Brevet FR2531450A1 — publié le 19840210

La présente invention concerne des compositions détergentes à base d'agents non ioniques sans adjuvant actif à utiliser dans le blanchissage de tissus contenant une quantité à effet antistatique d'acide isostéarique et une quantité secondaire d'un polymère cationique particu- lier; l'invention fournit le procédé permettant de confé- rer des propriétés antistatiques aux tissus lavés avec ladite composition. L'utilisation de diverses matières chimiques, et en particulier de composés cationiques d'ammonium qua- ternaire comme assouplissants et agents antistatiques pour les produits textiles est très bien connue des spécialistes. On connaît également bien la façon d'utiliser ces matières pour leurs effets antistatiques et assouplissants pendant le lavage et en particulier le cycle de rinçage du proces- sus de lavage Cette dernière technique a été rendue néces- saire par le fait que les composés quaternaires précités utilisés jusqu'à présent, du fait qu'ils sont principale- ment de nature cationique, n'étaient pas compatibles avec les détergents anioniques, l'un des principaux types de détergents utilisés dans le cycle de lavage En outre, les composés cationiques quaternaires sont relativement ineffi- caces en présence de détergents non ioniques. On sait également bien que les articles lavés ont tendance à jaunir ou à se décolorer lorsqu'ils sont traités avec les composés quaternaires précités. Un autre inconvénient associé à l'utilisation des agents cationiques lorsqu'on les utilise dans le lava- ge de tissus est leur influence sur le dépôt sur les tissus d'agent d'avivage optique, ce qui diminue l'efficacité de l'agent d'avivage optique de la composition détergente qui le contient. Un autre inconvénient de l'assouplissant anti- statique cationique du type ammonium quaternaire est son interférenceavec les propriétés de nettoyage du détergent par réduction de l'élimination des saletés que doit effec- tuer le détergent, ce qui se traduit par une moindre effi- cacité de lavage La présence de la matièré détergente anionique neutralise les propriétés d'assouplissement des tissus des composés cationiques d'ammonium quaternaire et contrecarre l'activité antistatique que présentent ces composés quaternaires. L'utilisation de polymères cationiques hydro- solubles comme agents de traitement pour des compositions de traitement des cheveux, pouvant éventuellement contenir des surfactants anioniques, cationiques, non ioniques et/ou amphotères, est décrite dans le brevet US No 4 027 008 et dans le brevet GB N' l 347 051. L'acide isostéarique a été utilisé dans une com- position de crème huile/eau pour la peau sous forme d'un agent de dispersion dans ladite phase d'huile, que décrit le brevet US N O 4 087 555; comme l'un des composants d'une composition d'émulsionnement ou de solubilisation à quatre composants, comme l'indique le brevet US N 4 097 403; et comme agent de traitement conjointement avec un surfactant 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 tissus comprenant un surfactant non cationique et un isostéarate de métal alca- lin comme agent assouplissant. Cependant, la technique antérieure ne décrit en aucune façon une composition antistatique contenant de l'a- cide isostéarique comme agent antistatique dans une compo- sition détergente non ionique contenant un polymère catio- nique spécifique comme floculant, à utiliser dans le blan- chissage des tissus. On a maintenant découvert que l'addition de po- lymères cationiques particuliers à un système de surfac- tants non ioniques contenant de l'acide isostéarique comme agent antistatique permettait la formulation d'un système pouvant être mélangé au préalable et agir efficacement en l'ajoutant à la machine à laver, dans la combinaison dé- crite des ingrédients. Dans une demande de brevet US en cours, l'acide isostéarique a été utilisé comme agent antistatique effi- cace dans le cycle de lavage en présence d'un tensio-actif non ionique Cependant, l'efficacité était limitée aux conditions d'utilisation dans lesquelles l'acide isostéa- ricue et le surfactant non ionique étaient mis en contact seulement en présence d'un grand volume d'eau dans la ma- chine-à laver Plus particulièrement, l'acide isostéarique est ajouté séparément à l'eau de lavage contenant le dé- tergent non ionique, car il est inefficace comme agent antistatique lorsqu'il est préalablement mélangé avec le surfactant non ionique. On a maintenant découvert que ces composants peuvent être mélangés intimement avant d'être ajoutés dans la machine à laver à condition qu'un troisième composant choisi dans la classe spécifiée de polymères cationiques soit également présent Ceci permet une formulation de détergents non ioniques contenant, comme composant unique, un agent antistatique non cationique efficace, sous une forme plus acceptable par l'utilisateur. En conséquence, la présente invention se propose principalement de fournir une formulation détergente conte- nant un mélange intime d'un surfactant non ionique et d'a- cide isostéarique, offrant une protection antistatique ef- ficace des tissus lavés. Un autre but de la présente invention est de protéger les tissus lavés contre la production d'électri- cité statique à l'aide d'acide isostéarique mélangé au préalable avec un surfactant non ionique contenant des polymères cationiques spécifiés. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle protection conjointement avec des compo- sitions détergentes non ioniques sans additif pendant le processus de lavage domestique, avec un minimum d'interfé- rence avec l'avivage optique. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé permettant de conférer des propriétés antistatiques aux tissus pendant le lavage avec une compo- sition détergente non ionique contenant de l'acide isostéa- rique et certains polymères cationiques, dans le cycle de lavage du processus de blanchissage. Un autre but encore de la présente invention est de fournir une composition assouplissante et antistatique qui peut être utilisée conjointement à des détergents non ioniques et autres additifs de nettoyage, d'avivage et de blanchissage en une seule étape. D'autres buts et avantages de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre, et en particu- lier seront apparents pour les spécialistes de ces techni- ques, d'après cet examen, ou apparaîtront dans la mise en pratique de l'invention Les buts et avantages de l'inven- tion peuvent être réalisés et atteints par les moyens des appareils et combinaisons particulièrement mis en évidence dans les revendications jointes. Pour parvenir aux buts ci-dessus ainsi qu'à d'autres selon la présente invention, telle qu'elle est réalisée et largement décrite ci-après, la composition antistatique destinée au blanchissage des tissus selon la présente invention comprend une quantité à effet antista- tique d'acide isostéarique, un détergent non ionique et un polymère cationique à base d'acrylamide en une quantité efficace pour obvier à l'inactivation des propriétés anti- statiques par ledit détergent; et le procédé permettant de conférer des propriétés antistatiques aux tissus consiste à traiter les tissus avec la composition précitée pendant le blanchissage par addition directe au cycle de lavage. Plus particulièrement, la présente invention concerne une composition antistatique pour le blanchissage de tissus comprenant une composition antistatique ayant un p H maximum d'environ 8 et comprenant environ 1 à 20 % en poids d'acide isostéarique, un détergent non ionique et environ 0, 5 à 10 % en poids d'un copolymère cationique d'un acrylamide et d'un monomère ammonium quaternaire et exempt d'additifs alcalins Cette composition est ajoutée pendant le cycle de lavage du processus de blanchissage. L'acide isostéarique est un isomère à chaîne ramifiée saturé liquide en C 18 de l'acide stéarique de for- mule C 17 H 35 COOH ayant une ramification principalement mé- thylique L'acide isostéarique est une huile insoluble dans l'eau ayant un poids moléculaire d'environ 284, un titre maximum d'environ 10 a C, un indice d'iode d'environ 10 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, la chaîne latérale du groupe méthyle peut être en toute position sauf sur l'atome de carbone terminal Un produit du commerce approprié est Emersol 871 (marque déposée de Emery Industries) qui est un mélange complexe d'isomères ramifiés de l'acide stéari- que. L'acide isostéarique réduit ou empêche la pro- duction d'électricité statique sur le coton et les tissus synthétiques pendant le blanchissage Ces propriétés anti- statiques peuvent être conférées aux tissus en effectuant le blanchissage dans une composition détergente non ioni- que contenant l'acide isostéarique et un floculant poly- mère cationique qui améliore l'effet antistatique de l'aci- de isostéarique dans des détergents non ioniques L'effet antistatique qui est perdu lorsque l'acide isostéarique est mélangé avec un surfactant non ionique concentré avant l'utilisation, est rétabli par la présence d'un polymère cationique dans la composition détergente L'acide iso- stéarique provoaue la co-da-osition dudit surfactant non ionique et de l'acide isosté=rique sur le tissu Le sur- factant non ionique est rend substantif à l'égard du tis- su et est retenu après rinçage en raison de la présence de l'acide isost 6 arique C'est cette co-action inattendue entre le surfactant non ionique et l'acide isostéarique qui confère les propriétés antis-atiques aux tissus traités avec ceux-ci, car ni l'acide isostéarique en soi, ni le surfactant non ionique en sci n'est capable de conférer des propriétés antistatiques aux tissus pendant le proces- sus de blanchissage Cet effet avantageux est obtenu avec une gêne minima sur l'action d'agents d'avivage optique qui peuvent être présents dans la composition détergente. On a constaté encore que l'effet statique dimi- nue en utilisant des quantités croissantes d'acide iso- stéarique, en particulier sur le polyester (Dacron, marque déposée), le "Nylon" (marque déposée) et des tissus en polyester-coton Par conséquent, la quantité à effet anti- statique d'acide isostéarique peut être aussi faible que 1 g et peut atteindre 10 g pour 60 litres d'eau de lavage, ce qui équivaut à environ 0,902 à 0,02 % de la solution de lavage. On a également découvert que le p H de l'eau de lavage ne devait pas dépasser 8, car l'action antistatique de l'acide isostéarique est inactivée par la matière alca- line La présence de chlore de blanchiment dans l'eau de lavage détruit l'activité ar tistatique de l'acide isostéa- rique Ceci est probablement du à la forte alcalinité. L'analyse montre que la majeure partie de l'acide a été convertie en sel Ceci indicue l'tinefficacité des isostéa- rates comme agents antistatizues L'aptitude antistatique est spécifique uniquement de l'acide isostéarique sous forme de l'acide libre La présence de sels tels que Ca Cl 2 ou Mg 504 (cas de l'eau dure) n'affecte pas nuisiblement les propriétés antistatiques de l'acide isostéarique, à condition que le p H ne dépasse pas environ 8 En consé- quence, le détergent doit être exempt de sels additifs alcalins. Un autre ingrédient essentiel de la composition selon l'invention est le polymère cationique qui améliore l'effet antistatique de l'acide isostéarique dans les dé- tergents non ioniques, et rétablit les propriétés antista- tiques perdues lorsque l'acide isostéarique est préalable- ment mélangé avec le surfactant non ionique concentré. Cependant, ces polymères cationiques ne possèdent pas de propriétés antistatiques en soi Ils provoquent le dépôt de surfactant non ionique supérieur à la quantité usuelle d Q à l'acide isostéariqueo Les polymères cationiques hydro- solubles efficaces dans ce cas sont des polymères à base d'acrylamide bien connus dans l'art antérieur Plus parti- culièrement, ce sont des copolymères d'acrylamide et d'un monomère ammonium quaternaire; par exemple le copolymère d'acrylamide et de chlorure de diméthyldiallylammonium. Des exemples particuliers de copolymères d'acrylamide et d'un monomère ammonium quaternaire sont l'Hercofloc 812 et le Merquat 550 (marques déposées). La quantité de polymère cationique utilisée dans la composition détergente non ionique de la présente invention constitue de préférence environ la moitié du poids de l'acide isostéarique, plus particulièrement envi- ron 0,5 à 10 % du poids de la composition détergente. La quantité d'acide isostéarique utilisée con- jointement aux compositions détergentes non ioniques est généralement considérée comme étant une proportion relati- vement faible comparativement au poids des ingrédients actifs présents Cependant, on doit noter que l'on ne doit utiliser qu'une quantité efficace dudit acide isostéarique qui assure réellement les propriétés antistatiques désirées sur les tissus Il est préférable que ledit acide isostéa- rique soit présent en une quantité d'environ 1 % à environ 2531 1450 % en poids de la totalité des ingrédients présents dans la conplosition détergente. La composition de la présente invention peut être utilisée sous forme particulaire, liquide, en compri- més ou autre forme classique Cependant, comme indiqué ci-dessus, les nouvelles compositions antistatiques dé- crites ici peuvent être utilisées dans le cycle de lavage du processus de blanchissage. Selon la présente invention, les surfactants non ioniques à utiliser comme détergents de tissus sont bien connus dans le commerce et comprennent les alcools aliphatiques primaires éthoxylés, les albools aliphatiques secondaires éthoxylés, les alkylphénols éthoxylés, et les produits de condensation de l'oxyde d'éthylène et de l'oxy- de de propylène sur un alcool tels que les Plurafacs (mar- que déposée de-Wyandotte), et leurs mélanges Les déter- gents organiques synthétiques non ioniques sont générale- ment le produit de condensation d'un composé organique hydrophobe aliphatique ou alkyl-aromatique et de groupes oxyde d'éthylène hydrophiles Pratiquement tout composé hydrophobe comportant un groupe carboxy, hydroxy, amido ou amino présentant un atome d'hydrogène libre relié à l'azote peut être condensé avec l'oxyde d'éthylène ou avec le produit de polyhydratation de celui-ci, le poly- éthylène-glycol, pour former un détergent non ionique. En outre; la longueur de la chaine polyâthénoxy peut être ajustée pour obtenir l'équilibre souhaité entre les élé- ments hydrophobes et hydrophiles. Les détergents non ioniques comprennent le pro- duit de condensation de 1 mole d'alkylphénol comportant une chaîne droite ou ramifiée d'environ 6 à 12 atomes de carbone avec environ 5 à 30 moles d'oxyde d'éthylène, -par exemple le nonylphénol condensé avec 9 moles d'oxyde d'é- thylène, le dodécyl-phénol condensé avec 15 moles d'oxyde d'éthvlène et le dinonylphénol condensé avec 15 moles d'oxyde d'éthylène Les produits de condensation des alkyl- thiophénols correspondants avec 5 à 30 moles d'oxyde d'é- thylène conviennent également. Sontégalement inclus dans la classe des déter- gents non ioniques les produits de condensation d'un alcool supérieur (par exemple un alcanol contenant environ 8 à 18 atomes de carbone en configuration de chaîne droite ou ra- mifiée) condensé avec environ 5 à 30 moles d'oxyde d'éthy- lène, par exemple l'alcool lauryl-myristylique condensé avec environ 16 moles d'oxyde d'éthylène. Un groupe préféré de surfactants non ioniques sont les Neodol (marque déposée de Shell Co) éthoxylés qui sont des alcools aliphatiques supérieurs éthoxylés ayant environ 5 à 20 groupes éthylèneoxy par mole d'alcool aliphatique contenant environ 10 à 18 atomes de carbone, comme 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 _ 115 condensé avec 13 moles d'oxyde d'éthylène, etc Les éthoxamères ayant une valeur HLB (balance hydrophile lipophile) d'environ 8-15 donnent un bon rapport d'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 émulsifiants et de mauvais déter- gents non ioniques Le surfactant non ionique peut consti- tuer environ 5 à 75 % en poids de la composition tmtale et cette proportion varie généralement entre envium 5 à % en poids. La composition détergente non ionique de la présente invention peut également comporter das additifs classiques de blanchissage tels que des agents d'avivage optique, des germicides, des agents de mise en suspension de la saleté, des agents antiredéposition, des antioxydants, des matières colorantes (colorants et pigments), des par- funms, des alcools hydrosolubles, des renforçateurs de mousse, etc, à condition qu'ils n'altèrent pas l'action antistatique de l'acide stéarique. Les exemples suivants illustrent le procédé de la présente invention Cependant, ils doivent être consi- dérés comme illustratifs et nullement limitatifs. EXEMPLES i à 4. On ajoute, en mélangeant intimement, à 60 g d'un mélange homogène de 33 % de Neodol 23-6,5 ( 1), de 0,66 % de Tinopal 5 BM ( 2) (marque déposée) (agent d'avivage optique>, de 8,3 % d'alcool éthylique et de 58 % d'eau, 4 g d'acide isostéarique et 2 g de Hercofloc 812 ( 3) (un copolymère cationique spécial fabriqué par Hercules Inc). A titre de comparaison, on utilise des quantités de 60 g du mélange agent non ionique-agent d'avivage optique-al- cool-eau ne contenant que Hercofloc 812, ou que l'acide isostéarique, ou ni l'un ni l'autre Chacun de ces mélanges est ajouté à une machine à laver alors qu'elle est chargée de 65 litres d'eau du robinet à 49 C Pour le mélange ne contenant ni polymère ni acide isostéarique, on ajoute séparément 4 g d'acide isostéarique Tous les essais sont effectués en double dans des machines séparées et on cal- cule la moyenne des résultats. Lorsque l'agitation commence, une charge de tissus mixtes de morceaux d'environ 1290 cm de croisé de polyester tricoté double (P), de Nylon Banlon (N) (mar- que déposée), d'un mélange à 65-35 % de polyester-coton (PC), de jersey d'acétate (A) et une serviette de coton sont ajoutés, le cycle normal de lavage-rinçage est termi- né, et les tissus sont séchés au tambour L'efficacité antistatique est déterminée en mesurant la charge en kilo- volts engendrée sur les tissus synthétiques après un frot- tement de 5 secondes avec de la laine (P, N et PC) ou du polyester (A) L'efficacité de l'agent d'avivage est dé- terminée en mesurant la fluorescence (Rb) des serviettes en coton. Ex Détergent contenant Effet Essai de-l'effet statique statique" dans le P N PC A : sécheur 1 Acide isostéarique oui 18,8 1,4 12,0 3,0 343 2 Hercofloc 812 oui 12,5 6,3 6,3 7,5 310 3 Acide isostéarique - et Hercofloc 812 non 0,8 0,4 2,4 8,3 307 4 Aucun ajout au dé- tergent; acide iso- stéarique ajouté séparément non 0,7 O O 0,3 333 Un nombre inférieur indique une meilleure efficacité an- tistatique. %>Un nombre supérieur indique un meilleur rendement de l'a- gent d'avivage. ( 1) Alcool aliphatique en C 12 13 éthoxylé ayant une moyenne de 6 g 5 moles d'oxyde d'éthylène (Shell Co). ( 2) Agent d'avivage du type stilbène (Ciba-Geigy). ( 3) Un copolymère cationique d Uacrylamide et de méthosul- fate de 2-(triméthylammonio)éthyle méthacrylate. Il est évident que l'addition d'acide isostéa- rique ou du polymère cationique Hercofloc 812 à un déter- gent non ionique avant dilution à l'eau dans la machine à laver (Exemples 1 et 2) n'offre pas la protection des tis- sus lavés contre la production d'électricité statiqueo Cependant, l'addition des deux réactifs au détergent (Exemple 3) assure une excellente protection contre l'élec- tricité statique (avec un minimum d'interférence sur l'avi- vage optique) qui est presque équivalente à celle obtenue par l'addition séparée d'acide isostéarique et de détergent à la machine à laver (Exemple 4) - EXEMPLES 5 à 12. Dans les exemples 6, 8, 10 et 12, on mélange préalablement 20 g de Neodol 23-6,5, 4 g d'acide isostéa- * rique et 2 g (base active) de polymères cationiaues et on les ajoute à 65 litres d'eau du robinet dans une machine à laver. Dans les exemples 5, 7, 9 et 11, on formule une composition détergente contenant 33 % de Neodol non ioni- que, 8,3 % d'alcool éthylique, 58 % d'eau et 0,66 % d'agent d'avivage Tinopal On lave une charge mixte de polyester, "Nylon", acétate, polyester-coton ( 65/35) et une serviette de coton-polyester à 49 C, on rince à froid et on sèche sur tambour On mélange préalablement 2 g de Hercofloc avec les compositions des exemples 7 et 8; 4 g de Gafquat actif à 50 % (marque déposée) dans les exemples 9 et 10; et 25 g de Merquat ( 8 % de matière active)(marque déposée) dans les exemples 11 et 12. Ex Polymère cationique Effet Indice Gain de Serviette statique statiques poids Rb b à la sortie du du sécheur polyester (g) 5, 6 Néant oui 17, 26 O, O 360 1,4 7, 8 Hercofloc 8123 non 5, 7 0,15 0,15 317 4,4 9,10 Gafquat 7344 oui 27, 31 O, O 214 2,8 11,12 Merquat 5505 non 13, 14 0,15 0,37 310 3,9 *Charge développée par frottement, additionnée pour 4 tis- sus. 4 Polymère d'ammonium quaternaire provenant de la réaction de sulfate de diméthyle et d'un copolymère de vinyl-pyrro- lidone et de méthacrylate de diméthylaminoéthyle. Polymère quaternaire provenant d'acrylamide et de monomère de chlorure de diméthyldiallylammonium. Les serviettes provenant des essais sur Herco- floc et Merquat donnent une plus grande impression de sou- plesse que les autres (estimation au toucher). La matière adsorbée sur le polyester est élimi- née par extraction à l'éther et on constate, par spectro- scopie infrarouge, qu'elle consiste en acide isostéarique et en une grande quantité inhabituelle de Neodol 23-6,5 (surfactant non ionique). L'acide isostéarique n'est pas adsorbé par le polyester et est inefficace comme agent antistatique lors- qu'il est préalablement mélangé avec du Neodol 23-6,5, comme le montrent les exemples 5 et 6 Cependant, l'addi- tion de Hercofloc 812 ou de Merquat 550 (exemples 7, 8, 11 et 12) compense au moins en partie l'inactivation de l'aci- de isostéarique prémélangé avec le surfactant La composi- tion contenant du Gafquat des exemples 9 et 10 est ineffi- cace pour obvier à l'inactivation de l'acide isostéarique, ce qui montre le caractère spécifique de la classe des flo- culants efficaces. On comprend bien que la description détaillée ci-dessus est donnée simplement en tant qu'illustration et que des variations peuvent être réalisées sans s' éloi- gner de l'esprit de la présente invention L'abrégé donné en annexe vaut simplement pour la convenance des techni- ciens et on ne doit lui prêter aucun poids en ce qui con- cerne les objectifs de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Composition antistatique pour le blanchissage des tissus, caractérisée en ce qu'elle comprend une quan- tité à action antistatique d'acide isostéarique, un déter- gent non ionique et un polymère cationique à base d'acryl- amide en une quantité efficace pour neutraliser l'inacti- vation des propriétés antistatiques par ledit détergent. 2 Composition selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle contient de plus un agent d'avivage optique. 3 Composition selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle est exempte de sels additifs alcalins. 4 Composition selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle a un p H maximum d'environ 8. 5 Composition selon la revendication 1, carac- térisée en ce que ledit polymère cationique est un copoly- mère d'acrylamide et d'un monomère d'ammonium quaternaire. 6 Composition selon la revendication 5, carac- térisée en ce que le polymère cationique est un copolymère d'acrylamide et de chlorure de diméthyldiallylammonium. 7 Composition selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le détergent non ionique est le produit de condensation d'un composé organique hydrophobe alipha- tique ou alkyl-aromatique et de groupes oxyde d'éthylène hydrophiles. 8 Composition selon la revendication 7, carac- térisée en ce que ledit détergent non ionique est choisi dans le groupe comprenant des alcools aliphatiques primai- res éthoxylés, des alcools aliphatiques secondaires éthoxy- lés, des alkylphénols éthoxylés, des produits de condensa- tion d'oxyde d'éthylène-oxyde de propylène sur un alcool, et leurs mélanges. 9 Procédé destiné à conférer des propriétés antistatiques aux tissus, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter les tissus avec la composition de la revendication 1 pendant le blanchissage. Procédé selon la revendication 9, caracté- risé en ce que la composition est ajoutée directement au cycle de lavage pendant le blanchissage.