда как для композиции, содержащей ВР полимер, наблюдают высокую нестабильность. Нестабильность характеризуется наличием множественных колец и тонких комков при комнатной температуре, 35 и 4°С. При 43°С происходит разделение фаз.
ПРИМЕР XI
В настоящем примере испытывают стабильность к сдвигу. Рецептуры с SNF полимером менее чувствительны к сдвигу, чем рецептуры с ВР полимером.
Чувствительность к сдвигу мягчителей тканей, загущенных SNF и ВР полимерами, изучают с использованием рецептуры А. Составы готовят перодическим способом в лабораторном масштабе. SNF и ВР полимеры добавляют в количестве 0,23% (% мас.).
После получения составы подвергают воздействию высших сдвиговых усилий с использованием центробежного насоса (3 бар). Затем сравнивают стабильность при старении.
Через 12 недель старения композиция, содержащая ВР, проявляет нестабильность, характеризующуюся появлением колец и комков при всех температурах старения, тогда как композиции, содержащие SNF, имеют прекрасную стабильность при любых температурах.
Настоящее изобретение относится к концентрированным (загущенным) кондиционерам для тканей, причем кондиционеры для тканей содержат от 0,01 до 35 % мас. катионного мягчителя и, по меньшей мере, 0,001 % мас. конкретного полимерного загустителя, который получают полимеризацией от 5 до 100 моль % катионного мономера винилового присоединения, от 0 до 95 моль % акриламида и от 70 до 300 ч/млн агента сшивания на основе дифункционального мономера винилового присоединения. По сравнению с такими композициями, содержащими аналогичный продукт, но полученный в результате реакции полимеризации с использованием от 5 до 45 ч/млн агента сшивания, достигают существенных преимуществ. Особенно эффективно осуществляется доставка отдушки, содержащейся в композиции мягчителя, к подлежащим обработке тканям. 3 н. и 17 з. п. ф-лы, 17 ил.
(a) от 0,01 до 35% по массе катионного мягчителя;
(b) по меньшей мере 0,001% по массе водорастворимого сшитого катионного полимера, образованного в результате полимеризации от 5 до 100 мол.% катионного мономера винилового присоединения, от 0 до 95 мол.% акриламида и от 70 до 300 ч/млн агента сшивания на основе дифункционального мономера винилового присоединения;
(с) отдушку;
(d) воду и обычные добавки.
в которой R4 представляет алифатическую углеводородную группу, содержащую от 8 до 22 атомов углерода;
R2 и R3 означают (CH2)s-R5, где R5 представляет алкоксикарбонильную группу, содержащую от 8 до 22 атомов углерода, бензил, фенил, (С1-С4)алкилзамещенный фенил, ОН или Н;
R1 представляет (СН2)tR6, где R6 означает бензил, фенил, (С1-С4)алкилзамещенный фенил, ОН или Н;
каждый из символов q, s и t независимо означает целое число от 1 до 3;
Х представляет совместимый с мягчителем анион.
(а) от 0,01 до 35% по массе катионного мягчителя, содержащего биоразлагаемое соединение четвертичного аммония на основе жирного сложного эфира, имеющее формулу
где R1 означает С1-С4 алкил;
R2 и R3 представляют β-С8-С22 ацилоксиэтил или β-гидроксиэтил;
R4 означает алифатическую углеводородную группу, содержащую от 8 до 22 атомов углерода;
q представляет целое число от 1 до 3;
Х означает совместимый с мягчителем анион;
(b) по меньшей мере, 0,001% по массе водорастворимого сшитого катионного полимера, образованного в результате полимеризации от 5 до 100 мол.% катионного мономера винилового присоединения, от 0 до 95 мол.% акриламида и от 70 до 300 ч/млн агента сшивания на основе дифункционального мономера винилового присоединения;
(с) по меньшей мере 0,001% хелатообразующего соединения, способного хелатировать ионы металлов и выбранного из группы, состоящей из соединений аминокарбоновой кислоты, соединений органоаминофосфоновой кислоты и их смесей;
(d) воду и обычные добавки.
| Прибор, замыкающий сигнальную цепь при повышении температуры | 1918 |
|
SU99A1 |
