DE3316313A1 - Gewebeweichmachende zusammensetzung - Google Patents

Description

Beschreibung

Vorliegende Erfindung betrifft verbesserte, hochwirksame gewebeweichmachende Zusammensetzungen, insbeson-

-10 dere in Form einer wäßrigen Dispersion, die einerseits eine kationische gewebeweichmachende Verbindung oder eine Mischung derartiger Verbindungen und andererseits ein höheres Alkylsulfonat, das für sich allein auf die Wäsche keine weichmachende Wirkung ausübt, enthal-

-15 ten, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher gewobcweichmachender Zusammensetzungen und ihre Verwendung.

Es wurde durch Versuche festgestellt, daß für eine normale Waschmaschinenfüllung (z.B. 3,5 bis 4,5 kg Wäsche) in einer üblichen Waschmaschine unter Verwendung von etwa 35 Litern Wasser etwa 30 bis 60 g eines 6%igen wirksamen kationischen Konditionierers zu einer sehr zufriedenstellenden Weichmachung führen. Auf einer von 1 bis 10 reichenden Weichmachungsskala erreicht man hierbei einen Wert von etwa 9 bis 10.

Bei einem Skalenwert von 6 und darüber nimmt der Verbraucher zwischen den Werten von 6, 7, 8, 9 und 10 deutliche Unterschiede wahr.

Bei Skalenwerten von 1 bis 5 besitzt die Wäsche eine vollständig unbefriedigende Qualität, da sie sehr rauh ist und sich "brettartig" anfühlt. Im Bereich dieser Skalenwerte kann der Verbraucher im allgemeinen keine Unterschiede wahrnehmen. Natürlich ist es einem Fachmann

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mit mehr Erfahrung möglich, auch in diesem Skalenbereich zwischen den einzelnen Werten zu unterscheiden.

In der Industrie wird allgemein eine 6%ige Konzentration an wirksamen kationischen Weichmachern als Standard eingesetzt, da höhere Konzentrationen in wäßrigen Systemen häufig zu Schwierigkeiten führen, da die Stabilität gering sein kann, die Gießbarkeit mangelhaft wird, Gelbildungen zu ernsthaften Problemen führen und die Dispergierbarkeit im Waschwasser schwierig werden kann, was zu einer unzureichenden Weichmachung und/oder zu Fleckenbildung führt.

In der US-PS 4 000 077 werden gewebeweichmachende Zusammrnsetzungen beschrieben, die aus kationischen Weichmachern und einem langkettigen aliphatischen Alkoholsulfat (einschließlich ethoxylierter Alkoholsulfate) bestehen. Aus dieser Patentschrift geht hervor und hat sich empirisch bestätigt, daß geringere Gesamtkonzentrationen (d.h. unter 6 %) an wirksamen Verbindungen eine Weichmachung ergeben können, die der eines 6%igen kationischen Weichmachers äquivalent sein kann.

In US-PS 3 997 453 werden gewebeweichmachende Zusammen-Setzungen beschrieben, die eine verbesserte Dispergierfähigkeit in kaltem Wasser besitzen und die durch gemeinsame Verwendung geringerer Mengen an bestimmten anionischen Sulfonaten erhalten werden. Es werden Verhältnisse von kationischen Weichmachern zu anionischen Verbindungen von etwa 80 : 1 bis 3 : 1, 50 : 1 bis 4 : 1 und 40 : 1 bis 5 : 1 beschrieben. Unter den offenbarten Sulfonaten sind die C₀- bis C„_n-Paraffinsulfo-

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewebeweichmachende Zusammensetzung mit ausgezeich neter Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit zu schaffen, wobei in der Zusammensetzung kationische Weichmacher in niedrigeren Konzentrationen als bisher üblich eingesetzt werden sollen und dennoch eine Weichmacherwirkung erzielt werden soll, die vergleichbar ist mit derjenigen von Zusammensetzungen, die lediglich kationische Weichmacher, jedoch in höheren Kozentrationen, enthalten.

Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen gewebeweichmachenden Zusammensetzungen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gewebeweichmachende Zusammensetzung, insbesondere in Form einer wäßrigen Dispersion, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an 2 bis 5 Gew.% eines kationischen Weichmachers und 0,2 bis 1 Gew.% eines C₁ .-bis C_??-Paraffinsulfonats, wobei das Gewichtsverhältnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat bei etwa 5 : 1 bis 12 : 1 liegt.

Als geeignete kationische Weichmacher werden erfindungsgemäß konventionelle gewebeweichmachende Mittel auf dor Basis quaternärer Ammoniumsalze eingesetzt, insbesondere die wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren quaternären Ammoniumsalze mit zwei langkettigen und zwei kurzkettigen Alkylresten sowie Imidazoliniumsalze mit zwei langkettigen Alkylresten. Besonders bevorzugt sind die quaternären Ammoniumsalze mit zwei C₁₂" ^bis C^Q-Alkylgruppen und zwei C,- bis C^-Alkylgruppen (z.B. die entsprechenden Chloride, Sulfate,

3^ Methosulf ate, Acetate usw.) sowie in 1,1-Stel Jung

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disubstituierte Imidazoliniumsalze mit zwei C,-.- bis C_._n-Alkylgruppen (mit Anionen wie bei den quaternären Ammoniumsalzen).

Die vorstehend genannten Verbindungen können allgemein durch die folgenden Formeln für die Weichmacher vom Typ der Imidazoliniumverbindungen (A und AA) und vom Typ der quaternären Ammoniumsalze (B) dargestellt werden :

CH,

Formel (A)

in der R, ein Alkylrest mit 8 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise mit 14 bis 18 C-Atomen, oder ein entsprechender Alkenylrest ist;

R„ und R-. unabhängig voneinander ein Rest gemäß R, oder vorzugsweise eine niedere Alkylgruppe oder eine substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen darstellen, beispielsweise eine Halogenalkyl-, Hydroxyalkyl- oder Acylaminoalkylgruppe u.dgl. und X ein wasserlösliches Anion darstellt, beispielsweise ein Chlorid-, Bromid-, Jodid-, Fluorid-, Sulfat-, Metho-

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sulfat-, Nitrit-, Nitrat-, Phosphat- oder Carboxylation (z.B. Acetat, Adipat, Phthalat, Benzoat, Oleat usw.).

Die bevorzugten Verbindungen haben die Formel (AA):

N C₂H₄

Il

N — C -—- R_c

Formel (AA)

in der R, die in Formel (A) angegebene Bedeutung hat

und

R_ ein Rest entsprechend R, sein kann oder vorzugsweise eine niedere Alkylgruppe oder eine substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen darstellt, beispielsweise eine Halogenalkyl- oder Hydroxyalkylgruppe u.dgl., R, Wasserstoff oder eine Alkylgruppe oder substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen darstellt und Rr entweder die Bedeutung von R, und R„ besitzt oder vorzugsweise einen aliphatischen Rest mit 8 bis 30 C-Atomen oder besonders bevorzugt eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 14 bis 18 C-Atomen darstellt und X die gleiche Bedeutung wie in Formel (A) hat.

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Die quaternäre Ammoniumverbindung- hat die allgemeine Formel (B):

Formel (B)

in der R aliphatische Reste mit 1 bis 30 C-Atomen, bevorzugt Alkyl- oder Alkenylreste, ferner Arylgruppen (z.B. Phenyl-, Tolyl- oder Cumylgruppen usw.), Aralkylgruppen (z.B. Benzyl- oder Phenethylgruppen usw.) sowie die entsprechenden Halogen-, Amid-, Hydroxyl- und Carboxysubstituenten darstellen mit der Maßgabe, daß wenigstens zwei der R-Gruppen Alkyl- oder Alkenylgruppen mit 14 bis 30 C-Atomen und vorzugsweise mit 14 bis 22 C-Atomen und die anderen R-Gruppen niedere Alkylreste darstellen, wobei besonders bevorzugt wenigstens zwei R-Gruppen Alkyl- oder Alkenylreste mit 14 bis 18 C-Atomen und die anderen R-Gruppen niedere Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen (besonders bevorzugt Methyl- oder Ethylgruppen) sind und Y ein Anion darstellt, das die gleiche Bedeutung wie X in Formel (A) besitzt.

Typische Imidazolinium-Weichmacher gemäß Formel (A) sind:

2-Heptadecyl-l-methyl-l-oleylamidoethyl-imidazoliniumethosulfat,
2-Heptadecyl-l-methyl-l-(2-stearoylamido)ethyl-imidazoliniumsulfat,

2-Heptadecyl-l-methyl-l-(2-stearoylamido)ethyl-imidazoliniumchlorid,

2-Kokosfettsäure-l-(2-hydroxyethyl)-1-benzy1-imidazöliniumchlorid,

2-Kokosfettsäure-1-(hydroxyethyl)-l-(4-chlorobutyl)-imidazoliniumchlorid,

2-Kokosfettsäure-1-(2-hydroxyethyl)-l-octadecenyl-imidazoliniumchlorid,
2-Tallölfettsäure-l-(2-hydroxyethyl)-1-benzyl-imidazo-1 in iumchlorid,

2-Tallölfettsäure-1-(2-hydroxyethyl)-1-(4-chlorobutyl)-imidazoliniumchlorid,

2-Heptadecenyl-l-(2-hydroxyethyl)-l-(4-chlorobutyl)-imidazoliniumchlorid,

2-Heptadecenyl-l-(2-hydroxyethyl)-1-benzyl-imidazolini um· chlorid,

2-Heptadecyl-l-(hydroxyethyl)-1-octadecyl-imidazöliniumsulfat.

Typische kationische Verbindungen gemäß Formel (B) sind:

Distearyldimethy1ammoniumchlorid,
Di-Talgfettsäure-dimethylammoniumchlorid, Dihexadecy!dimethylammoniumchlorid, Distearyldimethylammoniumbromid,

Di(hydrierte Talgfettsäure)-dimethylammoniumbromid, Distearyl-di(isopropyl)ammoniumchlorid, Distearyldimethylammoniummethosulfat.

Zusätzlich zu der erfindungsgemäßen kationischen Weichmacherzusarnmensetzung können den wäßrigen Zusammensetzungen zahlreich herkömmliche Stoffe oder wahlweise Bestandteile, die die Stabilität und/oder funktionellen Eigenschaften der erfindungsgemäßen gewebeweichmachenden Zusammensetzung nicht nachteilig beeinflussen, zugegeben werden. So können beispielsweise geringe Mengen an verschiedenen oberflächenaktiven Stoffen, insbesondere bestimmte oberflächenaktive Phosphatester, die erwünscht sein können zur Entfaltung einer antistatischen Wirkung auf die gewaschenen Stoffe, anwesend sein. Solche herkömmlichen zusätzlichen Stoffe sind beispielsweise Parfüme, Farbstoffe, Pigmente, Germicide, optische Aufheller, Korrosionsschutzmitel (z.B. Natriumsilikat) u.dgl. Jedes dieser Zusatzmittel kann z.B. in einer Menge von 1 Gew.% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegen.

Ferner kann es wünschenswert sein, die Viskositätseigen-PQ schäften der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch

Zusatz eines Elektrolyten, wie Calciumchlorid, Natriumnitrat, Natriumformiat u.a., in Mengen von etwa 0,05 bis 5 Gew.% zu modifizieren. Geringere Anteile an anderen Komponenten können ebenfalls zugesetzt werden, beispiels-P5 weise niedere Alkenole, z.B. Ethyl- und Isopropylalkohol, aber auch herkömmliche Trübungsmittel, insbesondere solche vom bekannten Harzemulsionstyp.

Natürlich enthalten die meisten handelsüblichen Materialien eine Mischung verschiedener Anteile. So brauchen die langkettigen Substituenten an den kationischen Weichmachern nicht nur eine einzige Kohlenstoffkettenlänge aufzuweisen, sondern bestehen viel wahrscheinlicher aus einer Mischung von Verbindungen mit verschie- -.p, denen Kohlenstoff kettenlängen. In dieser Hinsicht ist

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ein quaternäres Ammoniumsal ζ besonders geeignet, das Alkylsubstituenten aufweist, die sich von Talgfettsäure ableiten und die eine Mischung aus 35 % C,,- und 60 % C_1fl -Alkylgruppen und geringere Mengen an C,.-Alkylgruppen enthalten. In ähnlicher Weise kann das Paraffin sulfonat ein Produkt sein, das Alkylgruppen mit einer einzigen Kettenlänge aufweist, im allgemeinen besteht das Paraffinsulfonat jedoch aus einer Mischung, und zwar vorzugsweise aus einer Mischung aus C,.- bis C₁₇-Alkylgruppen (beispielsweise aus 26 % C₁₄-, 32 % C,,-"*/

25 % C₁,-, 14 % C₁-,-, 4 % C₁,-, 1,5 % C,_ß- und 0,5 % Jb 1/ 1 j Io

C,--Alkylgruppen). Natürlich können auch Produkte mit anderen Alkylgruppen-Mischungen eingesetzt werden, bevorzugt sind aber Produkte, die wenigstens etwa 90 % ^14~ k^^s C,-,-Al kylgruppen enthalten.

In der Regel enthalten die erfindungsgemäßen wäßrigen Zusammensetzungen 2 bis 5 Gew.% der kationischen Verbindung und 0,2 bis 1 Gew.! des Paraffinsulfonats, wobei das Gewichtsverhältnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat im Bereich von 5 : 1 bis 12 : 1 liegt. Vorzugsweise liegt der Gesamtgehalt an aktiven Komponenten, d.h. an kationischem Weichmacher und Paraffinsulfonat, im Bereich von etwa 4 bis 6 %, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 5,5 %, und das besonders bevorzugte Gewichtsverhaltnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat liegt bei 10 : 1.

Die Wahl des allgemeinen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hängt davon ab, ob das Verfahren diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden soll. Bei einem diskontinuierlichen Verfahren werden etwa 2/3 der gemäß der Formulierung vorgesehenen Wassermenge auf etwa 35 bis 50 C erwärmt.

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Der kationische Weichmacher und das Paraffinsulfonat werden zunächst in gesonderter Weise miteinander kombiniert und eine flüssige Mischung gebildet (im allgemeinen durch Erwärmen auf 50 bis 55 C). Das flüssige Gemisch wird anschließend zum vorerwärmten Wasser zugefügt und das Ganze gemischt, bis eine homogene Dispersion der Substanzen in Wasser erhalten wird. Danach wird das übrige Wasser zu der Mischung zugefügt.

-IO ^Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird die Vormischung des kationischen Weichmachers und des Paraffinsulf onats (bei einer Temperatur von 50 bis 55 C) zu der. Gesamtmenge des Wassers zugefügt, das auf etwa 70 C erwärmt wurde.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert, ohne auf diese Beispiele begrenzt zu sein. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.

Beispiele 1 bis 5

A) Ein Baumwollhandtuch von 40 χ 40 cm Größe wurde sechsmal vorgewaschen, um sämtliches Material, das in dem Handtuch vorhanden sein könnte, zu entfernen, und dann bei Zimmertemperatur in Leitungswasser gespült und nach dem Trocknen an der Luft in 5 Stücke

-„0 zerschnitten. Jedes Stück wurde mit 1,5 g einer wäßrigen Zusammensetzung aus 4 % Distcaryldimethylammonιumchlorid (DSDMAC) behandelt. Die weichgemachten Handtuchslücke wurden mit Hilfe einer paarigen Vergleichsmethode gegen die folgenden Zusammensetzvm-

J₁J gen, die ebenfalls zur Behandlung von Handtuchstücken

verwendet wurden, ausgewertet,·nämlich

B) 1,5 g eines wäßrigen Weichmachers mit einem Gehalt von 3,75 % DSDMAC und 0,14 % Natriumparaffinsulfonat (SAS) mit C, ._, .,-Alkylgruppen;

C) 1,5 g eines wäßrigen Weichmachers mit einem Gehalt an 3,50 % DSDMAC und 0,28 % SAS,

D) 1/5 g eines wäßrigen Weichmachers mit einem Gehalt an 3,25 % DSDMAC und 0,43 % SAS.

Die Ergebnisse der Auswertung zeigen, daß C) die beste weichmachende Wirkung zeigt, gefolgt von D), dann von A) und schließlich von B). Bemerkenswert ist hierbei, daß die Weichmacher C) und D) einen erheblich geringeren Anteil an kationischem Weichmacher und sogar einen

-15 geringeren Gesamtgehalt an Weichmacher und Paraffinsulfonat enthalten als die Zusammensetzung A) (kationischer Weichmacher allein) und dennoch eine bessere Weichmachung ergeben. Im Falle der Zusammensetzung B) ist die Menge an SAS zu niedrig, um einen synergistischen Effekt zu ergeben, wie er bei den Zusammensetzungen C) und D), die erfindungsgemäße gewebeweichmachende Zusammensetzungen darstellen, beobachtet wird.

Weitere Beispiele für erfindunqsgemäße wäßrige gewebeweichmachende Zusammensetzungen sind die folgenden:

Beispiel	% DSDMAC	% SAS
2	3,67	0, 52
3	4, 4 0	0,425
4	4,40	0, 90
5	4,00	0, 33

Das in den vorstehenden Beispielen eingesetzte DSDMAC besitzt ein Molekulargewicht von etwa 575 und enthält zusätzlich zu C,„-Alkylgruppen auch einige C,,-Alkylgruppen.

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Das eingesetzte Paraffinsulfonat besaß ein Molekulargewicht von 328, bestimmt gemäß der Epton-rMethode .

Beispiel 6

Jedes der vorstehenden Beispiele IB, IC, ID, 2, 3, 4 und 5 wurde wiederholt unter Verwendung der folgenden kationischen Weichmacher und Paraffinsulfonate, wobei -^q vergleichbar gute Ergebnisse erzielt wurden:

A. Di-octadecyl-diethylammoniummethosulfat;

B. Di-hexadecyl-diisopropylammoniumacetat;

C. Di-eicosyl-dimethylammoniumbromid;

^p, D. 2-Heptadecyl-l-methyl-l-oleylamidoethyl-imidazoliniumethosulfat;

E. 2-Cocos-l-(2-hydroxyethyl)-1-benzyl-imidazoliniumchlorid;

F. Distearyl-hydroxypropyl-methylammoniumchlorid; G. C, --Paraffinsulfonat;

H. C_nQ-Paraffinsulfonat.

Die erfindungsgemäßen wäßrigen gewebeweichmachenden Zusammensetzungen sind allgemein anwendbar wie andere

P5 entsprechende Zusammensetzungen auch und sind insbesondere geeignet zum Einsatz in den Spülgang einer automatischen Waschmaschine. Sowohl bei solchen Arbeitsgängen als auch bei anderen gewünschten Verfahren zur Behandlung von Stoffen können die erfindungsgemäßen

-,j- Zusammensetzungen in der Regel in einer solchen Menge eingesetzt werden, die allgemein einer Konzentration der wirksamen Bestandteile (kationischer Weichmacher + Paraffinsulfonat) von 0,005 bis 0,3 %, bezogen auf das Gewicht der zu behandelnden Stoffe, entspricht,

-c vorzugsweise von 0,007 bis 0,2 % und ganz besonders bevorzugt von etwa 0,01 bis 0,15 %.

Die erfindungsgemäße Kombination von kationischen Weichmachern und Paraffinsulfonat ergibt eine vorteilhafte synergistische gewebeweichmachende Wirkung, so daß im Vergleich zu Zusammensetzungen, die als weichmachenden Bestandteil allein kationische Verbindungen enthalten, zur Erreichung eines vergleichbaren Weichmachungseffektes deutlich geringere Mengen an wirksamen Bestandteilen erforderlich sind. Dies erlaubt nicht nur eine größere Vielfalt bei der Herstellung solcher Zusammen-Setzungen, sondern bedeutet darüber hinaus eine wesentliche Kosteneinsparung.

Claims (6)

1. Patentansprüche

   Gewebeweichmachende Zusammensetzung, insbesondere in Form einer wäßrigen Dispersion, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 2 bis 5 Gew.% eines kationischen Weichmachers und 0,2 bis 1 Gew.% eines C,.- bis C__-Paraffinsulfonats, wobei das Gewichte-Verhältnis von kationischem Weichmacher zu Puraff in·

   : 1 bis 12 : 1 Ii egt .
2. 2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kationischen Weichmacher ein wasserlösliches oder wasserdispergicrbares

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   quaternäres Ammoniumsalz mit zwei langkettigen und zwei kurzkettigen aliphatischen Gruppen und/oder ein mit zwei langkettigen Alkylgruppen in 1,1-Stellung disubstituiertes Imidazoliniumsalz aufweist.
3. 3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kationischen Weichmacher Distearyldimethylammoniumchlorid und als Paraffinsulfonat ein C, ,- bis C,₇~Paraffinsulfonat enthält.
4. 4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat bei etwa 10 : 1 liegt.
5. 5. Verfahren zur Herstellung einer gewebeweichmachenden Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine flüssige Vormischung aus kationischem Weichmacher und Paraffinsulfonat bei einer Tempe-

   V₁) ratur von etwa 40 bis 70 C zu einem größeren

   Anteil der gemäß der Formulierung vorgesehenen Wassermenge, die auf etwa 35 bis 75 C vorerwärmt wurde, zufügt und das Ganze mischt, wobei man eine homogene Dispersion der Substanzen in Wasser erhält, worauf die Restmenge an Wasser eingemischt wird.
6. 6. Verwendung der gewebeweichmachenden Zusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 zur weichmachen-

   -.0 den Behandlung von Textilien in Wasser, wobei die Zusammensetzung in einer Menge von 0,005 bis 0,3 %, bezogen auf das Gewicht der Textilien, eingesetzt wird.