ES2945725T3 - Nueva composición humectante - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a una composición humectante que comprende (a) de 20 a menos de 50 % en peso de uno o más alcoholes C10 a C14, (b) 25 a 70 % en peso de un tensioactivo seleccionado entre no iónico, catiónico, aniónico y tensioactivo anfótero, y (c) de 5 a 50% en peso de un componente polar que comprende al menos uno seleccionado de (i) agua, y (ii) hasta 25% en peso de un solvente orgánico C1-C3 miscible en agua, para métodos para usar la composición humectante, y productos y composiciones acuosas que contienen la composición humectante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Nueva composición humectante
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a la humectación de superficies de baja temperatura. En particular, la invención se refiere a composiciones humectantes que pueden disminuir la tensión superficial de una composición líquida acuosa. La invención también se refiere a composiciones líquidas acuosas de tensión superficial reducida y a métodos para mejorar la humectabilidad acuosa de una superficie de baja energía mediante el uso de composiciones acuosas que contienen la composición humectante.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
La tensión superficial es una propiedad de un líquido en contacto con un gas, tal como el aire. La tensión superficial de un líquido está gobernada por la tendencia de las moléculas en el líquido a ser atraídas entre sí y refleja la fuerza de las interacciones de cohesión intermoleculares entre las moléculas del líquido. En líquidos de alta tensión superficial, las fuerzas de cohesión que promueven interacciones intermoleculares entre moléculas en el líquido son más fuertes que las fuerzas de adhesión que promueven la interacción de las moléculas de líquido con el aire. Se requiere más trabajo para interrumpir las interacciones intermoleculares de cohesión y para aumentar el área superficial del líquido de alta tensión superficial, en comparación con el líquido de baja tensión superficial.
La humectación es un fenómeno determinado por la interacción de un líquido con un sustrato (tanto un sólido como con otro líquido) y la posterior dispersión del líquido sobre el sustrato. La capacidad de un líquido para humedecer refleja la capacidad de un líquido de dispersarse sobre una superficie particular sin ninguna fuerza impulsora, tal como cuando las fuerzas de capilaridad influyen sobre la dispersión del líquido debido a problemas de morfología de la superficie (por ejemplo, arañazos muy pequeños) en la superficie de la superficie que va a humedecerse. Sin embargo, incluso las fuerzas de capilaridad están gobernadas por la tensión superficial de un líquido.
La capacidad de un líquido para humedecer la superficie de un sustrato sólido se mide por la energía interfacial entre el líquido y el sólido. La energía interfacial se define por la diferencia entre la tensión superficial del líquido y la energía superficial del sólido. Cuanto más pequeño sea este valor, más grande será la capacidad de un líquido de dispersarse sobre el sólido. Si la tensión superficial del líquido es alta y la energía superficial del sólido es baja, entonces la energía interfacial entre los dos es alta y, por lo tanto, no tendrá lugar la humectación. En tales circunstancias, el líquido se describirá como no humectante para el sustrato. Sin embargo, si se disminuye la tensión superficial del líquido y/o se aumenta la energía superficial del sólido, entonces se reducirá la energía interfacial entre los dos, permitiendo de este modo que se produzca la humectación.
El agua tiene una tensión superficial de aproximadamente 72 mN/m a 20 °C. Las superficies que tienen una energía baja no son humedecidas fácilmente por líquidos acuosos, incluyendo el agua, debido a la tensión superficial relativamente alta del líquido, lo que da como resultado una energía interfacial alta. Por lo tanto, puede decirse que dichas superficies de baja temperatura son hidrófobas. La escasa humectabilidad acuosa de la superficie de baja energía puede suponer un problema cuando el líquido acuoso se dispersa de forma deseable sobre la superficie por alguna razón.
En la naturaleza, en la mayoría de los procesos de fabricación y en la agricultura, es muy difícil aumentar la energía superficial de un sólido. Como resultado, casi siempre es necesario disminuir la tensión superficial del líquido para mejorar la dispersión del líquido sobre el sólido.
A modo de ejemplo, en la industria agrícola, se aplican composiciones agrícolas a la flora para suministrar un compuesto activo, tal como un herbicida, fungicida, pesticida o fertilizante líquido o en partículas. Típicamente, el compuesto activo es suministrado en un sistema de líquido acuoso como una pulverización foliar. Sin embargo, los componentes de una planta, tales como las hojas, los brotes y los tallos, son inherentemente hidrófobos, lo que significa que la humectabilidad de las superficies objetivo mediante la pulverización foliar debe ser controlada para asegurar que el compuesto activo alcance y recubra las superficies y no simplemente se escurra hasta el suelo, lo que hace que la aplicación no sea completamente efectiva.
Adicionalmente, es deseable que los tintes, tales como las tintas, se esparzan sobre el papel o los tejidos y similares. Cuando se tiñen tejidos hechos de fibras sintéticas como el nailon y el poliéster, se prefiere humedecer completamente las superficies de las fibras para que el tinte produzca una cobertura uniforme sobre la fibra. La capacidad humectante del baño de tinte es particularmente importante al teñir fibras sintéticas que han sido tratadas con una resina de fluoroacrilato que hace que la superficie sea inherentemente hidrófoba.
Además, la humectación de partículas por líquidos acuosos tiene problemas cuando las partículas son inherentemente hidrófobas y/o cuando los espacios vacíos entre las partículas evitan la penetración del líquido en el sustrato. Por ejemplo, en la industria de tableros de partículas laminadas, las escamas de partículas de madera individuales se recubren con una resina de base acuosa, que puede curarse y endurecerse tras la exposición a condiciones adecuadas, permitiendo de este modo que la resina funcione como pegamento para las partículas. Sin embargo, debido a que la escama de partícula seca tiene una energía libre superficial muy baja, es decir, es una superficie escasamente humectante y como la mezcla de resina tiene una tensión superficial relativamente alta, la energía interfacial entre los dos es alta. Esto impide la transferencia y la dispersión de la resina sobre la superficie de la escama. Si no se aplica eficazmente la resina a una escama grande, esto podría producir zonas de debilidad que tendrán un impacto sobre la integridad del panel resultante formado a partir de las escamas de partículas de madera.
El ángulo de contacto (0) se utiliza comúnmente para cuantificar la humectación de un sustrato. El ángulo de contacto es la tangente que forma la interfase de líquido (L)/vapor (V) con la superficie del sólido (S) en la línea de contacto de las tres fases. El ángulo de contacto está determinado por las propiedades del líquido y la superficie del sólido, y la interacción y equilibrio de las fuerzas intermoleculares (es decir, fuerzas de cohesión y de adhesión) entre ellos. Cuando se coloca una gota de líquido sobre una superficie, el ángulo de contacto del líquido estará en el intervalo de 0° a 180°. Un ángulo de contacto de 0° indica una humectación perfecta y el líquido forma una película fina sobre la superficie del sustrato. En comparación, un ángulo de contacto de más de 90° indica una situación sin humectación, mientras que una humectación sucede cuando se observa un ángulo de contacto de 0° < 0 <90°. Por lo tanto, el ángulo de contacto es una medida del proceso de humectación de un sólido particular con un líquido particular. Sin embargo, independientemente de la energía superficial del sólido, si puede reducirse la tensión superficial de un líquido, entonces el líquido se dispersará con más eficacia.
Pueden conseguirse mejoras en la humectación de un sólido por un líquido mediante la adición de un tensioactivo al líquido. Existen muchas clases diferentes de tensioactivos y se usan ampliamente en una variedad de industrias. Generalmente, los tensioactivos son compuestos anfifílicos que tienen un grupo de cabeza hidrófilo y una cola hidrófoba. Los tensioactivos pueden migrar a la interfase de tres fases de líquido, superficie y aire, y absorberse en la interfase para mejorar la humectabilidad y la dispersión del líquido. Sin embargo, la adsorción de tensioactivos en la interfase reduce la concentración de tensioactivo en la mayor parte del líquido, aumentando, por tanto, la tensión superficial del líquido y decelerando la humectación hasta que más moléculas de tensioactivo migran a la interfase de tres fases. Esto se conoce como el fenómeno stick/slip (del inglés, fijado/deslizado). El fenómeno slip/stick, junto con la formación de micelas en el líquido una vez que la concentración de tensioactivo alcanza la concentración micelar crítica (CMC), limita el rendimiento de humectación de muchos tensioactivos. Estas micelas deben romperse para mantener la concentración de tensioactivo que esté disponible para migrar a, y ser eficaz en, la interfase de tres fases.
Las organosiliconas son una clase poderosa de tensioactivos utilizados en productos farmacológicos y para el cuidado personal, así como para composiciones agroquímicas. Un ejemplo de un tensioactivo de organosilicona disponible en el mercado es Silwet L-77™, que es un etoxilato de trisiloxano. Otros tensioactivos de organosilicona comerciales incluyen Silwet 408™ y Silwet HS312™. Se ha informado de que los tensioactivos de organosilicona tienen una tensión superficial de 20-26 mN/m (Kovalchuket al, Advances in Colloid and Interface Science, Volumen 210, agosto de 2014, páginas 65-71) y la excelente capacidad de dispersión de los tensioactivos que se cree que se debe a la compacta estructura principal de siloxano del grupo de cola hidrófobo. Sin embargo, aunque los tensioactivos de organosilicona son eficaces, se cree que estos compuestos pueden actuar como disruptores endrocrinos para poblaciones de insectos, incluyendo las abejas. Adicionalmente, aunque la porción de etoxilato de la organosilicona puede ser fácilmente biodegradable, la porción de siloxano se hidrolizará lentamente con el tiempo a una tasa de entre un 2 y un 8 % al año, dependiendo de la humedad y temperatura ambientales. Como resultado, la biodegradabilidad ambiental de estos tensioactivos es considerablemente baja. Los productos de descomposición de los tensioactivos de organosilicona también pueden generar suelos hidrófobos, lo que no es deseable para aplicaciones agrícolas.
Los fluorotensioactivos son otra clase de tensioactivos altamente eficaces, que son compuestos sintéticos que tienen un grupo de cabeza hidrófilo y una cola de fluorocarbono hidrófoba. Estos tensioactivos pueden generar líquidos acuosos que tienen una tensión superficial mínima de 15 a 20 mN/m, que pueden utilizarse en pinturas y recubrimientos, adhesivos, agentes limpiadores, agentes antivaho y antiestáticos y espumas contra incendios. Sin embargo, un inconveniente de los fluorotensioactivos es que pueden crear productos de descomposición altamente tóxicos, que pueden persistir en el medio ambiente y ser bioacumulativos. Por ejemplo, se ha descubierto que el agua subterránea en algunos sitios de entrenamiento de extinción de incendios puede permanecer contaminada con fluorotensioactivo más de una década después de que se haya utilizado el sitio por última vez.
La Solicitud de Patente Internacional número PCT/AU2012/000335 describe una composición humectante que contiene un 50 % en peso o más de un alcohol C5 a C12 insoluble en combinación con un tensioactivo, que está formulado para su adición a un líquido acuoso para mejorar la capacidad del líquido acuoso para humedecer una superficie de baja energía. Sin embargo, un problema con alguna de estas composiciones es que pueden ser extremadamente olorosas, lo que puede limitar la utilidad práctica de las composiciones en algunas aplicaciones. Otras composiciones humectantes se conocen de las Patentes US5385750 A, US2010234232 A1, WO2012135895 A1 y CH344079.
Sigue siendo deseable desarrollar composiciones y métodos alternativos que puedan mejorar la humectabilidad acuosa de superficies hidrófobas de baja energía.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a composiciones humectantes que están destinadas a su adición a un líquido acuoso que humedece deseablemente una superficie de baja energía.
En un aspecto, la presente invención proporciona una composición humectante que comprende:
(a) del 20 a menos del 50 % en peso de uno o más alcoholes C10-C14;
(b) del 25 al 70 % en peso de uno o más tensioactivos seleccionados entre un tensioactivo no iónico, catiónico, aniónico y anfótero; y
(c) del 5 al 50 % en peso de un componente polar que comprende al menos uno seleccionado entre (i) agua y (ii) hasta el 25 % en peso de un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua.
En otro aspecto de la invención, se proporciona una composición líquida acuosa que comprende una composición humectante según se describe en el presente documento y un líquido acuoso.
En otro aspecto de la invención, se proporciona un método de disminución de la tensión superficial de un líquido acuoso, comprendiendo el método la etapa de añadir una composición humectante según se describe en el presente documento al líquido acuoso.
También se proporciona un método de humectación de una superficie de baja energía con un líquido de energía superficial relativamente alta, comprendiendo el método la etapa de:
añadir una composición humectante según se describe en el presente documento al líquido; y
poner en contacto la superficie de baja energía con el líquido que comprende la composición humectante.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Ahora se describirán realizaciones de la invención haciendo referencia a las siguientes Figuras, que están destinadas a ser únicamente ejemplares y en las que:
La Figura 1 es un gráfico que ilustra el cambio en la tensión superficial (mN/m) con el tiempo (s) para un líquido acuoso que comprende el 0,1 % de una composición humectante que comprende un 50 % de tensioactivo no iónico, un 25 % de dodecanol y un 25 % de 2-butoxietanol de una realización de la invención.
La Figura 2 es un gráfico que ilustra el cambio en la tensión superficial (mN/m) con el tiempo (s) para un líquido acuoso que comprende un 0,5 % de una composición humectante que comprende un 50 % de tensioactivo no iónico, un 25 % de dodecanol y un 25 % de etanol de una realización de la invención.
La Figura 3 es un gráfico que ilustra el cambio en la tensión superficial (mN/m) con el tiempo (s) para un líquido acuoso que comprende un 1,0% de una composición humectante que comprende un 50 % de tensioactivo no iónico, un 25 % de dodecanol y un 25 % de etanol de una realización de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Según se utiliza en el presente documento, las formas singulares "un," "una" y "el/la" designan tanto al singular como al plural, a menos que se indique expresamente que designan únicamente al singular.
El término "aproximadamente" y el uso de intervalos en general, tanto si se califican con el término aproximadamente como si no, significa que el número comprendido no se limita al número exacto expuesto en el presente documento y pretende referirse a intervalos sustancialmente dentro del intervalo citado mientras no se alejen del alcance de la invención. Según se utiliza en el presente documento, los expertos en la materia entenderán "aproximadamente" y variará en cierta medida en el contexto en el que se utilice. Si hay usos del término que no son claros para los expertos en la materia dado el contexto en el que se usa, "aproximadamente" significará hasta más o menos el 10 % del término particular.
Los porcentajes (%) a los que se hace referencia en el presente documento se basan en el porcentaje en peso (es decir, % en peso, p/p o p/v) a menos que se indique lo contrario.
Las composiciones humectantes descritas en el presente documento están destinadas a su adición a líquidos acuosos que deseablemente humedecen una superficie de baja energía. La composición humectante comprende un tensioactivo en combinación con un alcohol de cadena larga y al menos un componente polar. La composición humectante se añade a un líquido acuoso para reducir la tensión superficial del líquido acuoso.
En un aspecto, la presente invención proporciona una composición humectante que comprende:
(a) del 20 a menos del 50 % en peso de uno o más alcoholes C10-C14;
(b) del 25 al 70 % en peso de uno o más tensioactivos seleccionados entre un tensioactivo no iónico, catiónico, aniónico y anfótero; y
(c) del 5 al 50 % en peso de un componente polar que comprende al menos uno seleccionado entre (i) agua y (ii) hasta el 25 % en peso de un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua.
La composición humectante comprende al menos un alcohol C10-C14 como un componente de la composición. El al menos un alcohol C10-C14 está presente en la composición humectante en una cantidad igual o superior al 20 % a menos del 50 % en peso. La composición humectante puede contener un solo alcohol C10-C14. Como alternativa, puede haber más de un alcohol C10-C14, por lo que la composición humectante puede contener una mezcla de dos o más alcoholes C10-C14. El alcohol C10-C14 o mezcla de alcoholes C10-C14 puede considerarse como el componente alcohólico de la composición humectante.
Los alcoholes C10-C14 son generalmente insolubles o poco solubles en agua debido al gran número de átomos de carbono presentes en las moléculas. Por "insoluble en agua" se entiende que el alcohol no se disuelve en agua incluso con estímulo por calor y/o agitación. Los alcoholes C10-C14 pueden tener una solubilidad en agua que sea igual o inferior a 10 mg/l a 20 °C.
Los alcoholes C10-C14 son alcoholes alifáticos y pueden ser alcoholes primarios, secundarios o terciarios que tengan una estructura de hidrocarburo lineal o ramificada compuesta de 10 a 14 átomos de carbono. Por tanto, los alcoholes pueden tener una longitud de cadena de C10 hasta, e incluyendo, C14.
El uso de un alcohol C10-C14 en la composición humectante es importante, ya que se cree que los alcoholes influyen ventajosamente en la capacidad del tensioactivo en la composición humectante para ensamblarse en la interfase de líquido/vapor, como se explica más adelante.
En una realización, la composición humectante comprende una mezcla de dos o más alcoholes C10-C14. Por ejemplo, una composición humectante de una realización de la invención puede comprender una mezcla de un alcohol C12 y un alcohol C14. En tales realizaciones, la cantidad total de alcohol C10-C14 en el componente alcohólico de la composición humectante permanece en el intervalo del 20 a menos del 50 % en peso.
En una forma, la composición humectante comprende al menos un alcohol alifático de cadena lineal C10-C14. Sin embargo, puede haber más de un alcohol alifático de cadena lineal C10-C14 en la composición humectante.
Ventajosamente, los alcoholes C10-C14 son menos olorosos que otros alcoholes alifáticos de cadena larga, tales como 1-octanol (alcohol C8). En consecuencia, en algunas realizaciones, las composiciones humectantes que comprenden alcoholes C10-C14 no requieren aditivos, tales como fragancias, para enmascarar el olor de la composición.
En una realización, la composición humectante comprende un alcohol alifático de cadena lineal C10, C12 o C14, o una mezcla de tales alcoholes. Los alcoholes C10, C12 y C14 alifáticos de cadena lineal ejemplares pueden ser 1-decanol, 1-dodecanol y 1-tetradecanol.
En una forma, la composición humectante comprende un alcohol C12, tanto solo como en una combinación con un alcohol C10 o un alcohol C14.
Cuando la composición humectante comprende un alcohol C12 en mezcla con un alcohol C10 o alcohol C14, la proporción relativa de alcohol C12 con respecto al alcohol C10 o alcohol C14 en la mezcla de alcoholes puede estar en el intervalo desde 50:50 hasta 90:10.
Una persona experta apreciaría que la proporción relativa de alcohol C12 y C10 o C14 se basa en la cantidad relativa de cada componente en peso. Es decir, a una proporción relativa de 50:50, la composición comprenderá un alcohol C12 y un alcohol C10 o C14 en cantidades en peso iguales. Por tanto, la proporción relativa también refleja la proporción en peso de los compuestos de alcohol en la mezcla.
En una realización, la composición humectante comprende un alcohol C12 en combinación con un alcohol C10. En tales realizaciones, la proporción relativa de alcohol C12 con respecto al alcohol C10 puede estar en el intervalo desde 50:50 a 80:20 en peso.
En otra realización, la composición humectante comprende un alcohol C12 en combinación con un alcohol C14. En tales realizaciones, la proporción relativa de alcohol C12 con respecto a alcohol C14 puede estar en el intervalo desde 56:44 hasta 87:13 en peso. En una preferencia, la proporción relativa de alcohol C12 con respecto a alcohol C14 es aproximadamente 70:30 en peso.
Como el alcohol C12 puede estar presente en una cantidad mayor que el alcohol C10 o C14, puede formar el componente principal del componente alcohólico (es decir, el componente (a)) de la composición humectante.
En una realización, la composición humectante comprende una mezcla de 1-dodecanol en combinación con 1-decanol o 1-tetradecanol. La proporción relativa de 1-dodecanol con respecto a 1-decanol o 1-tetradecanol en la composición puede estar en los intervalos descritos anteriormente.
En una realización particular, la composición humectante comprende una mezcla de 1-dodecanol y 1-tetradecanol. La proporción relativa de 1-dodecanol con respecto a 1-tetradecanol en la mezcla de alcoholes puede estar en el intervalo desde 50:50 hasta 90:10 en peso. Por ejemplo, la proporción relativa de 1-dodecanol con respecto a 1-tetradecanol puede seleccionarse entre 50:50, 56:44, 60:40, 70:30, 80:20, 87:13, 85:15 o 90:10 en peso.
La composición humectante puede comprender una cantidad adecuada de alcohol C10-C14. La cantidad total de alcohol C10-C14 está equilibrada con los componentes restantes de la composición, que también están presentes en proporciones definidas.
En algunas realizaciones, la cantidad total de alcohol C10-C14 en la composición humectante es al menos el 20 % de la composición, y puede ser al menos el 21 %, al menos el 22 %, al menos el 23 %, al menos el 24 % o al menos el 25 % de la composición. La cantidad total de alcohol C10-C14 puede ser hasta el 49 %, hasta el 48 %, hasta el 47 %, hasta el 45 %, hasta el 35 %, hasta el 30 % o hasta el 28 % en peso de la composición. La cantidad total de alcohol C10-C14 puede estar en cualquier concentración dentro de cualquiera de estos límites superiores e inferiores, por ejemplo, entre el 22 y el 47 %, o del 25 al 45 % en peso.
En algunas realizaciones, la composición humectante puede comprender uno o más alcoholes C10-C14 en una cantidad total de aproximadamente el 20, 22,5, 25, 30, 35, 40 o 45 % en peso.
La composición humectante de la presente invención también comprende un tensioactivo. El componente de tensioactivo constituye del 25 al 70 % en peso de la composición humectante y comprende al menos un tensioactivo seleccionado entre un tensioactivo no iónico, catiónico, aniónico y anfótero. El componente de tensioactivo de la composición humectante puede comprender una mezcla de dos o más de los tensioactivos mencionados anteriormente. Donde hay una mezcla de tensioactivos, la cantidad total de tensioactivo en la composición humectante está en el intervalo del 25 al 70 %.
Es un requisito que el componente de tensioactivo de la composición humectante no comprenda ningún tensioactivo de organosilicona o fluorotensioactivo.
Los tensioactivos para la composición humectante son compuestos anfifílicos y pueden seleccionarse entre aquellos que pueden disminuir la tensión superficial de un líquido acuoso, incluyendo el agua. El tensioactivo debe ser al menos parcialmente, y preferiblemente totalmente, soluble en el líquido acuoso objetivo. Por "al menos parcialmente soluble" se entiende que al menos aproximadamente el 50, 65, 75, 80, 90 o 95 % de una cantidad del tensioactivo es capaz de disolverse en el líquido acuoso. La persona experta será capaz de determinar fácilmente la solubilidad de un tensioactivo seleccionado en un líquido acuoso.
El tensioactivo no debe experimentar reacciones químicas con el alcohol C10-C14 u otros aditivos en la composición humectante. Adicionalmente, el tensioactivo debe seleccionarse para que no experimente reacciones químicas con el líquido acuoso al que se añadirá o con cualquiera de los componentes del líquido acuoso al que se añadirá. No debe haber reacciones químicas incluso tras la aplicación de calor. Por "no experimentar reacción química" o "sin reacciones químicas" se quiere decir que no haya reacciones que formen nuevos productos químicos. Puede haber enlaces de hidrógeno u otras interacciones químicas reversibles entre los productos químicos. El tensioactivo no debe reaccionar químicamente con la superficie de baja energía o se producirán problemas de adhesión. Preferiblemente, el tensioactivo no forma hidrógeno u otros enlaces con la superficie de baja energía.
El tensioactivo se selecciona ventajosamente para que no sea tóxico ni inflamable. El tensioactivo no debe afectar adversamente a las características del líquido acuoso al que se añadirá, que no sea reducir o ayudar a reducir su tensión superficial. Es ventajoso si tensioactivo no cambia las características del líquido acuoso, incluyendo el color, la viscosidad y el olor.
En una realización, el tensioactivo puede ser biocompatible, biodegradable y no tóxico. Esto puede ser ventajoso para una composición humectante destinada a su uso en composiciones agrícolas, donde se desee la compatibilidad ambiental y la no toxicidad para los peces y otros organismos presentes en cursos de agua naturales. Para otras aplicaciones donde sea deseable la biocompatibilidad, tales como composiciones cosméticas o nutracéuticas/farmacéuticas destinadas a su aplicación al cabello, la piel o las uñas, el tensioactivo debe seleccionarse para que no sea alergénico y no debe irritar la piel.
En otra realización, el tensioactivo puede ser uno seleccionado para mantener un líquido acuoso complejo, tal como una resina de base acuosa, en una fase dispersa. Esto es especialmente importante cuando se utilizan partículas de pigmento, como el dióxido de titanio, en resinas. Cuando la resina se utiliza para recubrir una escama de partícula de madera utilizada, por ejemplo, en la formación de un tablero de partículas, el tensioactivo seleccionado debe ser uno que sea resistente al calor en las temperaturas a las que será expuesto el tablero durante el proceso de curado y no debe afectar a la capacidad de la resina para curarse y de este modo endurecerse. Si el tensioactivo no es resistente al calor, cualquier descomposición del tensioactivo a alta temperatura daría como resultado subproductos no tóxicos que no son perjudiciales para el entorno circundante. Cuando la resina es para papel de recubrimiento, el tensioactivo debe ser estable a la luz UV si es importante que el papel no se decolore por ningún subproducto de descomposición de la molécula de tensioactivo.
En otra realización, el tensioactivo puede ser uno seleccionado para mantener los herbicidas, pesticidas o fertilizantes en polvo, u otras formulaciones en polvo que contengan otros agentes, en una suspensión acuosa estable para permitir que el herbicida, pesticida, fertilizante u otro agente sean aplicados como en forma de un spray. El tensioactivo debe ser capaz de reducir la humectabilidad dinámica del líquido acuoso al que se añade (aunque pueden utilizarse mediciones estáticas para determinar esto). Algunos tensioactivos son capaces de reducir la tensión superficial estática de un líquido acuoso, pero el alto peso molecular y la baja movilidad resultante de algunos tensioactivos significa que no es posible reducir la tensión superficial dinámica de un líquido acuoso; esto los hace menos valiosos en algunas realizaciones.
En algunas realizaciones, puede ser deseable que el tensioactivo no forme espuma. Sin embargo, la composición humectante no se limita al uso de tensioactivos no espumantes, puesto que el alcohol C10-C14 de la composición humectante, que puede actuar como inhibidor de la espuma, podría suprimir la espuma. Por ejemplo, los tensioactivos aniónicos, tales como las sales de sodio de monoalquil o dialquil sulfosuccinatos, pueden reducir eficazmente la tensión superficial de un líquido, pero su uso conduce a la formación de espuma en muchas aplicaciones. En tales circunstancias, el alcohol C10-C14 puede actuar para inhibir la formación de espuma.
La composición humectante comprende al menos un tensioactivo seleccionado entre un tensioactivo no iónico, catiónico, aniónico y anfótero. Pueden utilizarse tensioactivos capaces de autoensamblarse en micelas en un líquido acuoso.
Puede haber más de un tensioactivo en la composición humectante y cada tensioactivo puede ser igual o un tipo de tensioactivo diferente. Cuando se hace referencia aquí al tensioactivo en singular, debe entenderse que incluye más de un tensioactivo dentro de su alcance, a menos que el contexto evidencie lo contrario.
En general, la adición de un tensioactivo a otro generalmente no produce un efecto aditivo sobre la tensión superficial. En vez de esto, en muchas circunstancias, la capacidad de una mezcla de tensioactivos para disminuir la tensión superficial puede limitarse a la del tensioactivo de mejor rendimiento dentro de la mezcla.
Los tensioactivos según se describen en el presente documento (lo que incluye una mezcla de tensioactivos) pueden tener un equilibrio hidrófilo lipófilo (HLB, del inglés Hydrophilic Lipophilic Balance) mayor a aproximadamente 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 o 17.
Ventajosamente, el tensioactivo está presente en una cantidad superior o igual al 25 % en peso hasta un máximo del 70 % en peso de la composición humectante. El tensioactivo puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 o 70 % en peso, o cualquier concentración dentro de estos límites. Por ejemplo, el componente de tensioactivo puede formar del 30 al 65 % en peso o del 40 al 60 % en peso de la composición humectante. Adicionalmente, puede haber más de un tensioactivo y cuando hay presente más de un tensioactivo, la cantidad total de tensioactivos en la composición humectante está dentro del intervalo de concentración deseado.
Los tensioactivos utilizados para preparar la composición humectante pueden estar en forma sólida o líquida. En una realización, el tensioactivo está en forma líquida. Cuando se utilizan mezclas de tensioactivos, la mezcla de tensioactivos puede estar en forma líquida. Puede ser más conveniente combinar un tensioactivo en forma líquida con el alcohol C10-C14 y el componente polar para formar la composición humectante descrita en el presente documento. En algunas realizaciones, puede aplicarse calor para ayudar a combinar los componentes.
Los tensioactivos en forma líquida pueden ser líquidos puros (es decir, que contienen únicamente el tensioactivo) o soluciones que contienen un tensioactivo disuelto o disperso en un disperso en un disolvente. Un disolvente ejemplar puede ser el agua. Por tanto, el compuesto tensioactivo forma parte de una solución de tensioactivo. También puede haber presentes otros compuestos o componentes en la solución de tensioactivo.
Las soluciones de tensioactivo pueden comprender una cantidad adecuada de tensioactivo disuelta o dispersa en el disolvente. Por ejemplo, una solución de tensionactivo puede comprender un 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 85 %, 90 % o 95 % de tensioactivo en un disolvente.
Se apreciaría que el componente de tensioactivo de la composición humectante está compuesto del compuesto o compuestos tensioactivos per se. Como tal, cuando se utiliza una solución de tensioactivo para preparar la composición humectante, la cantidad de solución de tensioactivo combinada con el componente de alcohol C10-C14 se selecciona para asegurar que la concentración resultante de compuesto activo tensioactivo en la composición humectante final esté en el intervalo del 25 al 70 % en peso. A modo de ilustración, 100 g de una composición humectante que comprende 50 g de una solución al 50 % en peso de tensioactivo contendrán el 25 % en peso de tensioactivo.
El tensioactivo puede ser un etoxilato, tal como un nonilfenol alcoxilato o alcohol alcoxilato, tal como un alcoxilato (vendido como BL8); un dodecil sulfato; o un compuesto de alquilamonio cuaternizado. El tensioactivo puede ser uno vendido con el nombre Teric® (cualquiera de la serie Teric, aunque se prefieren las series N, 12A, 9A, 13A9, 16A, 7ADN y BL), DS10025® o DS10030®, Tween®, Dynol® o Surfynol®.
En algunas realizaciones, el tensioactivo es no iónico. El tensioactivo no iónico (que incluye una mezcla de tensioactivos) puede tener un equilibrio hidrófilo lipófilo (HLB) mayor a aproximadamente 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 o 17.
Algunos ejemplos de tensioactivos no iónicos que pueden usarse adecuadamente solos o en combinación con uno o más de otros tensioactivos incluyen: etoxilatos de alcoholes grasos (tales como monododecil éter de octaetilenglicol y monodecil éter de pentaetilenglicol); etoxilatos de alquilfenol (tales como nonoxinol y Triton X-100); etoxilatos de ácidos grasos (tales como etoxilatos de ácidos esteárico, oleico o laurilo grasos), aminas etoxiladas y amidas de ácidos grasos (tales como amina de sebo polietoxilada, y amidas, tales como cocamida monoetanolamina y coamida dietanolamina); copolímeros de bloque de óxido de etileno/óxido de propileno (tales como poloxámeros); ésteres de ácidos grasos de glicerol (tal como monoestearato de glicerol y monolaurato de glicerol); ésteres de ácidos grasos de sorbitol (incluyendo tensioactivos Span®, tales como monolaurato de sorbitán, monoestearato de sorbitán y triestearato de sorbitán, y sus etoxilatos, tales como Tween® 20, Tween® 40, Tween® 60 y Tween® 80); ésteres de ácidos grasos de sacarosa; y poliglucósidos de alquilo (tales como glucósido de decilo, glucósido de laurilo y glucósido de octilo). El tensioactivo no iónico puede ser un tetrametildecinodiol etoxilado (por ejemplo, marca Surfynol™), que puede ser solo o en mezcla con un alquilenglicol (tal como etilenglicol) o un alcoxilato de alcohol. En una realización, la composición humectante comprende un tensioactivo de poliglucósido de alquilo. Los poliglucósidos de alquilo son tensioactivos derivados del azúcar (es decir, glucosa y sacarosa) que tienen un grupo de cabeza a base de azúcar hidrófilo y una cola de alcohol graso C8-Cm Dichos tensioactivos pueden ser deseables debido a su rendimiento e impacto mínimo sobre el medio ambiente. Adicionalmente, su biodegradabilidad y derivación de fuentes naturales pueden convertirlos en candidatos atractivos para composiciones humectantes respetuosas con el medio ambiente. El poliglucósido de alquilo puede proporcionarse en una solución para combinar con el componente de alcohol C10-C14 y el componente polar para formar la composición humectante. Por ejemplo, el poliglucósido de alquilo puede proporcionarse en una solución al 50 % en peso en agua.
Los ésteres de ácidos grasos de alcoholes, tales como glicoles y glicerol (mono-, di- y tri- ésteres) también pueden ser deseables en algunas realizaciones, puesto que los productos de descomposición de estos tensioactivos pueden producir un impacto ambiental mínimo, haciéndolos deseables para aplicaciones agrícolas.
En algunas realizaciones, el tensioactivo es aniónico. Los tensioactivos aniónicos pueden pertenecer a clases seleccionadas entre tensioactivos de sulfato, sulfonato, fosfato y carboxilato. Los tensioactivos aniónicos pueden utilizarse en forma de ácido libre o en forma neutralizada, tales como formas de sal, incluyendo formas de sal de amonio, amina orgánica, magnesio, potasio y sodio.
Algunos ejemplos de tensioactivos aniónicos que pueden utilizarse adecuadamente solos o en combinación con uno o más de otros tensioactivos incluyen: sulfatos de alquilo (tales como laurilsulfato sódico y dodecilsulfato sódico); alquil éter sulfatos (tales como lauret sulfato sódico y miret sulfato sódico); sulfosuccinatos (tal como dioctil sulfosuccinato sódico); sulfonatos de alquilbenceno (tales como sulfonato de dodecilbenceno y disulfonato de dodecil difenil éter); aril-alquil éter fosfonatos; alquil éter fosfatos; y alquil carboxilatos (tales como estearato sódico, laurato sódico y lauroil sarcosinato sódico). Una persona experta apreciaría que pueden existir otras formas de sal de los tensioactivos aniónicos mencionados anteriormente.
En algunas realizaciones, pueden preferirse tensioactivos aniónicos, tales como alcoholes alifáticos de cadena lineal o ramificados mono o disulfonados o fosfatados. También pueden utilizarse tensioactivos obtenidos a partir de la sulfonación directa de hidrocarburos, tales como sulfonatos de alfa olefina y alcano sulfonatos secundarios.
En realizaciones particulares, son adecuados los tensioactivos tipo aril alquilfenol monosulfonados conocidos comúnmente como ácido LABS (ácido didecal bencil sulfónico linear, del inglés Linear Dodecal Benzyl Sulphonic Acid) y sales de LABS, tales como amonio y trietanolamina de LABS. Pueden utilizarse disulfonatos de dodecil difenilo (por ejemplo, Dowfax 2AO) en su forma de ácido libre y neutralizada, especialmente en combinación con tensioactivos no iónicos adecuados. El sulfosuccinato de dioctilo y sus sales de sodio y amonio (DOS) pueden ser agentes de humectación rápida útiles, especialmente en combinación con alcoxilatos de alcohol alifáticos.
En algunas realizaciones, el tensioactivo es catiónico. Los tensioactivos catiónicos pueden pertenecer a clases seleccionadas entre compuestos de amonio cuaternario y aminas primarias, secundarias o terciarias dependientes del pH. Los tensioactivos catiónicos pueden utilizarse en forma neutralizada, tal como formas de sal que incluyen formas de sal de bromuro y cloruro.
Algunos ejemplos de tensioactivos catiónicos que pueden utilizarse adecuadamente solos o en combinación con uno o más de otros tensioactivos incluyen compuestos de amonio cuaternario de alquilo, tales como: cloruro de behentrimonio, cloruros de benzalconio (BAC, incluyendo cloruro de dimetilbencilamonio, cloruro de cetalconio (CKC) y cloruro de estearalconio, cloruro de bencetonio, cloruro de benzododecinio, bromuro de carbetopendecinio, bromuro de cetrimonio (CTAB), cloruro de cetrimonio (CTAC), cloruro de cetilpiridinio (CPC), cloruro de didecilmetilamonio, bromuro de dimetildioctadecilamonio (DODAB), cloruro de dimetildioctadecilamonio, bromuro de domifeno, diclorhidrato de octenidino y bromuro de tonzonio. Una persona experta apreciaría que pueden existir otras formas de sal de los tensioactivos catiónicos mencionados anteriormente.
Un tensioactivo catiónico preferido pertenece a la clase de cloruros de benzalconio (BAC) y pueden seleccionarse entre tensioactivos de cloruro de dimetilbencilamonio, cloruro de cetalconio y cloruro de estearalconio.
En algunas realizaciones, el tensioactivo es anfótero. Los tensioactivos anfóteros tienen grupos ácidos y básicos dentro de la misma molécula de tensioactivo. Los grupos ácidos y básicos pueden formar grupos aniónicos o catiónicos, dependiendo del pH. Los tensioactivos anfóteros pueden ser zwiteriónicos y portar una carga tanto negativa como positiva a cierto pH.
Puede emplearse un tensioactivo anfótero en algunas circunstancias, puesto que los tensioactivos pueden comportarse como tensioactivos catiónicos o aniónicos en ciertas condiciones de pH. Por ejemplo, a pH ácido o bajo (por ejemplo, pH <6), el tensioactivo anfótero se protonará y podrá actuar como tensioactivo catiónico, mientras que a pH alcalino o alto (por ejemplo, pH >8), el tensioactivo anfótero se desprotonará y actuará como tensioactivo aniónico.
Algunos ejemplos de tensioactivo anfóteros que pueden utilizarse adecuadamente solos o en combinación con uno o más de otros tensioactivos incluyen óxidos de alquilamina, tales como óxido de lauramina y óxido de miristamina; betaínas, tales como cocamidopropilbetaína; hidroxisultaínas, tales como lauramidopropil hidroxisultaína, cocamidopropil hidroxisultaína, oleimidopropil hidroxisultaína, talowamidopropil hidroxisultaína, erucamidopropil hidroxisultaína y lauril hidroxisultaína; y anfoacetatos, tales como lauranfoacetato sódico.
En una realización, la composición humectante no comprende un tensioactivo zwiteriónico, tal como un tensioactivo anfótero en forma zwiteriónica.
En un conjunto de realizaciones, la composición humectante comprende un tensioactivo seleccionado entre un tensioactivo de alcoxilato de alcohol, un sulfonato de alquilbenceno y un cloruro de benzalconio. También se contemplan mezclas de tensioactivos. Por ejemplo, la composición humectante puede comprender una mezcla de tensioactivos de un alcoxilato de alcohol y un sulfonato de alquilbenceno.
En algunas realizaciones, uno de los tensioactivos en una mezcla de tensioactivos puede actuar como un agente emulsionante para ayudar a mantener la composición humectante como una formulación estable.
En una realización, la composición humectante puede comprender una mezcla de tensioactivos, siendo uno de los tensioactivos un sulfonato de alquilbenceno, tal como sulfonato de dodecilbenceno. El sulfonato de alquilbenceno puede actuar como un emulsionante para ayudar a estabilizar la composición humectante y prevenir o minimizar la separación de fases de los componentes de la composición. La composición humectante puede requerir únicamente una cantidad relativamente pequeña de sulfonato de alquilbenceno como emulsionante. En una realización, la composición humectante comprende hasta el 5 % en peso de sulfonato de alquilbenceno.
La composición humectante de la invención también comprende del 5 al 50 % en peso de un componente polar. El componente polar comprende al menos uno seleccionado entre (i) agua y (ii) hasta el 25 % en peso de un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua. El alcohol C10-C14 y el tensioactivo de la composición humectante se combinan así con al menos uno de agua y un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua, que está en el componente polar. La presencia de un componente polar en la composición humectante puede ser deseable, ya que se cree que ayuda a compatibilizar el alcohol C10-C14 y el tensioactivo en la composición humectante. Por lo tanto, el componente polar puede actuar como un agente compatibilizar para el alcohol C10-C14 y el tensioactivo. El componente polar también puede ayudar a solubilizar el alcohol C10-C14 y el tensioactivo en la composición humectante en el líquido acuoso, en el que va a añadirse la composición humectante.
En algunas realizaciones, el componente polar comprende agua. El agua puede estar presente en el componente polar de la composición humectante en una cantidad adecuada. Por ejemplo, el componente polar puede comprender agua en una cantidad del 0,5 %, 1 %, 2 %, 2,5 %, 5 %, 7,5 %, 10 %, 12,5 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 40 % o 50 % en peso, o cualquier concentración dentro de estos límites.
Cuando el componente polar comprende agua a una concentración del 5 % en peso o superior, el agua puede estar por sí solo o en mezcla con al menos otro compuesto. Cuando el agua está en una mezcla, la cantidad de componentes en el componente polar no es superior al 50 % en peso en total.
Cuando el componente polar comprende agua a una concentración de menos del 5 % en peso, será necesario que agua esté mezclada con al menos otro compuesto para asegurar que el componente polar sea al menos el 5 % en peso. A modo de ilustración, si el agua está presente a una concentración del 2,5 % en peso, el componente polar también comprendería un 2,5 % en peso de al menos otro componente para asegurar el componente polar forme al menos el 5 % en peso de la composición humectante.
Puede añadirse agua como parte de otro componente de la composición humectante, o puede añadirse deliberadamente como un componente separado. En una realización, el componente polar de la composición humectante comprende del 5 al 10 % en peso de agua.
Sería apreciado que el agua presente en la composición humectante se distinguiera del líquido acuoso objetivo (que puede ser agua o líquidos que contengan agua) cuya tensión superficial es deseable que sea disminuida por la composición humectante, y a la que la composición humectante hay que añadir per se.
En una realización, el componente polar comprende hasta el 25 % en peso de un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua. El disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua puede estar presente en el componente polar de la composición humectante en una cantidad del 5 al 25 % en peso.
El componente polar puede comprender un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua en una cantidad del 0,5 %, 1 %, 2 %, 2,5 %, 5 %, 7,5 %, 10 %, 12,5 %, 15 %, 20 % o 25 %, % en peso, o cualquier concentración dentro de estos límites.
Cuando el componente polar comprende un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua a una concentración del 5 al 25 % en peso, el disolvente puede estar por sí solo o en mezcla con al menos otro compuesto. Cuando del disolvente orgánico C1-C3 está en una mezcla, la cantidad de componentes en el componente polar no excede el 50 % en peso en total.
Cuando el componente polar comprende un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua a una concentración de menos del 5 % en peso, será necesario que el disolvente esté mezclado con al menos otro compuesto para asegurar que el componente polar sea al menos el 5 % en peso. A modo de ilustración, si un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua está presente a una concentración del 2,5 % en peso, el componente polar también comprendería un 2,5 % en peso de al menos otro componente para asegurar el componente polar forme al menos el 5 % en peso de la composición humectante.
Por "miscible en agua" se entiende que el disolvente orgánico C1-C3 es capaz de mezclarse con agua para formar una solución homogénea. Los ejemplos de disolventes orgánicos C1-C3 miscibles en agua incluyen acetaldehído, acetona, acetonitrilo, dimetilformamida, dimetilsulfóxido, etanol, etilenglicol, glicerol, metanol, n-propanol, isopropanol, 1,3-propanodiol y propilenglicol. Los disolventes orgánicos C1-C3 miscibles en agua pueden ser disolventes polares.
En una realización, el disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua es un alcohol C1-C3 miscible en agua, tal como metanol, etanol, n-propanol e iso-propanol, preferentemente etanol.
Puede ser deseable limitar la cantidad de disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua, (tal como alcohol C1-C3) en la composición humectante a menos del 25 % en peso debido a la inflamabilidad del disolvente. En algunas realizaciones, puede ser deseable que el disolvente orgánico C1-C3 esté presente en una cantidad de no más del 20 %, 15 %, 10 % o 5 % en peso de la composición humectante.
En algunas realizaciones, el componente polar de la composición humectante comprende una combinación de agua y un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua. En tales realizaciones, la cantidad de disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua en la combinación no excede el 25 % en peso. Una persona experta apreciaría que agua y disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua pueden ser cada uno compuestos polares.
En algunas realizaciones, la composición humectante de la invención puede consistir esencialmente en alcohol C10-C14, tensioactivo y un componente polar, en las cantidades que se definen en el presente documento. Por tanto, en algunas realizaciones, cuando la cantidad de alcohol C10-C14 y tensioactivo utilizado para preparar la composición humectante no suma el 100 %, el componente polar puede añadirse a componentes de alcohol y tensioactivo para llevar la masa o el volumen total de la composición humectante hasta el 100 %. Por lo tanto, el componente polar puede formar el resto de la composición humectante.
Opcionalmente, pueden incorporarse uno o más aditivos en la composición humectante. Estos aditivos pueden incluir fragancias, agentes antiespumantes, agentes anticongelantes, emulsionantes, compuestos activos, sales, tintes (u otros colorantes) y partículas (por ejemplo, partículas de pigmento, tales como dióxido de titanio), estabilizantes, conservantes y/o tampones, que pueden estar presentes individualmente o en combinación. Estos aditivos pueden estar presentes en la composición humectante en una cantidad adecuada. La cantidad deseada podría depender del efecto deseado que se desee conferir a la composición humectante como resultado de la utilización de estos aditivos (por ejemplo, fragancia o intensidad de color). En algunas realizaciones, la composición humectante puede comprender del 0 al 5 % en peso, del 0 al 10 % en peso, del 0 al 20 % en peso o del 0 al 25 % en peso de uno o más aditivos. En una realización, la composición humectante puede comprender un compuesto químico que tenga una fragancia que proporcione un olor agradable. Aunque la composición humectante de la invención no tiene un fuerte olor, pueden añadirse fragancias a la composición humectante si se desea conferir un olor agradable o reducir o enmascarar cualquier olor desagradable.
En una realización, la fragancia es un aceite esencial. El aceite esencial puede ser un aceite de limón o naranja o un aceite de pino. La fragancia puede comprender un aldehído fenólico. El aldehído fenólico puede ser vanilina o isovanilina. La fragancia puede añadirse en una forma concentrada o en un disolvente como una solución al 1, 2, 5, 10 % en peso. Por ejemplo, puede añadirse vanilina en un disolvente como etanol (por ejemplo, al 10 % en peso). La composición humectante ventajosamente no es peligrosa. También es ventajoso que la composición humectante no sea inflamable. La composición humectante debe ser estable a altas temperaturas, por ejemplo hasta 40 °C. Para asegurar que se cumplan estas características, los componentes de la composición también deben cumplir estos requisitos individualmente y/o cuando se combinan entre sí.
En algunas realizaciones, componentes de la composición humectante, incluyendo el alcohol C10-C14, el tensioactivo y el componente polar, se seleccionan preferiblemente entre compuestos respetuosos con el medio ambiente que pueden degradarse fácilmente en productos de descomposición que no son tóxicos ni peligrosos para el medio ambiente ni la vida vegetal, marina y animal. Esto puede ser ventajoso, ya que permite que la composición humectante de la invención evite los problemas ambientales y biológicos significativos asociados con los fluorotensioactivos y los tensioactivos de organosilicona.
En una realización, la composición humectante comprende 1-dodecanol (del 20 % a menos del 50 %), un tensioactivo no iónico (del 25 al 70 %) y aproximadamente el 10 % de agua.
En otra realización, la composición humectante comprende una mezcla de 1-dodecanol y 1-tetradecanol (del 20 % a menos del 50 % de una mezcla 70:30 de alcoholes C12 y C14), un tensioactivo no iónico (del 25 al 70 %) y aproximadamente el 10 % de agua.
En otra realización, la composición humectante comprende 1-dodecanol (del 20 % a menos del 50 %), un tensioactivo no iónico (del 25 al 70 %) y etanol (25 %).
En todas las realizaciones de la composición humectante descrita anteriormente puede añadirse como una opción <10 % de sulfonato de dodecilbenceno como emulsionante.
La composición humectante formulada está destinada a ser añadida a un líquido acuoso para modificar la tensión superficial del líquido acuoso.
La composición humectante está deseablemente en forma de una mezcla estable que comprende el alcohol C10-C14, el tensioactivo y el componente polar. La composición humectante puede estar en forma de una solución, suspensión o emulsión estable. Por ser "estable" se entiende que no hay enturbiamiento o cambio en la viscosidad de la composición humectante, o separación sustancial (por ejemplo, separación de fases, asentamiento o sedimentación, etc.) de los componentes de la composición humectante después de la formación de la composición o durante su almacenamiento. La composición humectante puede ser estable a temperaturas en el intervalo de 4 a 40 °C durante al menos 5 horas. En realizaciones preferidas, la composición humectante es estable durante varias semanas, meses o años, lo que proporciona una vida útil prolongada. Sin embargo, en algunas realizaciones, la composición humectante puede prepararse justo antes de su uso, en cuyo caso, solo necesita ser estable durante un breve periodo. Por ejemplo, para algunas composiciones de alcoholes de mayor peso molecular, tales como de C12 a C14, el calor puede ser de ayuda para combinar el alcohol con el tensioactivo. En tales circunstancias, la composición humectante puede utilizarse antes de que se produzca cualquier separación.
Los estudios de turbidez de la composición humectante pueden ayudar en la evaluación de la estabilidad de la formulación.
Para formar la composición humectante, en primer lugar se combina una cantidad deseada de tensioactivo con una cantidad deseada de alcohol C10-C14, después se añade una cantidad deseada de componente polar (por ejemplo, agua y/o disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua) a la mezcla inicial y se combinan para formar la composición humectante. Sin embargo, el orden de fabricación no es crítico y los componentes de la composición humectante pueden combinarse entre sí en cualquier orden. Por ejemplo, el tensioactivo y el componente polar pueden mezclarse juntos en primer lugar, antes de añadir el alcohol C10-C14. Adicionalmente, el tensioactivo puede mezclarse en último lugar.
Si la composición humectante va a comprender una mezcla de al menos dos alcoholes C10-C14 diferentes, tal como una mezcla de 1-dodecanol (alcohol C12) y 1-decanol (alcohol C10) o 1-tetradecanol (alcohol C14), puede combinarse una cantidad deseada de los alcoholes seleccionados con el tensioactivo por separado o en combinación.
En algunas realizaciones, se añade una mezcla de dos o más alcoholes C10-C14 diferentes a una mezcla que comprende el tensioactivo y agua y/u otros aditivos. Por ejemplo, existen preparaciones comerciales disponibles que contienen 1-dodecanol y 1-tetradecanol en una proporción de C12:C14 relativa de 70:30. Puede combinarse una cantidad seleccionada de la preparación comercial con el tensioactivo y el aditivo para introducir los diferentes alcoholes a la mezcla. Si se desea, también pueden añadirse uno o más alcoholes C10-C14 adicionales. Por ejemplo, además de la mezcla de alcoholes, puede combinarse una cantidad adicional de 1-dodecanol (alcohol C12) con el tensioactivo para introducir un alcohol adicional y/o para alterar la proporción relativa de alcoholes C10-C14 en la composición humectante.
Es importante que la composición humectante se prepare como una formulación completa antes de su adición a un líquido acuoso, ya sea agua, una resina acuosa, un producto agrícola o cualquier otro material acuoso.
Por lo tanto, el alcohol C10-C14, el tensioactivo y el componente polar (por ejemplo, agua y/o disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua) están juntos en la composición humectante, por lo que se añaden en combinación a un líquido acuoso objetivo y no se añaden al líquido acuoso por separado. Específicamente, el agente humectante de alcohol no se añade gradualmente a una solución acuosa del tensioactivo. Una ventaja de añadir el alcohol C10-C14 junto con el tensioactivo al líquido acuoso es que la composición humectante puede venderse, transportarse y almacenarse convenientemente antes de su uso. Otra ventaja es que tras la adición de la composición humectante a un líquido acuoso, las concentraciones relativas del alcohol C10-C14 y el tensioactivo se fijan, por lo que el usuario final no necesita considerar cuanto de cada componente añadir al líquido acuoso.
En uso, la composición humectante se añade a un líquido acuoso y reduce la tensión superficial del líquido acuoso. Ventajosamente, la composición humectante de la invención permite que un líquido acuoso que contiene la composición humectante alcance una tensión superficial por debajo de 25 mN/m a 20 °C. En algunas realizaciones, la composición humectante de la invención es capaz de reducir la tensión superficial de un líquido acuoso que contiene la composición humectante a menos de 24 mN/m, 23 mN/m, 22 mN/m, 21 mN/m, 20 mN/m o 19 mN/m a 20 °C.
La capacidad para conseguir tales tensiones superficiales tan bajas con la composición humectante de la invención es inesperada. Comúnmente, se cree que pueden lograrse tensiones superficiales bajas de valor equivalente solo con fluorotensioactivos y tensioactivos de organosilicona. La composición humectante de la invención está preferentemente libre de fluorotensioactivo y tensioactivo de organosilicona. Como tal, la capacidad de la composición humectante para alcanzar tales valores de baja tensión superficial en ausencia de fluorotensioactivos y tensioactivos de organosilicona es sorprendente.
Una persona experta puede determinar la tensión superficial de un líquido acuoso que contiene la composición humectante de la invención utilizando técnicas conocidas. Una técnica ejemplar es la goniometría de gotas colgantes, que permite determinar las tensiones superficiales e interfaciales a partir del análisis óptico de la geometría de una gota colgante.
Los tensioactivos, una vez añadidos al líquido acuoso, pueden reducir la tensión superficial del líquido al unirse en la interfase de líquido/vapor. Sin embargo, la combinación de alcohol C10-C14 con el tensioactivo en la composición humectante de la invención es capaz de mejorar el rendimiento del tensioactivo para permitir alcanzar sorprendentemente reducciones adicionales en la tensión superficial más allá de lo posible con el tensioactivo solo. El alcohol C10-C14 y el tensioactivo pueden interactuar de forma aditiva o sinérgica para reducir la tensión superficial.
Sin desear quedar ligado a teoría alguna, se cree que el alcohol C10-C14 insoluble limita o incluso previene la formación de micelas en tensioactivos no iónicos, aniónicos y catiónicos, lo que da como resultado una mayor concentración de moléculas de tensioactivo en solución capaces de migrar a la interfase de humectación de tres fases, mejorando así el rendimiento de humectabilidad normal de estos tensioactivos.
Dado que los alcoholes C10-C14 son insolubles o poco solubles en agua y son difíciles de dispersar, la presencia de un componente polar que comprende al menos uno seleccionado entre agua y un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua puede ayudar a dispersar y compatibilizar el alcohol C10-C14 en presencia del tensioactivo.
El alcohol C10-C14 dispersado puede estar en un estado metaestable en el líquido acuoso, en el que se ha añadido la composición humectante y tendrá una tendencia a separarse en fases de la solución acuosa muy rápidamente, lo que da como resultado una migración rápida de los alcoholes y tensioactivos asociados a la interfase de humectación. Se cree que esta rápida migración a la interfase de tres fases ayuda a la dispersión del tensioactivo en la interfase y contribuye a mejorar la capacidad del líquido acuoso para humedecer una superficie, tal como una superficie de baja energía.
La separación de fases del alcohol C10-C14 también puede formar pequeñas gotículas o microcoloides que ofrecen una gran área superficial para la dispersión de las moléculas de tensioactivo.
El alcohol C10-C14 también puede limitar o incluso prevenir la formación de micelas de tensioactivo en el líquido acuoso, lo que da como resultado una concentración mayor de moléculas de tensioactivo en solución capaces de migrar a la interfase de humectación de tres fases, mejorando el rendimiento de humectabilidad normal de estos tensioactivos.
En algunas realizaciones, no se forman micelas o hay una formación reducida de micelas en un líquido acuoso que comprende la composición humectante de la invención. Por "no se forman micelas" o hay una "disminución de la formación de micelas" en el líquido acuoso, debe entenderse que puede haber unas pocas micelas que se autoensamblan en el líquido acuoso.
Una desventaja de formar micelas es que hay menos tensioactivo disponible para disminuir la tensión superficial del líquido acuoso y para dispersar el alcohol. Por ejemplo, si el tensioactivo forma micelas, hay menos tensioactivo disponible para estabilizar cualquier emulsión que se forme. En lugar de que las micelas se rompan antes de que las moléculas del tensioactivo se difundan a la interfase humectante, el alcohol de cadena larga que se combina con el tensioactivo se mueve rápidamente a la interfase humectante, ya que se encuentra en un estado metaestable mientras está en solución. Esto da como resultado una alta concentración del tensioactivo asociado, que migra a la interfase humectante mucho más rápidamente de lo que hubiera sido el caso con el tensioactivo solo, que se habría visto limitado por la concentración crítica de micelas.
La rápida migración del alcohol C10-C14 a la interfase humectante de tres fases libera moléculas de tensioactivo que, en ausencia de micelas, también se difunden rápidamente a la interfase humectante de tres fases, lo que da como resultado una reducción del fenómeno stick-slip a medida que el líquido acuoso se dispersa rápidamente a través de una superficie de baja energía causada por la difusión de las moléculas de tensioactivo desde dentro de la solución a la interfase líquido/aire en la línea de contacto de tres fases.
El líquido al que se añade la composición humectante es acuoso o sustancialmente acuoso. Un líquido acuoso incluye agua. El líquido acuoso puede ser agua pura (o agua sustancialmente pura) o agua residual o reciclada. El líquido acuoso puede ser una solución que contenga agua. El líquido puede ser cualquier líquido acuoso que humedezca deseablemente una superficie hidrófoba de baja energía.
El líquido acuoso puede consistir o comprender una composición agrícola. La composición agrícola puede ser para su uso como pesticida, insecticida, acaricida, fungicida, nematocida, desinfectante, herbicida, fertilizante o micronutriente. En una realización, la composición agrícola es glifosato (N-(fosfonometil) glicina). El glifosato es un herbicida sistémico de amplio espectro que se utiliza para eliminar malas hierbas, especialmente las malas hierbas anuales de hoja ancha y las gramíneas conocidas por competir, por ejemplo, con los cultivos. La composición humectante de la invención podría utilizarse en una composición aplicada a herbicidas en polvo solubles en agua, tales como Brush-off™ de Dupont. La composición humectante puede añadirse a otros herbicidas, tales como MCPA (ácido 2-metil-4-clorofenoxiacético), 2-4D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) y herbicidas para malas hiervas leñosas, tales como Triclopyr (ácido 3,5,6-tricloro-2-piridiniloxiacético) o Picloram. En una realización, la composición humectante puede añadirse a fertilizantes foliares aplicados al follaje de la planta, tales como fertilizantes de nitrógeno y magnesio, calcio y boro, o fertilizantes de tipo nitrógeno, fósforo y potasio (NPK).
La composición humectante puede aumentar la capacidad de la composición agrícola para humedecer las superficies del follaje. En otra realización, la composición humectante puede aumentar la capacidad de la composición agrícola para humedecer las superficies de un sustrato a base de madera para disuadir a las plagas. Por ejemplo, la madera aserrada puede impregnarse y/o sumergirse en un insecticida y/o fungicida antes de su uso. Adicionalmente, la composición humectante puede mejorar la capacidad de una composición agrícola para humedecer semillas. Por ejemplo, las semillas pueden recubrirse con un insecticida y/o fungicida para protegerlas antes de la germinación. También pueden añadirse agentes de coloración de semillas con el sistema de humectación. En estas realizaciones, la incorporación de poliacrilamidas o poliacrilatos de peso molecular medio a alto (por ejemplo, de 250.000 a 100.000) en la mezcla de pulverización final puede ayudar a estabilizar las gotículas, minimizando la evaporación del líquido acuoso después de la pulverización y/u otra aplicación a la superficie de baja energía y previniendo cualquier daño por exceso de rociado.
En algunas realizaciones, la composición humectante permite la formación de una pulverización de aerosol más fina de la composición agrícola que puede aplicarse, por ejemplo, a los cultivos.
En una realización, se proporciona una composición agrícola que comprende una composición humectante de la presente invención.
el líquido acuoso puede consiste o comprender un producto farmacéutico, nutracéutico o cosmético. En una realización, el líquido consiste o comprende un compuesto farmacológico. En una realización, la composición humectante puede aumentar la capacidad del producto farmacéutico, nutracéutico o cosmético para humedecer las superficies de un cuerpo humano o animal, incluyendo la piel, el cabello y/o las uñas. En algunas realizaciones, la composición humectante permite la formación de una pulverización de aerosol más final del producto farmacéutico, nutracéutico o cosmético, por ejemplo, un pulverizador para el cabello. Por ejemplo, un fármaco puede administrarse en forma de aerosol.
Una ventaja de la composición humectante descrita es que, tras la adición a un líquido acuoso, cualquier sólido del líquido puede ser dispersado por la composición y, por lo tanto, hay una tendencia reducida a que los sólidos se "caigan". Esto significa que la composición humectante permite la humectación con líquidos acuosos con mayor contenido de sólidos que los que podrían usarse de otro modo, es decir, en ausencia de la composición humectante. La ventaja de humedecer con un líquido con alto contenido de sólidos es que hay menos separación cromatográfica del líquido tras la impregnación del líquido en un sólido. Una separación reducida del líquido da como resultado un sólido impregnado más homogéneo, que en última instancia es más resistente y duradero. Otra ventaja de la dispersión de sólidos es que las superficies de baja temperatura pueden humedecerse con líquidos acuosos más viscosos.
El líquido acuoso puede ser un líquido complejo. El líquido complejo puede ser una resina de base acuosa, una pintura de base acuosa o un tinte. La resina puede tener una alta viscosidad con la capacidad de endurecerse o curarse. La resina puede ser una sustancia de origen natural que sea producida por ciertos árboles. Sin embargo, la resina puede ser natural o sintética. La resina puede ser una resina epoxi, de éster vinílico o de poliéster. La resina puede ser una resina de tipo amina o formaldehído. En algunas realizaciones, la resina es un cloruro de polivinilo, un acetato de polivinilo o una resina de resorcinol. En una realización, el líquido acuoso es una resina para humedecer papel o escamas de partículas de madera.
En una realización, se proporciona una resina que comprende una composición humectante de la presente invención.
En otra realización, la composición humectante puede utilizarse en líquidos acuosos empleados para la supresión de polvo en minería, construcción de carreteras u otros trabajos de construcción civil que requieran supresión de polvo. También se puede añadir al agua para minimizar la dispersión de polvo esparciendo una emulsión de tamaños de gotículas muy pequeños que proporcionan la máxima cobertura y supresión del polvo con volúmenes mínimos de líquido. En este caso, la composición humectante podría añadirse a agua pura o agua residual o reciclada o cualquier fluido acuoso que se considere adecuado.
La composición humectante puede utilizarse en líquidos acuosos para producir una espuma contra incendios.
La composición humectante puede añadirse a una composición de cemento utilizada para formar hormigón para mejorar la dispersión o fluidez del hormigón y ayudar en la penetración del hormigón.
La composición humectante puede utilizarse en líquidos empleados para la separación de petróleo crudo del agua para permitir la recuperación del petróleo crudo. En este sentido, la composición humectante podría ayudar a romper la interfase agua-petróleo y ayudar así a separar el petróleo del agua.
Tras la adición de la composición humectante al líquido acuoso, se reduce la tensión superficial del líquido acuoso. La tensión superficial del líquido acuoso se disminuye tras la adición de la composición humectante en comparación con la tensión superficial del mismo líquido acuoso en ausencia de la composición humectante. De ello se deduce que el ángulo de contacto del líquido acuoso que tiene la composición humectante se reduce en una superficie hidrófoba de baja energía en comparación con el mismo líquido acuoso en ausencia de la composición humectante. La composición humectante cuando se añade a un líquido acuoso aumenta la humectabilidad acuosa de una superficie de baja energía. En otras palabras, la composición humectante puede utilizarse para aumentar la humectabilidad acuosa de una superficie hidrófoba.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método de disminución de la tensión superficial de un líquido acuoso, comprendiendo el método la etapa de añadir una composición humectante de una cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento al líquido acuoso.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona una composición líquida acuosa que comprende una composición humectante de una cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento con un líquido acuoso. La composición líquida acuosa que comprende la composición humectante puede ser una composición de tensión superficial reducida debido a la presencia de la composición humectante en la misma.
Una composición líquida acuosa que comprende la composición humectante puede ser una composición de resina de tensión superficial reducida o una composición agrícola.
Las composiciones líquidas acuosas que comprenden la composición humectante pueden ser composiciones de aerosol o pulverización, que se formulan para proporcionar una niebla de gotículas líquidas en un gas, tal como el aire. Al reducir la tensión superficial del líquido acuoso mediante la adición de la composición humectante de la invención, el líquido acuoso con la composición humectante puede dispersarse o expulsarse desde un depósito de líquido adecuado como un aerosol o pulverizador de menor tamaño de gotícula en comparación con el mismo líquido acuoso en ausencia de la composición humectante. Un aerosol o pulverizador con un tamaño de gotícula reducido proporcionaría una mejor cobertura para el mismo volumen de líquido aplicado, proporcionando así un pulverizador más eficiente. El aerosol puede formularse para su uso en la industria de la pintura, por ejemplo, pinturas en spray. Como alternativa, el aerosol puede ser para su uso como cosmético, tal como un desodorante o laca para el cabello. En algunas realizaciones, el aerosol es un aerosol agrícola, tal como un insecticida. El aerosol también podría usarse como agente de limpieza.
En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para reducir el tamaño de las gotículas de un pulverizador de aerosol dispensado desde un dispositivo de pulverización de aerosol asociado con un depósito de líquido que comprende añadir la composición humectante de la invención al depósito de líquido asociado con el dispositivo de pulverización de aerosol y pulverizar el líquido desde el dispositivo.
La composición humectante de la invención puede añadirse al líquido acuoso por cualquier medio. En una realización, la composición humectante se añade gota a gota al líquido acuoso. La adición de la composición humectante puede realizarse manualmente o puede controlarse mediante un ordenador, que programa un sistema de suministro. Diferentes líquidos acuosos requerirán diferentes cantidades de la composición humectante para lograr la disminución deseada en la tensión superficial. En algunas realizaciones, la composición humectante se añade gradualmente (nótese que el alcohol C10-C14 y el tensioactivo todavía se añaden juntos). Tras la adición de cada incremento, puede observarse la solución acuosa con respecto a su tensión superficial y capacidad para humedecer una superficie hidrófoba de baja energía. Una vez que se ha logrado la humectación deseada, no es necesario agregar más cantidad de la composición humectante al líquido acuoso. Alternativamente, puede añadirse a la solución acuosa una cantidad conocida de la composición humectante. La cantidad conocida puede determinarse basándose en experimentos anteriores.
La cantidad de composición humectante añadida al líquido acuoso no está limitada, ya que no hay formación de micelas indeseable. Por lo tanto, a diferencia de los tensioactivos que alcanzan un cierto nivel de humectabilidad hasta la concentración que forman las micelas (concentración crítica de micelas), la composición humectante de la invención se puede agregar hasta cualquier concentración práctica para mejorar la humectación en superficies muy difíciles de humedecer como el teflón u otras superficies de muy baja energía superficial. En algunas realizaciones, la tensión superficial del líquido acuoso puede reducirse adicionalmente mediante la adición de cantidades crecientes de composición humectante al líquido.
La cantidad de la composición humectante añadida al líquido acuoso debe asegurar que la composición humectante tenga un efecto ventajoso sobre la humectabilidad del líquido acuoso con respecto a la superficie. La cantidad de composición humectante añadida al líquido acuoso puede ser aproximadamente un 10, 5, 4, 3, 2, 1,5, 1, 0,15, 0,05, 0,10 o 0,005 % en volumen. En una realización, la composición humectante se añade al líquido acuoso en una cantidad en un intervalo seleccionado del 0,1 al 5 % en volumen, del 0,5 al 4 % en volumen y del 1 al 3 % en volumen. Si se añade demasiada composición humectante, esto puede representar un gasto innecesario. Si se añade demasiado poca, no habrá un efecto deseable sobre la humectación. En algunas realizaciones, la cantidad de composición humectante se añade para dar como resultado un líquido acuoso que tiene aproximadamente un 0,5, 0,3, 0,1 o 0,15 % en peso de alcohol C10-C14. El único efecto nocivo causado por la sobredosis de la composición humectante parece ser que la humectación ocurre demasiado rápido, lo que rara vez es un problema. Pueden utilizarse dosis más bajas de la composición humectante para mejorar la humectabilidad de un líquido acuoso, en comparación con los tensioactivos convencionales.
A diferencia de los tensioactivos convencionales, donde la formación de micelas puede limitar la capacidad del tensioactivo para reducir la tensión superficial una vez que se alcanza la concentración micelar crítica, la composición humectante de la invención puede continuar proporcionando reducciones crecientes en la tensión superficial con dosis crecientes de la composición humectante para un líquido acuoso.
Tras la adición de la composición humectante a un líquido acuoso, la tensión superficial del líquido acuoso puede reducirse a menos de aproximadamente 70 dinas/cm. En realizaciones particulares, la composición humectante puede disminuir ventajosamente la tensión superficial del líquido acuoso a menos de aproximadamente 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19 o 18 dinas/cm. En algunas realizaciones, puede ser deseable disminuir la tensión superficial al mínimo posible. En otras realizaciones, puede que solo sea necesario disminuir la tensión superficial a justo por debajo de la que se consigue con los tensioactivos aniónicos, catiónicos y no iónicos actuales. En otras realizaciones, puede ser deseable lograr una tensión superficial similar a la de los superesparcidores actuales, es decir, < 23 dinas/cm. En otras realizaciones, puede ser deseable alcanzar una tensión superficial similar a la de los superesparcidores de organosilicona actuales, es decir, <20 dinas/cm. En otras realizaciones, pude ser deseable conseguir una tensión superficial similar a la de los superesparcidores de fluorotensioactivo actuales, es decir, <18 dinas/cm. La tensión superficial deseada puede ser determinada por el experto en la materia y puede añadirse la cantidad correspondiente de composición humectante requerida para lograr esto.
La adición de la composición humectante al líquido acuoso también puede influir en el ángulo de contacto acuoso estático o de avance del líquido acuoso en la superficie, reflejando una mejora en la humectabilidad. En algunas realizaciones, el ángulo de contacto acuoso de avance del líquido puede disminuirse a menos de aproximadamente 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 o 5°. En una realización, el ángulo de contacto de avance del líquido acuoso puede disminuirse a menos de 10°. La humectabilidad deseada puede ser determinada por el experto en la materia.
La composición humectante de la invención puede actuar como un "superesparcidor" para ayudar en la dispersión de un líquido acuoso sobre una superficie de baja energía superficial. La composición humectante de la invención puede funcionar a un nivel que es al menos equivalente o mejor que los tensioactivos de organosilicona o fluorotensioactivos que se conocen actualmente.
La humectabilidad acuosa aumentada de la superficie de baja energía puede significar que la superficie puede recubrirse más rápidamente con un líquido que comprende la composición humectante de la invención. La humectación de la superficie de baja energía puede ser uno, dos o tres órdenes de magnitud más rápida que para los líquidos que no hacen uso de la invención. Esto representa un ahorro de costes y tiempo. En algunas realizaciones, se requiere menos líquido acuoso para recubrir o impregnar las superficies de un sustrato, lo que representa de nuevo beneficios comerciales significativos. La cantidad reducida de líquido requerida para proporcionar un recubrimiento no debería tener ningún efecto adverso sobre la calidad del producto. Con respecto a los revestimientos de resina, en algunas realizaciones, se requerirá menos resina, pero no habrá cambios en la resistencia a la abrasión Taber, al rayado, a las manchas y/o al impacto del producto final revestido con resina o impregnado.
Un artículo que comprende escamas de partículas de madera recubiertas con la resina modificada según la invención (es decir, mediante la adición de la composición humectante) puede tener una maquinabilidad mejorada. Por maquinabilidad mejorada se entiende que se reduce la incidencia de "expulsión de viruta", es decir, la eliminación de escamas individuales no resinadas o grupos de escamas de la capa superficial del panel que es crítica para la adhesión del laminado y la resistencia del panel. Se cree que esto se atribuye a una mejor distribución de la resina en las escamas individuales y a una menor variación en la distribución de la resina entre las escamas. La utilización de la composición humectante de la invención en esta realización permite flexibilidad en la configuración de los mezcladores diseñados para mezclar la resina y las escamas. Esto puede dar como resultado una reducción de la corriente del motor y ahorros de energía. Con respecto a la distribución de la resina, existe la posibilidad de reducir el uso de resina y/o reducir la densidad y, por lo tanto, la cantidad de madera utilizada, lo que inevitablemente conduce a ahorros en los costes.
En otras realizaciones, la composición humectante permite la formación de un aerosol que comprende gotículas más pequeñas que un aerosol formado por el mismo líquido en ausencia de la composición humectante. El aerosol es una neblina de gotículas líquidas. La composición humectante puede añadirse antes de la formación del aerosol, o al mismo tiempo que se forma el aerosol, es decir, cuando se producen las gotículas de niebla.
Cuanto más pequeñas son las gotículas de un aerosol, más fácilmente se dispersan en el aire, por lo que se deduce que una niebla más fina puede cubrir un área superficial más grande. En una realización, el tamaño de partícula promedio de un aerosol formado utilizando la composición humectante según la invención es aproximadamente un 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 u 80 % inferior al tamaño de gotícula del mismo líquido en ausencia de la composición humectante. En una realización, un aerosol preparado utilizando la composición humectante de la presente invención es capaz de dispersarse en un área 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 u 80 % mayor que un aerosol del mismo líquido en ausencia de la composición humectante.
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método de humectación de una superficie de baja energía con un líquido de energía superficial relativamente alta, comprendiendo el método las etapas de: añadir la composición humectante de las realizaciones de la invención al líquido; y
poner en contacto la superficie de baja energía con el líquido que comprende la composición humectante.
El ángulo de contacto del líquido que comprende la composición humectante se reduce sobre la superficie de baja energía en comparación con el ángulo de contacto del mismo líquido en ausencia de la composición humectante. Los métodos para determinar el ángulo de contacto serán conocidos para un experto en la materia. Por ejemplo, la goniometría del ángulo de contacto es un ejemplo de un método adecuado. La goniometría del ángulo de contacto puede permitir la evaluación directa del efecto de la composición humectante en un líquido acuoso objetivo y la capacidad del líquido acuoso tratado para humedecer un sustrato objetivo, como hojas, madera, papel, etc.
La adición de la composición humectante de la invención a un líquido acuoso puede dar como resultado una humectación rápida y sustancialmente completa de una superficie hidrófoba por parte del líquido acuoso. Se cree que el alcohol C10-C14 en la composición humectante reduce la posibilidad de formación de micelas de tensioactivo que interferirían con la acción de humectación.
La superficie de baja energía puede formar parte de un sustrato y puede ser deseable mejorar la humectación del sustrato con un líquido acuoso utilizando la composición humectante descrita en el presente documento.
El sustrato que se humedece deseablemente por el líquido acuoso que comprende la composición humectante de la invención en él no está limitado. El sustrato puede tener un área superficial contigua relativamente grande o el sustrato puede estar en forma de partículas. El sustrato puede ser fibroso o poroso. En una realización, el sustrato es papel. En otra realización, el sustrato es una fibra artificial, tal como un aislamiento de fibra de vidrio. El sustrato puede ser un producto natural. En una realización, el sustrato es cuero. El sustrato puede comprender fibras naturales o sintéticas. Las fibras naturales pueden ser lana. Las fibras naturales pueden ser tratadas, por ejemplo, lana tratada con cuero. Las fibras sintéticas pueden comprender o estar compuestas de PTFE, poliéster, nailon, acrílico, rayón, acetato, elastano, acrílico (por ejemplo, Orlon™) o para-aramida (por ejemplo, Kevlar®). El sustrato puede ser un polímero sintético, tal como poli(tetrafluoroetileno) (Teflon®). El sustrato puede ser una semilla. El sustrato puede ser follaje, incluyendo hojas de plantas, brotes, tallos y raíces. El sustrato puede ser a base de madera o a base de madera. Los productos a base de madera incluyen artefactos de madera, tales como instrumentos musicales; artículos de bambú; caña y ratán; productos de corcho y productos de mimbre. Otros productos a base de madera incluyen madera aserrada, madera contrachapada, chapas y productos de madera reconstituida, incluidos tableros de partículas, tableros duros, tableros de fibra de densidad media y alta (MDF), tableros de virutas orientadas y tableros de partículas. El sustrato puede ser a base de follaje. Los sustratos a base de follaje pueden ser hojas, ramas, semillas, tallos, cortezas, raíces o cualquier parte de la planta viva o muerta. El sustrato también puede ser escamas de partículas de madera que pueden ser un componente de un producto de madera reconstituido o pueden ser madera aserrada que está impregnada, por ejemplo impregnada a presión, o sumergida con un insecticida o fungicida.
La superficie del sustrato mojada deseablemente por el líquido acuoso que comprende la composición humectante tiene una energía superficial baja. La superficie puede tener una energía superficial de menos de aproximadamente 50, 40, 30 o 25 dinas. La superficie del sustrato es hidrófoba. Por "hidrófoba" se entiende que la superficie tiene un ángulo de contacto con el agua estático o en avance superior a aproximadamente 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 o 175°. La hidrofobicidad puede impartirse mediante funcionalidad química en las pocas capas superiores de la superficie del sustrato. Alternativamente, o además, la hidrofobicidad la proporciona la rugosidad de la superficie. La rugosidad de la superficie incluye la porosidad en la superficie y otras características morfológicas que proporcionan rugosidad.
La composición humectante puede utilizarse para aumentar la dispersión de una gota de líquido acuoso a través de la superficie. La composición humectante puede utilizarse para aumentar la penetración de un líquido acuoso en un sustrato. La penetración de un líquido acuoso permite la impregnación de un sustrato poroso por un líquido acuoso. La humectabilidad de la superficie se puede medir por cualquier medio conocido para el experto en la materia. La humectabilidad puede determinarse mediante goniometría de ángulo de contacto. Ventajosamente, la humectabilidad se determina mediante mediciones de gotas sésiles (o estáticas).
La humectabilidad puede determinarse utilizando métodos que miden los cambios en la tensión superficial de un líquido acuoso, incluido el agua, como la goniometría de gota colgante. Puede utilizarse un líquido acuoso que no contiene la composición humectante como comparador con reducciones en la tensión superficial evaluadas con referencia al comparador.
Como alternativa, la humectabilidad se determina utilizando medidas de ángulo de contacto de avance y/o retroceso, medidas opcionalmente utilizando una balanza Wilhelmy. Cualquier dato comparativo debe utilizar el mismo tiempo de medición de humectabilidad.
La composición humectante puede aumentar la capacidad de una composición agrícola para humedecer las superficies del follaje. En otra realización, la composición humectante puede aumentar la capacidad de una composición agrícola para humedecer las superficies de un sustrato a base de madera para disuadir a las plagas. Por ejemplo, la madera aserrada puede impregnarse y/o sumergirse en un insecticida y/o fungicida antes de su uso. Adicionalmente, la composición humectante puede mejorar la capacidad de una composición agrícola para humedecer semillas. Por ejemplo, las semillas pueden recubrirse con un insecticida y/o fungicida para protegerlas antes de la germinación. También pueden añadirse agentes de coloración de semillas con el sistema de humectación.
La superficie de un sustrato se puede recubrir o impregnar con el líquido acuoso que comprende la composición humectante. En algunas realizaciones, en las que la superficie del sustrato está recubierta por el líquido acuoso, se recubre ventajosamente al menos aproximadamente un 90, 80, 70, 60 o 50 % del área superficial disponible total. En realizaciones en las que se impregna una superficie de sustrato poroso, ventajosamente al menos aproximadamente el 90, 80, 70, 60 o 50 % del espacio vacío total disponible se llena con el líquido.
En otro aspecto de la invención, se proporciona un producto que tiene una superficie de baja energía recubierta o impregnada con una composición líquida acuosa que comprende una composición humectante, según se describe en el presente documento. El producto puede ser papel o un tablero de aglomerado que está recubierto o impregnado con la composición líquida acuosa. En una realización, un sustrato que se desea humedecer puede prerrecubrirse o preimpregnarse con una composición líquida acuosa que comprende la composición humectante de la invención. El prerrecubrimiento o la preimpregnación del sustrato puede ayudar a mejorar el contacto del sustrato con una composición líquida acuosa aplicada posteriormente, tratada también con una composición humectante. Por ejemplo, las escamas de tableros de partículas pueden prerrecubrirse con una composición líquida acuosa que comprende una composición humectante de la invención (por ejemplo, rociando el líquido acuoso que contiene la composición humectante sobre la escama), antes de unirlas con otras escamas para formar un tablero de aglomerado. La escama prerrecubierta puede ayudar a aumentar la energía superficial del tablero de aglomerado y, por lo tanto, permitir que el tablero de aglomerado se humedezca más fácilmente con una composición líquida acuosa que también comprende una composición humectante.
También se ha descubierto que los sustratos de energía superficial modificada pueden formarse utilizando la composición humectante de la invención. Por ejemplo, la energía superficial de un sustrato de tablero de aglomerado puede modificarse formando el tablero de aglomerado con escamas de tablero de aglomerado prerrecubiertas con un líquido acuoso que comprende la composición humectante de la invención. Esto puede permitir que el tablero de aglomerado se humedezca más fácilmente con un líquido normal, tal como una resina normal, que puede ser un líquido acuoso o no acuoso. En algunas realizaciones se cree que la composición humectante puede aumentar la energía superficial del sustrato del tablero de aglomerado, reduciendo de este modo la energía interfacial entre el tablero de aglomerado y el líquido (por ejemplo, la resina) deseado para humedecer el sustrato del tablero de aglomerado, permitiendo que el líquido se distribuya de un modo más eficaz sobre el sustrato. Esto, a su vez, puede mejorar la capacidad de la resina para humedecer el sustrato del tablero de aglomerado y puede dar como resultado mejoras en las propiedades mecánicas del sustrato, tal como la resistencia a la flexión y a la tracción del tablero de aglomerado.
Ahora se describirán realizaciones de la invención con referencia a los siguientes ejemplos, que no son limitantes en modo alguno.
EJEMPLOS
Procedimiento general para preparar composiciones humectantes
Para formar las composiciones humectantes de los Ejemplos descritos más adelante, se forma una mezcla inicial combinando una cantidad deseada de tensioactivo con una cantidad deseada de alcohol C10-C14. Después, la mezcla inicial se combina con una cantidad deseada de agua o etanol. Después, los componentes se mezclan para proporcionar la composición humectante.
Ejemplos 1 a 6: Composiciones humectantes y efecto de las composiciones humectantes sobre la tensión superficial Utilizando el protocolo general anterior, se preparó una diversidad de diferentes composiciones humectantes que contienen una diversidad de tipos y cantidades diferentes de componentes, como se detalla en la Tabla 1.
Las muestras preparadas de composición humectante se diluyeron con agua ultrapura para formar composiciones acuosas que tienen la composición humectante a concentraciones del 0,1 %, 0,5 % y 1,0 % en peso. Después, se evaluó la tensión superficial de las muestras preparadas mediante goniometría de gota colgante. También se prepararon y se sometieron a ensayo muestras de referencia (R1 a R4) de únicamente agua, o agua con solo tensioactivo o solo alcohol C12, así como un ejemplo comparativo (CE1) que contiene 1-octanol (alcohol C8) con tensioactivo.
Se realizaron mediciones de tensión superficial (mN/m) en las composiciones acuosas que contenían diferentes concentraciones de composiciones de ensayo utilizando goniometría de gota colgante. Se utilizó agua ultrapura para comprobar el goniómetro a 20 °C después de haber calibrado la imagen con una bola de titanio de 4,0002 mm. La Tabla 1 también muestra los resultados de la tensión superficial de la goniometría de gotícula colgante, así como el efecto de la concentración. El resultado que se muestra es un resumen de un análisis de varianza donde los valores de p tanto para el líquido como para las diferencias de concentración son <0,001.
Tabla 1. Resultados de tensión superficial de diversas composiciones humectantes de ejemplo y composiciones de referencia ensa adas a diferentes concentraciones.
Figure imgf000019_0001
Resultados:
Como puede verse en la Tabla 1, la tensión superficial del agua ultrapura fue aproximadamente 72 mN/m a 20 °C. Las composiciones de humectación de la invención fueron capaces de reducir significativamente la tensión superficial del agua a valores de menos de 24 mN/m a una o más de las concentraciones ensayadas.
El efecto de la composición humectante del Ejemplo 6 sobre la tensión superficial del agua a diferentes concentraciones también se muestra en las Figuras 1 a 3.
Como puede verse en las Figuras, cuando se añadió una composición humectante que contenía un tensioactivo no iónico y dodecanol con etanol en una cantidad del 25 % al agua, se consiguió una reducción de la tensión superficial del agua y la tensión superficial continuó reduciéndose con el tiempo.
Ejemplo 7: Compatibilidad de composiciones humectantes con composiciones agrícolas
Se sometió a ensayo la compatibilidad de las composiciones humectantes de la invención con concentrados de herbicidas comerciales.
Las composiciones herbicidas se diluyen a una concentración del 1 % (p/p) en agua y la composición humectante seleccionada se añada a la siguiente composición herbicida a una concentración del 2 % (p/p).
Las composiciones herbicidas ensayadas fueron las siguientes:
• Glifosato 360 g/l (Roundup®)
• MCPA (ácido 2-metil-4-clorofenoxiacético) herbicida de hoja ancha
• Grazon 300 g/l TRICLOPYR presente como éster butoxietílico 100 g/l
• Herbicida para malas hierbas leñosas Picloram
• BrushOff® (polvo de metil metsulfurón), 600 g/kg de herbicida para malas hierbas leñosas, que es un polvo humectable
• 2,4D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) herbicida de hoja ancha
Las mezclas de herbicidas que contienen las composiciones humectantes son estables
Ejemplo 8: Compatibilidad de composiciones humectantes con composiciones de resina
Se evalúa la compatibilidad de las composiciones humectantes de la invención con la resina de formaldehído de urea de melamina que contiene hasta un 65 % de sólidos en una solución acuosa.
Se añade una composición humectante en una cantidad del 2 % (p/p) a la resina. Los sólidos no reaccionan con la composición humectante y la resina que contiene la composición humectante está en una emulsión estable.
Ejemplo 9: Compatibilidad de composiciones humectantes fertilizantes foliares
Se ensaya la compatibilidad de las composiciones humectantes con fertilizantes foliares líquidos tales como sulfato de amonio, dolomita y dispersiones de yeso, sales de cobre (calcio) y diversos fertilizantes foliares nitrogenados. Un fertilizante que contiene las composiciones humectantes es estable.
Ejemplo 10: Uso de composición humectante en suelos de aglomerado
El suelo se fabrica con la adición de un 0,2 % de composición humectante tanto a la superficie como al núcleo del suelo, que se fabrica en una sola prensa de tablero de aglomerado de luz diurna.
Muchas modificaciones serán evidentes para los expertos en la materia sin alejarse del alcance de la presente invención.
Las reivindicaciones siguientes, a menos que el contexto requiera lo contrario, la palabra "comprenden", y variaciones como "comprende" y "que comprende", se entenderá que implican la inclusión de un número entero o etapa o grupo de números enteros o etapas establecidos, pero no la exclusión de cualquier otro número entero o etapa o grupo de números enteros o etapas.
La referencia en esta memoria descriptiva a cualquier publicación previa (o información derivada de ella), o a cualquier asunto que se conozca, no es, y no debe tomarse como un reconocimiento o admisión o cualquier forma de sugerencia de que esa publicación previa (o información derivada de ella) o la materia conocida forma parte del conocimiento general común en el campo de actividad al que se refiere esta memoria descriptiva.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una composición humectante que comprende:
(a) del 20 a menos del 50 % en peso de uno o más alcoholes C10-C14;
(b) del 25 al 70 % en peso de uno o más tensioactivos seleccionados entre un tensioactivo no iónico, catiónico, aniónico y anfótero; y
(c) del 5 al 50 % en peso de un componente polar que comprende al menos uno seleccionado entre (i) agua y (ii) hasta el 25 % en peso de un disolvente orgánico C1-C3 miscible con agua.
2. La composición humectante, según la reivindicación 1, en la que la composición comprende un alcohol C12 y un alcohol C14.
3. La composición humectante, según la reivindicación 2, en la que la proporción relativa de alcohol C12 con respecto a alcohol C14 está en el intervalo de 50: 50 a 90: 10.
4. La composición humectante, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el tensioactivo es un alcoxilato de alcohol.
5. La composición humectante, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el componente polar comprende un alcohol C1-C3 miscible en agua.
6. La composición humectante, según la reivindicación 5, en la que el C1-C3 miscible en agua es etanol.
7. La composición humectante, según la reivindicación 5, en la que la composición comprende del 0 al 25 % en peso de uno o más aditivos.
8. Una composición líquida acuosa que comprende la composición humectante, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, y un líquido acuoso.
9. La composición líquida acuosa, según la reivindicación 8, en la que el líquido acuoso es una resina de base acuosa.
10. Un método para reducir la tensión superficial de un líquido acuoso, comprendiendo el método la etapa de añadir la composición humectante, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, al líquido acuoso.
11. Un método de humectación de una superficie de baja energía con un líquido de energía superficial relativamente alta, comprendiendo el método la etapa de:
añadir la composición humectante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 al líquido; y
poner en contacto la superficie de baja energía con el líquido que comprende la composición humectante.
12. Un producto que tiene una superficie de baja energía recubierta o impregnada con una composición líquida acuosa, según la reivindicación 8.
13. Una resina que comprende la composición humectante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
14. Una composición agrícola que comprende la composición humectante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2022005382A (es) * 2019-11-06 2022-05-19 Advanced Wetting Tech Pty Ltd Composicion humectante mejorada.
KR20220094200A (ko) * 2019-11-06 2022-07-05 어드밴스드 웨팅 테크놀로지스 피티와이 엘티디 신규한 습윤성 조성물
AT525430B1 (de) * 2021-12-23 2023-04-15 Mondi Ag Papierbahn und Verfahren zur Bildung einer Papierbahn
KR102536130B1 (ko) * 2023-01-25 2023-05-30 선성자 주방용 세정제 조성물

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH344079A (de) * 1955-12-20 1960-01-31 Gustav Snoek Fabrik Chemischer Zur Bildung von Emulsionen befähigte Mischung
NL288571A (es) * 1963-02-05
US4069244A (en) * 1975-01-03 1978-01-17 Ciba-Geigy Corporation Fluorinated amphoteric and cationic surfactants
DE3643895A1 (de) * 1986-12-22 1988-06-30 Henkel Kgaa Fluessige nichtionische tensidmischungen
US5385750A (en) * 1992-05-14 1995-01-31 Henkel Corporation Alkyl glycoside compositions with improved wetting properties
JPH0952810A (ja) * 1995-08-09 1997-02-25 Dainippon Ink & Chem Inc 除草剤組成物
DE10126253A1 (de) * 2001-05-29 2002-12-05 Clariant Gmbh Neuartig konfektionierte quaternäre Ammoniumverbindungen
DE10136483A1 (de) * 2001-07-27 2003-02-13 Cognis Deutschland Gmbh Emulgator Gemisch
DE102004053968A1 (de) * 2004-11-09 2006-05-11 Clariant Gmbh Haarbehandlungsmittel enthaltend anionische Tenside und kationische Polymere
WO2007129395A1 (ja) 2006-05-02 2007-11-15 Nippon Soda Co., Ltd. 液状組成物、液状組成物の製造方法、並びに哺乳動物及び鳥類の外部寄生虫防除剤
EP1886560A1 (de) 2006-08-05 2008-02-13 Bayer CropScience AG Neue mikroemulgierbare Konzentrate
WO2009063608A1 (ja) * 2007-11-14 2009-05-22 Nippon Soda Co., Ltd. 乳剤組成物および農薬乳剤組成物
AU2009268127B2 (en) * 2008-07-08 2014-07-03 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Surfactant blends useful in agriculture
US8567161B2 (en) * 2009-05-28 2013-10-29 Ecolab Usa Inc. Wetting agents for aseptic filling
CN103501887A (zh) * 2011-04-05 2014-01-08 Rj罗伯茨咨询有限公司 润湿组合物
JP5990412B2 (ja) 2011-06-13 2016-09-14 花王株式会社 繊維製品用液体洗浄剤組成物
US10448642B2 (en) 2014-03-28 2019-10-22 Nippon Soda Co., Ltd. Composition for preparing emulsion or microemulsion
MX2014013981A (es) * 2014-11-18 2016-05-17 Inst Mexicano Del Petróleo Composicion espumante multifuncional con propiedades modificadoras de la mojabilidad, inhibitorias de la corrosion e inhibitorias/dispersantes de incrustaciones minerales para alta temperatura y ultra alta salinidad.
CN106215803B (zh) * 2016-07-25 2019-07-05 山东转化科技有限公司 压敏胶用多功能表面活性剂及其制备方法
CN107646840A (zh) * 2017-10-09 2018-02-02 南京农业大学 农药水基化低容量剂及其制备方法

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JP7284807B2 (ja) 2023-05-31

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