Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

Composiciones hidrófugas para conservantes de la madera.

Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen:

El uso, en el tratamiento repetitivo de la madera bajo presión, de una composiciónhidrófuga de emulsión de cera comprendiendo:

a) una cera

,

b) un tensoactivo no iónico con un índice HLB mayor a 11,

c) un tensoactivo aniónico comprendiendo sal de monoetanolamina de unácido carboxílico natural o sintético, presente en una cantidad eficaz paraestabilizar la composición; y

d) agua.

Solicitante: VIANCE, LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: ONE WOODLAWN GREEN 200 EAST WOODLAWN ROAD, SUITE 350 CHARLOTTE, NC 28217 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: CUI,FUTONG, PRESTON,ALAN F, ARCHER,KEVIN, WALCHESKI,PAUL.

Fecha de Publicación de la Concesión: 28 de Mayo de 2013.

Clasificación Internacional de Patentes: B27K3/50 (..Mezclas de diferentes agentes de impregnación orgánicos), C09K3/18 (.para aplicarlas sobre las superficies para disminuir la adherencia del hielo, niebla o del agua (tratamiento de materiales particulares permitiéndoles fluir libremente, en general, p. ej. haciéndolos hidrófobos, B 01 J 2/30); Sustancias antihielo o que provocan el deshielo para aplicación sobre superficies (su empleo en los líquidos para la transferencia de calor o para la producción de diferencias de temperatura, distintas a la combustión, p. ej. líquidos de radiadores, 5/00) [4]).

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Descripción:

Composiciones hidrófugas para conservantes de la madera

REFERENCIAS CRUZADAS CON SOLICITUDES RELACIONADAS

Los beneficios de la solicitud provisional estadounidense con numero de serie 60/380.434, presentada el 14 de mayo de 2002, se reivindican aqui. ANTECEDENTES

Esta publicación hace referencia en general a composiciones hidrófugas de emulsiones, incluyendo tales composiciones para su uso junto con conservantes de la madera que contienen, por ejemplo, amoniaco de cobre, amina de cobre, complejos amino-amoniaco de cobre, compuestos de amonio cuaternario, u otros sistemas. Por

ejemplo, las composiciones hidrófugas de emulsiones son utiles en los sistemas conservantes de amonio cuaternario de cobre alcalino (ACO) .

Las siguientes caracterizaciones de ciertas patentes y publicaciones se facilitan para la comodidad del lector. No existe reconocimiento de que las patentes o publicaciones sean de la tecnica anterior, sean materiales o precisas, o que las descripciones aqui facilitadas puedan utilizarse como suplemento de las revelaciones de las patentes o publicaciones, que hablan por si mismas.

Las emulsiones de hidrocarburo se han utilizado junto con los conservantes de la madera para proporcionar cualidades hidrófugas y otros beneficios a la madera tratada. La patente estadounidense 3.832.463 describe emulsiones de cera para conservantes de la madera que contienen cromo hexavalente. La principal ventaja declarada en esa patente es la buena compatibilidad con el conservante. Los inconvenientes nombrados incluyen el uso de solvente de hidrocarburo que aporta compuestos organicos volatiles (COV) y un alto coste, y posiblemente una pobre estabilidad de corte.

La patente estadounidense 4.323.602 describe un proceso para elaborar una composición hidrófuga y conservante lista para diluir para el tratamiento de la madera. La composición de la emulsión de cera de parafina utilizada para el proceso no se revela ni define.

La patente estadounidense 6.274.199 describe composiciones y procesos hidrófugos para tratar la madera con conservantes y sustancias hidrófugas en

procesos de un solo paso. La patente indica que se divulga un proceso y una emulsión hidrófuga, que es estable bajo las condiciones del proceso, para un tratamiento mas profundo de especies de madera relativamente resistentes. La emulsión puede comprender:

(i) aproximadamente 30-80 % del peso de agua;

(ii) aproximadamente 10-50 % del peso de cera de hidrocarburo;

(iii) aproximadamente 0, 5-20 % del peso de al menos un tensoactivo no iónico;

(iv) aproximadamente 0-10 % del peso de un tensoactivo aniónico;

(v) aproximadamente 0-10 % del peso de un tensoactivo anf6tero; y

(vi) aproximadamente 0-30 % del peso de un aceite.

El ejemplo 1 de la patente '199 describe una formulación preparada con los siguientes ingredientes:

Nonilfenoxipoli (etilenoxi) etanol (100 moles de 6xido de etileno) 3, 89 % peso

Nonilfenoxipoli (etilenoxi) etanol (15 moles de 6xido de etileno) 1, 85 % peso

Dodecilbenceno sulfonato de sodio 0, 44 % peso

Cera parafinica residual 25, 00 % peso

Aceite neutral 7, 50 % peso

Agua 61, 32 % peso

Se describen acidos organicos disueltos en amoniaco en la patente estadounidense 2.768.910 para mejorar la propiedad hidrófuga y otras propiedades fisicas de la madera tratada. La patente estadounidense 3.945.835 afirma que los acidos organicos disueltos en amoniaco pueden utilizarse junto con cobre disuelto en amoniaco y compuestos de cinc para impartir resistencia a la descomposición y propiedades hidrófugas. De manera similar, WO87/06177 describe el uso de soluciones de colofonia amoniacal para el tratamiento de la madera. Las principales desventajas del uso de sales de amonio acido organico como sustancia hidrófuga son sus caracteristicas de ineficacia y dificil manipulación.

La patente estadounidense 4.681.910 publica composiciones de revestimiento hidrófugo que contiene emulsiones de latex y cera. La selección de tensoactivo para las emulsiones de cera no se indica como crucial. La patente alemana 2.415.843 public6 un agente de impregnación hidrófugo compuesto por cera de parafina, un acido graso, cera de abejas para la madera y otros materiales celulósicos.

La preparación de emulsiones de hidrocarburo utilizando tensoactivos no iónicos, aniónicos, catiónicos, o anf6teros o sus mezclas es una tecnica reconocida en el campo de la ciencia de tensoactivos y emulsiones. El libro "Emulsions and Solubilization" de K. Shinoda y S. Friberg, Wiley-Interscience, 1986, declara que el indice HLB óptimo de tensoactivos no iónicos para emulsiones de cera de parafina es 10. En la patente estadounidense 3.382.463, el indice HLB deseado se declara entre 7 y 11. Las sales de varios acidos grasos, comunmente conocidas como jabones, se utilizan normalmente como emulsionantes baratos para emulsiones hidrófugas de cera en la industria de las tarimas de madera.

Otras patentes que pueden tener alguna relevancia son las patentes estadounidenses numero 4.465.613 y 4.497.919. [0011] Cuando las emulsiones de cera fueron preparadas de acuerdo con la información de emulsión reconocida, se descubri6 que a la vez que se mantenian estables en soluciones de conservantes recien preparadas de cobre alcalino, las emulsiones se deterioraban rapidamente tras cargas consecutivas de tratamiento de la madera. [0012] La presente invención esta dirigida al uso repetitivo de una composición de emulsión de cera para tratar multiples cargas de madera con tal de aumentar su propiedad hidrófuga. Hemos descubierto que una composición que comprende una cera, un tensoactivo no iónico con un indice HLB mayor a 11, un tensoactivo aniónico comprendiendo sal de monoetanolamina de un acido carboxilico natural o sintetico, presente en una cantidad eficaz para estabilizar la composición mientras se utiliza repetidamente para el tratamiento de la madera con presión, y el agua pueden usarse de manera efectiva en este sentido. [0013] Los ingredientes de las composiciones utilizados en el metodo de la invención pueden mezclarse y procesarse en un concentrado de emulsión de cera estable utilizando las tecnicas de procesamiento conocidas como la homogeneización o la abrasión. La emulsión de cera puede tener una pequefa particula de fase no acuosa o de tamafo de gota para facilitar la penetración en la madera a tratar y la estabilidad del almacenaje a largo plazo del concentrado de emulsión. [0014] Las emulsiones, al mezclarse con un conservante, pueden proporcionar una propiedad hidrófuga buena a la madera tratada con el conservante. Ya que la absorción se reduce, la madera tratada puede ser menos propensa a la revisión y fisuración de su superficie. Ademas, la reducción de la revisión de la superficie y la reducción del contenido humedo debido a la presencia de la sustancia hidrófuga puede mejorar la actuación de los sistemas conservantes en las aplicaciones exteriores del producto de madera tratada como en plataformas, verjas, y tablas. [0015] Sin la intención de limitar la invención reivindicada para su uso de acuerdo con esta teoria, se cree que la interacción de la emulsión y la madera, o mas probable, la interacción de la emulsión y los extractivos de madera bajo condiciones especificas del tratamiento de la madera con conservantes alcalinos como el ACO, es la responsable del deterioro de las emulsiones como resultado de un tratamiento repetido de la madera. Los compuestos de amonio cuaternario en ACO tambien se consideran responsables de la destrucción de las emulsiones de cera. Tambien se ha descubierto que la solución elastica obtenida tras el proceso de tratamiento de la madera mediante vacio-presión, conocida como una solución recuperada en la industria del tratamiento de madera, podria provocar el deterioro de las emulsiones bajo condiciones estaticas (no del tratamiento de la madera) . Las soluciones recuperadas simuladas se utilizaron en la investigación para predecir la estabilidad de varias emulsiones. [0016] Las composiciones utilizadas en la presente invención pueden ser estables, opcionalmente a largo plazo, en contacto con cobre alcalino y particularmente con conservantes ACO bajo condiciones del tratamiento de la madera. La emulsión puede ser barata y proporcionar una buena propiedad hidrófuga a la madera tratada. Las formulaciones divulgadas tambien son adecuadas para los conservantes que contienen compuestos de amonio cuaternario, como los compuestos de borato/amonio cuaternario con o sin insecticidas. [0017] Para las composiciones arriba mencionadas, la cera puede ser una cera de parafina del petr6leo, una cera natural, o una cera sintetica como la cera de polietileno o cera de polietileno oxidado, o sus mezclas. La cera puede ser, por ejemplo, cera parafinica residual con un punto de fusión de 40 a 80°C, opcionalmente con un punto de fusión de 45 a 65°C. La cera esta presente en la cantidad de 5 a 40%, opcionalmente 10 a 25% basada en el peso de la formulación.

La formulación puede contener opcionalmente aceite de petr6leo o aceite natural como el aceite neutral o de linaza. El aceite de petr6leo puede tener un alto punto de ignición y un contenido insignificante de COV. El aceite, si se usa, puede estar presente en la cantidad de 1 a 5% basado en el peso de la formulación, por ejemplo.

La formulación tiene al menos un tensoactivo no iónico en la cantidad de 1 a 10%, opcionalmente de 3 a 7% en base al peso. El componente tensoactivo no iónico puede ser un unico tensoactivo o una mezcla de dos o mas tensoactivos no iónicos, la mezcla teniendo los indices HLB apropiados. Los tensoactivos no iónicos adecuados incluyen, sin caracter limitativo, nonilfenoles etoxilados, alcoholes etoxilados, aceite de ricino etoxilado, esteres de acido graso de polietilenglicol, y copolimeros de etilenglicol-propilenglicol. Los tensoactivos no iónicos considerados incluyen nonilfenoles etoxilados y esteres de acido graso de polietilenglicol con indices HLB mayores a 11, alternativamente de 14 a 19, alternativamente de 15 a 18. Cuando se utilizan las mezclas de tensoactivos no iónicos, el indice HLB de cada tensoactivo componente no tiene que entrar dentro de un intervalo marcado siempre que el sistema HLB, calculado en base a los porcentajes de los componentes y sus indices HLB, se encuentre dentro de un intervalo marcado. [0020] Se descubri6 de manera inesperada que las emulsiones tienen poca estabilidad en los sistemas conservantes de cobre alcalino, particularmente el ACO, cuando los tensoactivos no iónicos tienen indices HLB considerados comunmente óptimos para las emulsiones de cera. Por ejemplo, las emulsiones que contienen nonilfenol etoxilado con 6 moles de 6xido etileno (como el Etal NP-6 de Ethox Chemicals, LLC, Greenville, SC, HLB = 10, 9) ya que el tensoactivo no iónico era inestable bajo ciertas condiciones de prueba. La estabilidad de la emulsión aument6 a medida que los indices HLB de los tensoactivos no iónicos aumentaron. [0021] Se ha descubierto que la presencia de uno o mas tensoactivos aniónicos ademas de los tensoactivos no iónicos en la formulación aumenta, y en algunos casos aumenta de manera drastica, la estabilidad de la emulsión de cera en un conservante de cobre alcalino, por ejemplo en un conservante ACO. El tensoactivo aniónico esta presente en el intervalo de 0, 2 a 10%, alternativamente 1-5 % en base al peso de la formulación.

Los tensoactivos aniónicos adecuados incluyen, sin caracter limitativo, metal alcalino (por ejemplo sodio o potasio) , amonio, metal alcalinoterreo (por ejemplo calcio) , o sales de amina organica o sulfonatos de alquilarilo, sulfonatos de alquilo, sulfatos de alcohol graso, acidos sulfocarboxilicos y derivados, acidos carboxilicos naturales o sinteticos o mezclas de cualquiera de los tensoactivos aniónicos descritos. Los grupos alquilo o graso aqui definidos pueden tener desde 8 a 22 atomos de carbono, mas tipica y predominantemente desde 12 a 18 atomos de carbono. Los tensoactivos aniónicos adecuados incluyen sodio, potasio, amonio, o sales de amina organica de acidos carboxilicos naturales o sinteticos como el acido estearico, acido miristico, acido palmitico, acido oleico, acido linoleico, acido isosterico, o acido alquenilsuccinico. Los tensoactivos aniónicos tambien pueden ser sales de mezclas de acidos como acidos grasos de sebo o acidos grasos vegetales (como coco) . La función aniónica del carboxilato tambien puede ser una parte integral de la cera como en el caso de la cera de polietileno oxidado. Los tensoactivos considerados incluyen sales de monoetanolamina de acido oleico o acido isosterico. [0023] El agua esta presente en la formulación en el intervalo de 50 a 80%, alternativamente en el intervalo de 60 a 70%. Los contenidos de agua fuera de este intervalo tambien se consideran.

Opcionalmente, la formulación contiene un micro-biocida para evitar el deterioro biológico durante su almacenaje. La formulación tambien puede contener opcionalmente un colorante y otros agentes para mejorar las propiedades. [0025] Las formulaciones presentes pueden utilizarse junto con conservantes de la madera basados en cobre alcalino como carboxilatos de cobre amoniacal, conservantes de cobre alcalino cuaternario (ACO) (cuando los compuestos de amonio cuaternario pueden definirse como se establece en el siguiente parrafo) , arseniato de zinc de cobre amoniacal (ACZA) , y conservantes basados en cobre-triazol. [0026] Las formulaciones pueden emplear compuestos de amonio cuaternario incluyendo cualquier anión adecuado, por ejemplo, haluro (como cloruro) , sulfato, alquilsulfato, carbonato, bicarbonato, y otros. [0027] Los compuestos de amonio cuaternario considerados incluyen compuestos de dialquil dimetil cuaternario de amonio con dos cadenas alquilicas, o compuestos alquil bencil dimetil amonio cuaternario con una cadena alquilica, cada sustituyente de alquilo en cada caso con una cadena alquilica de longitud media de 8 a 18 atomos de carbono. Los grupos alquilo pueden ser residuos de acidos grasos, como fracciones de alquilo de coco o alquilo de sebo. Los compuestos de amonio cuaternario considerados incluyen alquil dimetil bencil amonio cloruro (ADBAC) , didecil dimetil amonio cloruro (DDAC) , ADBAC mas boratos y DDAC mas boratos e insecticidas como Imidacloprid de Bayer Corporation. Los boratos para los conservantes arriba descritos incluyen, sin caracter limitativo, sales de sodio, potasio y amonio de acido b6rico y poliboratos. Un borato considerado es el dis6dico octaborato tetrahidrato, Na2B8O13-4H2O. Otros compuestos de amonio cuaternario conocidos por ser utiles

en composiciones de conservantes de la madera tambien se consideran aqui. [0028] La emulsión hidrófuga puede afadirse a la solución del conservante para tratamientos de un solo paso o alternativamente, la emulsión hidrófuga puede

utilizarse como un tratamiento secundario que sigue al tratamiento con un conservante de madera.

EJEMPLO 1

Un concentrado de emulsión se prepara mezclando los siguientes ingredientes

a 85°C seguido de la homogeneización en un Homogeneizador Gaulin. El tensoactivo aniónico en este y otros ejemplos se realiza afadiendo acido oleico y monoetanolamina, que se cree forman un tensoactivo aniónico in situ.

Cera parafinica residual 17, 5% Aceite neutral 3, 5% Nonilfenol etoxilado (9 moles de 6xido etileno) 2%

Nonilfenol etoxilado (15 moles de 6xido etileno) 3%

Acido oleico 3, 33%

Monoetanolamina 0, 72%

Agua resto

EJEMPLO 2

Un concentrado de emulsión se prepara mezclando los siguientes ingredientes a 85°C seguido de a homogeneización en un Homogeneizador Gaulin.

Cera parafinica residual 17, 5% Aceite neutral 3, 5% Nonilfenol etoxilado (15 moles de 6xido 5% Acido oleico 3, 33% Monoetanolamina 0, 72% Agua resto EJEMPLO 3

Un concentrado de emulsión se prepara mezclando los siguientes ingredientes a 85°C seguido por la homogeneización en un Homogeneizador Gaulin.

Cera parafinica residual 17, 5% Aceite neutral 3, 5% Nonilfenol etoxilado (20 moles de 6xido etileno) 5% EJEMPLO 4

Acido oleico 3, 33%

Monoetanolamina 0, 72%

Agua resto

Un concentrado de emulsión se prepara mezclando los siguientes ingredientes a 85°C seguido por la homogeneización en un Homogeneizador Gaulin.

Cera parafinica residual 17, 5% Aceite neutral 3, 5% Nonilfenol etoxilado (15 moles de 6xido etileno) 1%

Nonilfenol etoxilado (100 moles de 6xido etileno) 4%

Acido oleico 3, 33%

Monoetanolamina 0, 72%

Agua resto

Los concentrados de emulsión obtenidos asi tienen un tamafo de particula medio ("particula" como se utiliza aqui se refiere a una particula sólida, una gota de una fase dispersa, o ambas) o menos de 0, 4 micrones (400 nm) y tienen una buena estabilidad para su almacenaje a largo plazo. El ejemplo siguiente ilustra el uso de la emulsión hidrófuga en una solución tipica de tratamiento de la madera.

EJEMPLO 5

Una solución tipica de tratamiento de la madera que contiene el concentrado de emulsión de acuerdo con el Ejemplo 4 y con el conservante ACO se prepara de acuerdo con lo siguiente:

Emulsión de cera (de acuerdo con el Ejemplo 4) 4 % peso ACO 1, 0 % peso ingrediente activo Agua resto Despues del tratamiento con la solución arriba descrita de acuerdo con las actividades industriales comunes seguidas por el secado, la madera tratada es resistente al deterioro por agua, la descomposición y los ataques de insectos.

EJEMPLO 6

El cambio de tamafo de particula de varias emulsiones en conservantes ACO en la presencia de soluciones "recuperadas" se presenta en el ejemplo. El efecto del tensoactivo sobre la estabilidad de la emulsión (representado por un aumento del ritmo lento de tamafo de particula media) esta ilustrado claramente.

Ejemplo Tiempo de almacenaje (dias)

3 7 14 21

Tamafo de particula medio de las emulsiones (micrones)

Ejemplo 1 0, 39 0, 43 0, 45 0, 45

Ejemplo 2 0, 37 0, 38 0, 41 0, 42

Ejemplo 3 0, 38 0, 39 0, 39 0, 40


Reivindicaciones:

1. El uso, en el tratamiento repetitivo de la madera bajo presión, de una composición hidrófuga de emulsión de cera comprendiendo: a) una cera, b) un tensoactivo no iónico con un indice HLB mayor a 11,

c) un tensoactivo aniónico comprendiendo sal de monoetanolamina de un acido carboxilico natural o sintetico, presente en una cantidad eficaz para estabilizar la composición; y

d) agua.

2. El uso de la composición de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cera en la composición es cera parafinica residual.

3. El uso de la composición de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el tensoactivo no iónico en la composición comprende un nonilfenol etoxilado o un ester de acido graso de polietilenglicol con un indice HLB de 14 a 19.

4. El uso de la composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la emulsión de cera comprende un conservante de la madera.

5. El uso de la composición de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el conservante de la madera contiene un compuesto de amonio cuaternario.

6. El uso de la composición de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el compuesto de amonio cuaternario incluye compuestos dialquil dimetil de amonio cuaternario con dos cadenas alquilicas, o compuestos alquil bencil dimetil de amonio cuaternario con una cadena alquilica, cada substituyente de alquilo en cada caso con una longitud de cadena alquilica media de entre 8 y 18 atomos de carbono.

7. El uso de la composición de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el compuesto de amonio cuaternario es uno entre cloruro de alquil dimetil bencil amonio (ADBAC) , cloruro de didecil dimetil amonio (DDAC) , ADBAC mas boratos y DDAC mas boratos.

8. El uso de la composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 4 a la 7, en el que el conservante de la madera es un conservante basado en cobre alcalino.

9. El uso de la composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cantidad de tensoactivo aniónico presente en la composición esta en el intervalo entre 0, 2 y 10% de peso.






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