Brevet FR2531462A1 — publié le 19840210

La présente invention concerne un procédé per- mettant de conférer des propriétés antistatiques aux tis- sus, qui consiste à traiter les tissus avec une quantité à effet antistatique d'acide isostéarique pendant le blan- chissage avec un détergent non ionique à-un p H maximum de 8, ledit acide isostéarique étant ajouté séparément au cours du cycle de lavage. Les tissus synthétiques sont très sujets à produire une charge d'électricité statique au frottement, par exemple pendant le séchage au tambour qui suit le la- vage, ou en cours d'utilisation normale. L'utilisation de diverses matières chimiques et en particulier de composés cationiques d'ammonium quater- naire comme assouplissants et agents antistatiques pour les produits textiles est bien connue en pratique On con- nait également la façon d'utiliser ces matières pour leurs effets antistatiques et assouplissants pendant l'opération de blanchissage et en particulier pendant le cycle de rin- çage du processus de blanchissage Cette dernière techni- que a été rendue nécessaire par le fait que les composés quaternaires précités utilisés jusqu'à présent, qui sont de nature principalement cationique, ne sont pas compati- bles avec les détergents anioniques, l'un des principaux détergents utilisés dans le cycle de lavage. De plus, les agents antistatiques habituels du type sel d'ammonium quaternaire ont une efficacité limitée dans les détergents entièrement non ioniques. On sait également que les articles lavés ont tendance à jaunir ou à se décolorer lorsqu'ils sont trai- tés avec les composés quaternaires précités. Un autre inconvénient associé à l'utilisation desdits agents cationiques dans le-blanchissage des tissus est leur interférence avec le dépôt, sur les tissus, d'a- gent d'avivage optique, ce qui réduit le rendement dudit agent dans une composition détergente qui le contient. Un autre inconvénient encore des agents assou- plissants antistatiques cationiques du type ammonium qua- ternaire est leur interférence avec les propriétés de net- toyage du détergent, par réduction de l'élimination de la saleté effectuée par le détergent, se traduisant par une moins bonne efficacité de lavage La présence du détergent anionique annule sensiblement les propriétés d'assouplisse- ment des tissus des composés cationiques du type ammonium quaternaire et contrecarre l'activité antistatique minimale que présentent ces composés quaternaires. En conséquence, les agents quaternaires précités ont été combinés avec un alkyl-éthanolamide dans le cycle de rinçage afin d'assurer un état antistatique aux tissus synthétiques tels que le Nylon (marque déposée) comme dé- crit dans le brevet US No 3 451 927. Le brevet US N O 3 954 632 décrit une composition antistatique et d'assouplissement des tissus compatible avec descompositions détergentes anioniques, non ioniques et ampholytiques comprenant une argile particulière du type smectite, des agents antistatiques cationiques et des agents acides favorisant la compatibilité tels que les acides gras à utiliser comme additif dans le bain de lavage du linge. Les acides gras ont été utilisés dans les compo- sitions détergentes liquides comprenant des mélanges de surfactants anioniques et non ioniques comme inhibiteurs de corrosion, comme décrit dans les brevets US N O 4 079 078 et NO 4 105 592; comme agents favorisant le nettoyage en l'absence d'additifs, comme décrit dans le brevet US N O 4 285 841; comme agents stabilisants dans les déter- gents contenant des enzymes, comme décrit dans le brevet US N O 4 287 082; et comme ingrédient principal en même temps qu'un surfactant non ionique pour obtenir une meil- leure efficacité globale de lavage au cours des opérations de lavage, comme décrit dans le brevet US N O 3 953 351. L'acide isostéarique a été utilisé dans une composition en crème pour la peau huile/eau comme agent dispersant dans la phase d'huile, comme décrit dans le brevet US N' 4 087 555; comme l'un des composants d'une composition d'émulsionnement ou de solubilisation à quatre composants, comme décrit dans le brevet US N' 4 097 403; et comme agent de traitement conjointement avec un surfac- tant dans des compositions de shampooings, comme décrit dans le brevet US N O 3 590 122. Le brevet US N O 3 625 905 décrit-une composition de nettoyage et d'assouplissement pour des tissus compre- nant un surfactant non cationique et un isostéarate de mé- tal alcalin comme agent assouplissant. Cependant, la technique antérieure ne décrit en aucune façon le procédé de traitement de tissus avec de l'acide isostéarique pendant le cycle de lavage pour con- férer des propriétés antistatiques aux tissus lavés avec un détergent non ionique. On a maintenant découvert que l'acide isostéa- rique fournit un traitement efficace pour obvier à l'effet de la charge d'électricité statique pendant le séchage. après le blanchissage ou en utilisation normale des tissus synthétiques On a également constaté que ce traitement peut être appliqué avec succès pendant le blanchissage. En conséquence, la présente invention se propose principalement de fournir des tissus protégés pendant le blanchissage contre la production subséquente d'électricité statique. Un autre but de l'invention est de fournir un agent antistatique efficace en présence des surfactants non ioniques. Un autre but encore de la présente invention est de fournir une telle protection conjointement aux com- positions détergentes entièrement non ioniques pendant le procédé de blanchissage domestique. Un autre but de la présente invention est de fournir une protection antistatique qui n'interfère pas avec le rendement de l'agent d'avivage optique. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un procédé d'utilisation de l'acide iso- stéarique comme additif du cycle de lavage pendant le blanchissage des tissus avec des surfactants non ioniques. D'autres buts et avantages de l'invention res- sortiront de la description aui va suivre. Pour atteindre les buts ci-dessus ainsi que d'autres selon la présente invention, le procédé de l'in- vention conférant des propriétés antistatiques aux tissus synthétiques, consiste à traiter les tissus avec une quan- tité, à effet antistatique, d'acide isostéarique pendant le blanchissage avec un détergent entièrement non ionique. D'autres acides gras tels que les acides décanoïque, stéa- rique, ricinoléique et dimères se sont montrés inefficaces comme agents antistatiques en présence de surfactants non ioniques. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé destiné à conférer des propriétés an- tistatiques aux tissus pendant le blanchissage, qui con- siste à ajouter séparément l'acide isostéarique à l'eau de lavage contenant un détergent non ionique, à maintenir la- dite eau de lavage à un p H maximum d'environ 8, et à laver les tissus en présence de cet acide isostéarique. L'acide isostéarique est un acide à chaîne ra- mifiée saturée liquide en C 18, isomère de l'acide stéarique, de formule C 17 H 35 CCOOH ayant une ramification principalement méthylique L'acide isostéarique est une huile insoluble dans l'eau ayant un poids moléculaire d'environ 284, un titre maximum d'environ 10 'C, un indice d'iode d'environ au maximum, un indice de saponification d'environ 180 au minimum et comprend de préférence un groupe méthyle en position 8, 9 ou 10 Cependant, cette chaîne latérale à groupe méthylique peut être en toute position sauf sur ' l'atome de carbone terminal Un produit du commerce appro- prié est l'Emersol 871 (marque déposée de Emery Industries) qui est un mélange complexe d'isomères ramifies de l'acide stéarique. L'acide isostéarique réduit ou empêche la pro- duction d'électricité statique sur les tissus synthétiques pendant le lavage Ces propriétés antistatiques peuvent être conférées aux tissus par lavage dans une composition détergente non ionique avec addition au cycle de lavage d'acide isostéarique qui provoque la co-déposition dudit surfactant non ionique et de l'acide isostéarique sur les tissus Le surfactant non ionique est rendu substantif à l'égard du tissu et est retenu après le rinçage grâce à la présence de l'acide isostéarique C'est cette cooaction inattendue entre le surfactant non ionique et l'acide iso- stéarique qui confère les propriétés antistatiques aux tis- sus traités avec ces derniers, car ni l'acide isostéarique en soi, ni le surfactant non ionique en soi n'est capable de conférer des propriétés antistatiques aux tissus pen- dant le procédé de blanchissage Cet effet bénéfique est obtenu sans affecter de façon nuisible le pouvoir déger- gent du surfactant -non ionique et sans interférer avec l'action des agents d'avivage optique pouvant être présents dans la composition détergente. On a en outre constaté que l'effet statique diminue avec l'utilisation de quantités croissantes d'aci- de isostéarique, en particulier sur les tissus en polyester (Dacron), Nylon (marques déposées) et polyester-coton En conséquence, la quantité à effet antistatique d'acide iso- stéarique peut être aussi faible que I g et peut aller jusqu'à 10 g pour 60 litres d'eau de lavage, ce qui équi- vaut à environ 0,002-0,02 % de la solution de lavage. On a également constaté que le p H de l'eau de lavage ne doit pas dépasser 8, car l'activité antistatique de l'acide isostéarique est inactivée par les substances alcalines La présence de chlore de blanchiment dans l'eau de lavage neutralise l'activité antistatique de l'acide isostéarique Ceci est probablement du à la forte alcali- nité L'analyse montre que dans des conditions alcalines, la majeure partie de l'acide a été convertie en sel Le manque de protection statique dans ces conditions montre l'inefficacité des isostéarates comme agents antistatiques. L'aptitude antistatique est spécifique seulement de l'acide isostéarique sous forme d'acide libre La présence de sels tels que Ca C 12 ou Mg SO 4 (comme dans l'eau dure) ne nuit pas aux propriétés antistatiques de l'acide isostéarique à con- dition que le p H ne dépasse pas environ 8 En conséquence, le détergent doit être exempt de sels alcalins additifs. On a encore constaté que l'acide isostéarique est inactivé par le prémélange avec le surfactant non ioni- que Par conséquent, il est essentiel que l'acide isostéa- rique soit ajouté à l'eau de lavage séparément de l'addi- tion du détergent non ionique L'affinité entre l'acide isostéarique et le surfactif non ionique est supposée em- pêcher la codéposition dudit surfactant non ionique et de l'acide isostéarique, interférant ainsi avec la fonction antistatique de ladite combinaison. Selon la présente invention, les surfactants non ioniques à utiliser comme détergent pour tissus sont tous bien connus dans le commerce et comprennent les al- cools aliphatiques primaires éthoxylés, les alcools ali- phatiques secondaires éthoxylés, les alkylphénols éthoxylés et les produits de condensation d'oxyde d'éthylène-oxyde de propylène sur un alcool, par exemple les Plurafacs (marque déposée de Wyandotte), et leurs mélanges Les dé- tergents organiques synthétiques non ioniques sont généra- lement le produit de condensation d'un composé organique hydrophobe aliphatique ou alkyl-aromatique et de groupes oxydes d'éthylène hydrophiles Pratiquement tout composé hydrophobe présentant un groupe carboxy, hydroxy, amido ou amino ayant un atome d'hydrogène libre relié à l'atome d'azote peut être condensé avec l'oxyde d'éthylène ou avec son produit de polyhydratation, le polyéthylèneglycol, pour former un détergent non ionique En outre, la lon- gueur de la chaîne polyéthénoxy peut être ajustée pour obtenir l'équilibre désiré entre les éléments hydrophobes et hydrophiles. Les détergents non ioniques comprennent le pro- duit de condensation de 1 mole d'alkylphénol à chaîne al- kyle contenant environ 6 à 12 atomes de carbone droite ou ramifiée, avec environ 5 à 30 moles d'oxyde d'éthylène, par exemple, le nonylphénol condensé avec 9 moles d'oxyde d'éthylène, le dodécylphénol condensé avec 15 moles d'oxy- de d'éthylène et le dinonylphénol condensé avec 15 moles d'oxyde d'éthylène Les produits de condensation d'alkyl- thiophénols correspondants avec 5 à 30 moles d'oxyde d'é- thylène conviennent égalemento La classe des détergents non ionique comprend également les produits de condensation d'un alcool supé- rieur (par exemple un alcanol contenant environ 8 à 18 atomes de carbone en configuration de chaîne droite ou ramifiée) condensé avec environ 5 à 30 moles d'oxyde d'éthylène, par exemple l'alcool lauryl myristylique con- densé avec-environ 16 moles d'oxyde d'éthylène. Un groupe préféré de surfactants non ioniques sont les Neodol (marque déposée de Shell Coo) éthoxylés, qui sont des alcools aliphatiques supérieurs éthoxylés ayant environ 5 à 20 groupes éthylèneoxy par mole d'alcool aliphatique contenant environ 10-18 atomes de carbone, par exemple un alcanol en C 12 _ 13 condensé avec 6,5 moles d'oxyde d'éthylène, un alcanol en C 12 _ 15 condensé avec 12 moles d'oxyde d'éthylène, un alcanol en C 14 _ 15 condensé avec 13 moles d'oxyde d'éthylène, etco Les éthoxamères ayant un HLB (balance hydrophile/lipophile) d'environ 8-15 assurent une bonne émulsification H/E (huile/eau), tandis que les éthoxamères ayant une faible valeur HLB (inférieure à 8) contiennent moins de 5 groupes éthylène- oxy, et sont de mauvais émulsionnants et de mauvais déter- gents non ioniques Lorsque les mauvais émulsionnants sont prémélangés avec l'acide isostéarique, il se produit un dépôt acceptable sur les tissus; tandis que les bons émulsionnants empêchent le dépôt de l'acide isostéarique sur le tissu En conséquence, il est nécessaire que l'acide isostéarique soit utilisé comme additif du cycle de lavage du processus de blanchissage avec des surfactants non ioni- ques ayant un pouvoir détergent satisfaisant. La composition détergente non ionique de la pré- sente invention peut également comprendre des additifs de blanchissage classiques tels que des agents d'avivage op- tique, des germicides, des agents de mise en suspension de la saleté, des agents antiredéposition, des antioxydants, des matières colorantes {colorants et pigments), des par- fumns, des alcools hydrosolubles, des renforçateurs de mousse, etc, à condition qu'ils n'interfèrent pas avec l'activité antistatique de l'acide isostéarique. Les exemples suivants illustrent l'invention de façon particulière, mais sans aucunement la limiter. EXEMPLES 1 à 5. On prépare un détergent liquide non ionique en mélangeant jusqu'à homogénéité du Neodol 23-6,5 ( 1) ( 33 %), du Tinopal 5 BM( 2) ( 0,66 %) (marque déposée), de l'alcool éthylique ( 8,3 %) et de l'eau ( 58 %) A 60 g de ce déter- gent dans 66 litres d'eau du robinet à 49 C dans une ma- chine à laver Whirlpool, on ajoute 0, 3 ou 6 g d'acide isostéarique ou de Arosurf TA-100 (chlorure de distéaryl- diméthyl-ammonium)(marque déposée) puis une charge de tissu constituée de morceaux d'environ 1290 cm 2 de croisé de polyester tricoté double (P), de Nylon Banlon (N)(marque déposée), un mélange à 65-35 % de polyester- coton (PC) et de la percale de coton (C) ainsi que 4 morceaux d'une saleté normale de 77 x 100 mm de Nylon de tissu d'essai (TFN) et coton (TFC), Argile/coton Scientific Services (SSC) et argile/polyester-coton (SSPC) et EMPA 101 (marque déposée) Ensuite, on sèche les tissus dans des sécheurs à tambour électriques Westinghouse Oh effectue une lecture de la réflectance des morceaux salis comme mesure du pou- voir détergent (RD), de la fluorescence comme mesure de l'efficacité de l'agent d'avivage optique (Rb) et de la charge développée sur les tissus synthétiques après frot- tement pendant 5 secondes avec de la laine à une faible humidité relative comme mesure de l'efficacité antistati- que (charge) On conduit des essais en double pour chaque cas dans des machines et sécheurs séparés et on calcule la moyenne des résultats. ( 1) Alcool aliphatique en C 12 _ 13 éthoxylé ayant une moyenne de 6,5 moles d'oxyde d'éthylène (Shell Co). ( 2) Agent d'avivage optique du type stilbène (Ciba-Geigy). Ex Agent anti- statique 1 Néant 2 3 g d'Arosurf TA-100 3 3 g d'acide isostéarique 4 6 g d'Arosurf TA-100 6 g d'acide isostéarique Charge (Kv) P 11,5 N 2,4 PC 24,0 Rb' C TFN 54,5 34 Te 7 C 34,7 RDM SSC 61,5 SSPC 71,1 EMPA 17,2 ,7 13,8 25,5 38 44,2 33,1 62,1 69,2 18,3 0,6 0,3 14,2 232 42,1 34,6 63,3 72,8 17,1 2,2 13,0 19,5 28 38,9 33,5 61,5 69,7 17,6 0,6 0,3 3,1 234 31,8 35,1 ' Un nombre inférieur indique s'est produite ou un meilleur qu'une charge 63,0 65,9 17,9 inférieure rendement antistatiqueo E Un nombre supérieur indique davantage de fluorescence ou un meilleur-rendement d'avivage. ^Un nombre supérieur indique une plus grande réflexion de la lumière ou un tissu plus propre. Il est évident que l'acide isostéarique assure un effet antistatique bien meilleur que l'Arosurf TA-100 avec une concentration de moitié, qu'il n'interfère pas avec le rendement de l'agent d'avivage comme c'est le cas du composé quaternaire, et affecte le pouvoir détergent à peine davantage que le composé quaternaire. EXEMPLES 6 à 13. Des morceaux de Dacron (D), de Nylon (N), de Dacron-coton (DC) et d'acétate (Ac) sont lavés à 49 C, rincés à froid et séchés au tambour, en utilisant 20 g de Neodol 23-6,5 comme détergent dans la machine à laver. Apres avoir introduit de l'eau et apres 1 minute d'agita- tion, on ajoute l'acide isostéarique et, apres encore une minute, on introduit les tissus dans la machine à laver. Ex Acide iso Effet Gain de poids D N DC Ac Sum stéarique statique Dacron (g) dans le sécheur 6,7 O oui 0, O -1,4 -9,3 >-16 * 2,0 29 8,9 2 non 0,3 0,2 -1,1 + 2,6 -10,3 -3,2 17 ,11 4 non 0,95 0,75 -0,4 0,5 4,3 -4,7 10 12,13 6 non 1,50 1,45 -0,5 -0,5 1,0 -4,6 7 L'acide isostéarique présente un effet de répon- se à la dose défini sur le polyester, le Nylon et le poly- ester-coton, mais non sur le jersey d'acétate D'une façon générale, l'effet statique diminue avec l'augmentation de la quantité d'acide isostéarique. EXEMPLES 14 et 15. Des morceaux de tissus comme dans les exemples 6 à 13, plus une serviette, sont lavés 1, 2 et 4 fois dans un détergent non ionique contenant soit 1 g d'acide iso- stéarique, soit 1 g de Arosurf TA-100 chaque fois, sans séchage entre les lavages On suit le même processus que dans les exemples 6 à 13, c'est-àdire que le détergent est ajouté pendant le remplissage de la machine à laver par l'eau Au bout de 1 minute, le composé quaternaire ou l'acide isostéarique est ajouté a l'eau de lavage Après encore 1 minute, les tissus sont ajoutés et sont lavés pendant 14 minutes à 49 C Après le lavage final, les tis- sus sont séchés au tambour. Composé quaternaire Ex Lavages Effet statique dans le ____sécheur 14 1 oui 2 oui 4 oui Acide isostéarique 1 oui 2 non 4 léger EXEMPLES 16 et 17. On répète Gain de poids Dacron o O O O, l Og 0,15 0,18 Essai d'effet statique D N DC Ac Sum -8,0 -10,0 -9,0 -7,5 -3,1 -4,0 -18,0 -15,0 -16,5 + 2,4 + 2,1 + 2,1 -21 -19,5 -16,5 -10,5 -8,5 -13,5 + 1,8 + 1,5 + 3,8 + 1,5 + 2,8 + 3,4 les exemples 14 et 15 en utilisant 2 g d'agent antistatique dans le cycle de lavage au lieu de 1 g. Composé quaternaire Ex Lavages Effet Gain de Essai d'effet statique statique dans le sécheur 1 oui 2 oui 4 oui isostéarique 1 non 2 non 4 non poids Dacron D O O 0,38 0,40 0,60 -8,0 -8,5 -7,2 -0,62 -0,68 -0,75 N -16, 5 -16,0 -13,5 + 0,25 t O,55 o 0,65 DC Ac Sum -15,8 -15,8 -16,0 -3,0 -0,6 -0,85 + 5,5 + 5,0 + 7, 0 + 1,5 + 1,35 + 0,35 Acide A la quantité de 2 g, l'acide isostéarique est très efficace 'au premier lavage et légèrement meilleur en répétant les lavages. Le composé quaternaire est inefficace comme agent antistatique même au bout de 4 lavages Cependant, il a un effet assouplissant. Les lectures de réflectance de-lumière (RD) sur les morceaux lavés après 1, 2 et 4 lavages dans les exem- ples 14 à 17 restent sensiblement les mêmes, que l'on uti- lise l g ou 2 g du composé quaternaire ou de l'acide iso- stéarique, ce qui montre l'absence quasi-totale d'effets nuisibles sur les propriétés détergentes du surfactant non ionique Cependant, les lectures de la fluorescence (Rb) sur le tissu éponge de coton lavé, le polyester-coton et le Nylon Banlon augmentent avec le nombre de lavages en uti- lisant l'acide isostéarique, ce qui montre la plus grande absorption d'agent d'avivage et un meilleur rendement dudit agent Cependant, les morceaux traités par le composé qua- ternaire jaunissent beaucoup plus après des lavages répétés, et présentent une interférence considérable avec le rende- ment de l'agent d'avivage, excepté sur les morceaux en acé- tate. Bien que la présente invention ait été décrite et illustrée avec des exemples particuliers, on doit com- prendre que des modifications et des variations de compo- sitions et de procédés seront considérées comme tombant dans le domaine des revendications. 2 531462 REVENDICATIONS 1 Procédé destiné à conférer des propriétés antistatiques aux tissus, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter les tissus avec une quantité à effet antistati- que d'acide isostéarique dans le cycle de lavage pendant une opération de blanchissage, avec des détergents non ioniques à un p H maximum d'environ 8. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter séparément l'acide isostéa- rique à l'eau de lavage contenant lesdits détergents non ioniaues. 3 Procédé selon la revendication -1, caractérisé en ce que l'acide isostéarique est un mélange d'isomères ramifiés de l'acide stéarique. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition détergente non ionique contient un agent d'avivage optique. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition détergente non ionique est exempte de sels additifs alcalins. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détergent non ionique est le produit de con- densation d'un composé organique hydrophobe aliphatique ou alkyl-aromatique et de groupes oxyde d'éthylène hydrophiles. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détergent non ionique est un produit de conden- sation d'un alcanol contenant environ 8 à 18 atomes de car- bone à chaîne droite ou ramifiée avec environ 5 à 30 moles d'oxyde d'éthylène. 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détergent non ionique est choisi dans le grou- pe comprenant les alcools aliphatiques primaires éthoxylés, les alcools aliphatiques secondaires éthoxylés, les alkyl- phénols éthoxylés, les produits de condensation d'oxyde d'éthylène-oxyde de propylène sur un alcool, et leurs mé- langes.