DE3884054T2

DE3884054T2 - Quaternäre Monoesterammoniumverbindungen als Faser- und Gewebebehandlungsmittel.

Info

Publication number: DE3884054T2
Application number: DE88200807T
Authority: DE
Inventors: Darlene Rose Walley
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2008-04-27
Also published as: AU604203B2; NZ224432A; KR880014188A; PT87383B; AU1532988A; FI882017A0; DK236788A; DK236788D0; US4808321A; DE3884054D1; PT87383A; KR950003851B1; CA1313675C; EP0293953A3; FI882017A7; EP0293953B1; FI882017L; JPS6452878A; EP0293953A2; ATE94585T1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gewebebehandlungszusammensetzungen. Insbesondere betrifft sie Gewebebehandlungszusammensetzungen für die Verwendung im Spülkreislauf eines Gewebewaschvorganges, um Vorteile betreffend die Gewebeweichmachung/die Kontrolle der statischen Aufladung zu gewährleisten, wobei die Zusammensetzungen durch außerordentliche Lagerungsstabilitäts- und Viskositätseigenschaften sowie eine außerordentliche biologische Abbaubarkeit gekennzeichnet sind. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch zur Behandlung von Geweben in Heißluftwäschetrocknern und in Haar-konditionierenden Zusammensetzungen verwendet werden.

GRUNDLAGE

Gewebebehandlungszusammensetzungen, welche für das Gewährleisten von Vorteilen betreffend die Gewebeweichmachung und die Kontrolle der statischen Aufladung während des Wäschewaschens geeignet sind, sind in der Technik gut bekannt und haben in großem Maßstab kommerzielle Anwendung gefunden. Herkömmliche, zum Spülen zugesetzte gewebeweichmachende Zusammensetzungen beinhalten als wirksame weichmachende Komponente im wesentlichen wasserunlösliche, kationische Materialien, mit zwei langen Alkylketten. Typisch für solche Materialien sind Distearyldimethylammoniumchlorid und Imidazoliniumverbindungen, welche mit zwei Stearylgruppen substituiert sind. Diese Materialien werden herkömmlicherweise in der Form einer Dispersion in Wasser hergestellt und es ist im allgemeinem nicht möglich, solche wäßrigen Dispersionen mit mehr als etwa 10 % an kationischen Materialien herzustellen, ohne daß unabwendbare Probleme der Produktviskosität und Stabilität auftreten, insbesondere nach Lagerung bei erhöhten Temperaturen, so daß die Zusammensetzungen nicht gießbar sind und im Spülwasser unzureichende Dispergier- und Lösungseigenschaften besitzen. Diese physikalische Beschränkung hinsichtlich der Weichmacherkonzentration begrenzt natürlicherweise das Ausmaß an Weichmachungsleistung, die ohne Verwendung übermäßiger Produktmengen erzielbar ist, und trägt auch wesentlich zu den Kosten der Verteilung und der Verpackung bei.
Daher wäre es in hohem Maße wünschenswert, physikalisch annehmbare Gewebebehandlungszusammensetzungen herzustellen, welche viel größere Mengen an wasserunlöslichen kationischen Weichmachermaterialien beinhalten.
Es wäre auch wünschenswert, Gewebeweichmacher zu besitzen, welche lagerungsstabil sind und welche auch biologisch abbaubar sind. Materialien, welche biologisch abgebaut werden können, sind jedoch oft unzureichend stabil, um als flüssige Zusammensetzungen formuliert zu werden.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, lagerungsstabile, biologisch abbaubare Gewebeweichmacher bereitzustellen. Es ist ein weiteres Ziel, solche Materialien in der Form von flüssigen Produkten und Konzentraten bereitzustellen. Diese und andere Ziele werden erfindungsgemäß erreicht, wie es aus der folgenden Beschreibung ersichtlich sein wird.

STAND DER TECHNIK

Kationische Weichmachermaterialien werden herkömmlicherweise vom Hersteller in der Form einer Aufschlämmung geliefert, welche etwa 70% bis 80% an wirksamem Material in einer organischen Flüssigkeit, wie Isopropanol, enthält, welche manchmal eine geringe Menge an Wasser (bis zu etwa 10%) aufweist. Gewebeweichmachende Zusammensetzungen für den Einzelhandel werden danach durch Dispergieren der Weichmacheraufschlämmung in warmem Wasser unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen hergestellt. Die Beschränkungen hinsichtlich der physikalischen Form und der Dispergierbarkeit dieser industriellen Konzentrate sind jedoch derart, daß sie deren direkte Verwendung durch den Konsumenten im Haushalt ausschließen; tatsächlich können sie sogar für den industriellen Zulieferer der gewebeweichmachenden Zusammensetzungen für den Einzelhandel ernste Verarbeitungsprobleme mit sich bringen.
Verbindungen analog zu jenen, welche in der Durchführung dieser Erfindung angewandt werden, aber mit etwas kürzeren verzweigten Alkylketten (hierin nachstehend als R' bezeichnet) und etwas längeren Kohlenwasserstoffsubstituenten (hierin nachstehend als R"' bezeichnet) als jene, die für die Verwendung hierin ausgewählt sind, sind unter dem Handelsnamen SYNPROLAM FS von ICI erhältlich; siehe auch die US-PS 4 339 391, Hoffmann et al., 13. Juli 1982. Es liegt jedoch kein Anhaltspunkt vor, daß die wünschenswerten Eigenschaften der hierin als Gewebebehandlungszusammensetzungen verwendeten speziellen Verbindungen hinsichtlich Weichmachung, Viskosität, Stabilität und biologischer Abbaubarkeit bei Formulierung in der hierin geoffenbarten Weise zuvor erkannt worden wären.
Die US-PS'en 4 426 299, 17. Jänner 1984, und 4 401 578, 30. August 1983, Verbruggen, beziehen sich auf Paraffin, Fettsäuren und Esterfüllstoffe in Weichmacherkonzentraten.
Die europäische Patentschrift 0 018 039, Clint et al., 7. März 1984, betrifft Kohlenwasserstoffe und lösliche kationische oder nichtionische grenzflächenaktive Mittel in Weichmacherkonzentraten, um die Viskositäts- und Stabilitätseigenschaften zu verbessern.
In der US-PS 4 454 049, MacGilp et al., 12. Juni 1984, sind flüssige Gewebebehandlungszusammensetzungen in der Form isotroper Lösungen beschrieben, welche wasserunlösliche Di-C&sub1;&sub6;-C&sub2;&sub4;- wahlweise Hydroxy-substituierte Alkyl-, -Alkaryl- oder -Alkenyl-kationische Gewebeweichmacher, wobei mindestens etwa 70% des Gewebeweichmachers aus einer oder mehreren Komponenten bestehen, welche gemeinsam eine Schmelzendtemperatur von weniger als etwa 20ºC besitzen, einen wasserunlöslichen nichtionischen Füllstoff, insbesondere C&sub1;&sub0;-C&sub4;&sub0;-Kohlenwasserstoffe oder Ester von ein- oder mehrwertigen Alkoholen mit C&sub8;-C&sub2;&sub4;-Fettsäuren, und ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel umfassen. Die Konzentrate weisen eine verbesserte Formulierungsstabilität und -dispergierbarkeit auf, kombiniert mit außerordentlichen gewebeweichmachenden Eigenschaften.
In der US-PS 4 439 330, Ooms, 27. März 1984, sind konzentrierte Gewebeweichmacher, welche ethoxylierte Amine umfassen, enthalten.
In der US-PS 4 476 031, Ooms, 9. Oktober 1984, sind ethoxylierte Amine oder protonierte Derivate hievon in Verbindung mit Ammonium, Imidazolinium und dgl. Materialien beschrieben. Die Verwendung alkoxylierter Amine als Klasse, in Weichmacherzusammensetzungen ist bekannt (siehe beispielsweise die deutschen Patentanmeldungen 2 829 022 und 1 619 043 und die US-PS'en 4 076 632 und 4 157 307).
Die US-PS 4 422 949, Ooms, 27. Dezember 1983, bezieht sich auf Weichmacherkonzentrate, welche auf DTDMAC, Glycerinmonostearat und mehrfachkationischen Mitteln basieren. Siehe auch GB 59502, 26. Juni 1985, Turner und Dovey.
In der britischen Anmeldung Nr. 2 007 734A sind Gewebeweichmacherkonzentrate beschrieben, welche ein Gemisch aus einem Fett-quaternären Ammoniumsalz mit mindestens einem C&sub8;-C&sub3;&sub0;-Alkylsubstituenten und einem Öl oder einer im wesentlichen wasserunlöslichen Verbindung mit Öl/Fett-Eigenschaften enthalten. Von den Konzentraten heißt es, daß sie in kaltem Wasser leicht dispergiert/emulgiert werden können, um gewebeweichmachende Zusammensetzungen auszubilden.
Konzentrierte Dispersionen von Weichmachermaterial können, wie in der europäischen Patentanmeldung Nr. 406 und in der britischen Patentschrift Nr. 1 601 360 beschrieben, durch darin Einverleiben bestimmter nichtionischer weichmachender Zusatzmaterialien hergestellt werden.
Konzentrierte gewebeweichmachende Zusammensetzungen sind in EP 164 966 beschrieben, welche ein Gemisch aus weichmachenden quaternären Ammoniumverbindungen umfassen. In der EP 159 920 sind gewebeweichmachende Zusammensetzungen enthalten, welche einen kationischen Gewebeweichmacher, einen Elektrolyt und ein nichtionisches Material umfassen.
Es ist ersichtlich, daß man sich dem speziellen Problem der Herstellung gewebeweichmachender Zusammensetzungen in konzentrierter Form, welche für die Verwendung durch den Konsumenten geeignet sind, gewidmet hat, aber daß die verschiedenen Lösungen nicht völlig zufriedenstellend gewesen sind. Es ist allgemein bekannt (beispielsweise aus der US-PS Nr. 3 681 241), daß das Vorliegen ionisierbarer Salze in Weichmacherzusammensetzungen hilft, die Viskosität zu verringern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die bei der Durchführung dieser Erfindung verwendeten faser- und gewebeweichmachenden und antistatischen Verbindungen besitzen die allgemeine Formel
worin jeder Substituent R eine kurzkettige (C&sub1;-C&sub6;, vorzugsweise C&sub1;-C&sub3;) Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe, z.B. Methyl (am stärksten bevorzugt), Ethyl, Propyl, Hydroxyethyl und dgl., oder Gemische hievon darstellt; R' ein langkettiger Kohlenwasserstoffsubstituent im C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Bereich, vorzugsweise C&sub1;&sub8;-Alkyl, am stärksten bevorzugt geradkettiges C&sub1;&sub8;-Alkyl ist; R" Wasserstoff (bevorzugt) oder einen kurzkettigen (C&sub1;-C&sub4;) Kohlenwasserstoffsubstituenten, insbesondere Methyl darstellt; und R"' eine langkettiger Kohlenwasserstoffsubstituent im C&sub1;&sub3;-C&sub1;&sub5;-Bereich, vorzugsweise C&sub1;&sub5;-Alkyl, insbesondere geradkettiges Alkyl ist. Das Gegenion X&supmin; ist hierin nicht kritisch und kann beispielsweise Halogenid, Methylsulfat und dgl. sein. Die bevorzugten Verbindungen können als Monoester-Analoga von Ditalgdimethylammoniumchlorid ("DTDMAC") angesehen werden, welches ein weit verwendeter Gewebeweichmacher ist.
Obwohl nicht beabsichtigt ist, sich durch die Theorie einzuschränken, wird angenommen, daß der Esterrest diesen Verbindungen die biologische Abbaubarkeit verleiht, wogegen die Tatsache, daß nur eine einzige Estergruppe vorhanden ist, eine ausreichende hydrolytische Stabilität gewährleistet, so daß die Verbindungen unter den hierin nachstehend beschriebenen Bedingungen als flüssige Zusammensetzungen stabil formuliert werden können. Die wünschenswerten Viskositätseigenschaften der Verbindungen, welche es erlauben, diese als Konzentrate zu formulieren, sind völlig unerwartet. Da die Verbindungen kationisch sind, gewährleisten sie nicht nur eine Weichheit von Fasern und Geweben, sondern auch Antistatik-Vorteile.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf flüssige gewebeweichmachende und antistatische Zusammensetzungen, welche: einen flüssigen Träger und mindestens etwa 1 Gew.-% einer Gewebeweichmacherverbindung der vorstehend beschriebenen Formel, welche im genannten Träger dispergiert ist, umfassen. Solche flüssigen Zusammensetzungen werden bei einem pH-Wert von etwa 2,0 bis etwa 5,0 formuliert, vorzugsweise von 3 ± 0,5, um eine gute Lagerungsstabilität zu gewährleisten. Für eine allgemeine Anwendung zur Gewebeweichmachung während des Spülens beim Wäschewaschen werden solche Zusammensetzungen typischerweise etwa 3 Gew. -% bis etwa 15 Gew.-% der Weichmacherverbindung umfassen.
Die erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen enthalten die weichmachende Verbindung als in dem flüssigen Träger dispergierte Teilchen. Die Teilchen besitzen eine Größe von unter einem Mikrometer, wobei sie im allgemeinen mittlere Durchmesser im Bereich von etwa 0,15-0,45 Mikrometer aufweisen. Solche Teilchendispersionen können wahlweise mit Emulgatoren stabilisiert werden.
Es ist wichtig, daß die erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen von freien (d.h. nicht protonierten) Aminen im wesentlichen frei sind (im allgemeinen weniger als 1 % enthalten), da freie Amine die Zersetzung der weichmachenden Verbindungen bei der Lagerung katalysieren können. Wenn geringfügige Mengen an Aminen vorhanden sind, sollten sie während der Formulierung der Zusammensetzungen jedoch mit Säure protoniert werden. Starke Säuren, wie H&sub3;PO&sub4; und HCl, können für diesen Zweck verwendet werden.
Die geringen Viskositäten, wie sie von den erfindungsgemäßen Dispersionen der Teilchen der erfindungsgemäßen Verbindungen gezeigt werden, erlauben es, diese als wasserverdünnbare Gewebeweichmacher-"Hochkonzentrate" zu formulieren, welche etwa 16 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% der gewebeweichachenden Verbindung enthalten. Solche Hochkonzentrate können zweckmäßigerweise in Beuteln verpackt werden, welche vom Anwender mit Wasser verdünnt werden können, um Weichmacher von "einfacher Stärke" herzustellen (typischerweise mit einer Konzentration von 3-5 % an wirksamem Weichmacher).
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Prozentsätze, Verhältnisse und Proportionen hierin auf das Gewicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Verbindungen, welche als der wirksame Weichmacher und antistatische Bestandteil in der Durchführung dieser Erfindung verwendet werden, werden unter Verwendung chemischer Standardreaktionen hergestellt. In einer typischen Synthese wird ein Amin der Formel RR'NCH&sub2;CHR"OH an der Hydroxylgruppe mit einem Säurechlorid der Formel R"'C(O)Cl verestert, anschließend mit einem Alkylhalogenid RX quaternisiert, um das gewünschte Reaktionsprodukt zu ergeben (worin R, R', R" und R"' wie in der vorstehenden Strukturformel definiert sind). Für eine detaillierte Beschreibung der Synthese einer bevorzugten Verbindung kann auf das hierin nachstehende Beispiel I verwiesen werden. Es wird jedoch von den Chemiefachleuten erkannt werden, daß diese Reaktionsfolge die Herstellung einer breiten Auswahl von Verbindungen erlaubt. Als veranschaulichende, nicht-einschränkende Beispiele können die folgenden erwähnt werden:
[CH&sub3;]&sub2;[C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;] NCH&sub2;CH(CH&sub3;)OC(O)C&sub1;&sub5;H&sub3;&sub1;Br
[C&sub2;H&sub5;]&sub2;[C&sub1;&sub7;H&sub3;&sub5;] NCH&sub2;CH&sub2;OC(O)C&sub1;&sub3;H&sub2;&sub7;Cl
[C&sub2;H&sub5;][CH&sub3;][C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;] NCH&sub2;CH&sub2;OC(O)C&sub1;&sub4;H&sub2;&sub9;SO&sub4; CH&sub3;
[C&sub3;H&sub7;][C&sub2;H&sub5;][C&sub1;&sub6;H&sub3;&sub3;] NCH&sub2;CH&sub2;OC(O)C&sub1;&sub5;H&sub3;&sub1;Cl
[iso-C&sub3;H&sub7;][CH&sub3;][C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;] NCH&sub2;CH&sub2;OC(O)C&sub1;&sub5;H&sub3;&sub1;I
Da die vorstehenden Verbindungen gegen Hydrolyse etwas anfällig sind, sollten sie eher sorgsam gehandhabt werden, wenn sie zur Formulierung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, beispielsweise flüssiger Zusammensetzungen, angewandt werden. Beispielsweise werden erfindungsgemäße stabile flüssige Zusammensetzungen bei einem pH-Wert im Bereich von etwa 2,0 bis etwa 5,0, vorzugsweise bei einem pH-Wert von etwa 3,0 ± 0,5 formuliert. Der PH-Wert kann durch die Zugabe von Standardsäuren, z.B. HCl, HBr und dgl., eingestellt werden, wobei H&sub3;PO&sub4; bevorzugt ist.
Darüber hinaus sollten die erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen von Aminen im wesentlichen frei sein (d.h. 1 % oder weniger, vorzugsweise 0,3 % enthalten). Obwohl viele vollständig formulierte Gewebeweichmacherzusammensetzungen Gemische verschiedener weichmachender Verbindungen umfassen, werden die Aminweichmacher, die in solchen in der Technik beschriebenen Zusammensetzungen manchmal angewandt werden, vorzugsweise in den flüssigen Zusammensetzungen dieser Erfindung nicht verwendet, da sie die Hydrolyse katalysieren können und dadurch die Lagerungsstabilität verringern. Es sollte jedoch klar sein, daß die erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen wahlweise Weichmacher und antistatische Materialien, die keine Amine sind, z.B. die Standardweichmacher-"Quats", wie Ditalgdimethylammoniumchlorid ("DTDMAC"), C&sub1;&sub4;-C&sub1;&sub8;-Imidazoliniumverbindungen und andere, als Weichmacher/antistatische Hilfsbestandteile enthalten können. Solche fakultativen Bestandteile können typischerweise 1 % bis 10 % der vorliegenden Zusammensetzungen umfassen.
Die erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen umfassen einen flüssigen Träger, bei welchem es sich typischerweise um Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und einem Alkohol wie Ethanol oder Isopropanol (typischerweise 0,5-3,0 % Alkohol) handelt. Die in dieser Erfindung verwendeten Weichmacherverbindungen sind in solchen auf Wasser basierenden Trägern unlöslich und liegen daher darin als Dispersion feiner Teilchen vor. Diese Teilchen sind, wie vorstehend angeführt, von einer Größe unter einem Mikrometer und werden zweckmäßigerweise durch Hochschermischen hergestellt, wodurch die Verbindungen als feine Teilchen dispergiert werden. Die Herstellung einer bevorzugten Dispersion ist detailliert im hierin nachstehenden Beispiel II beschrieben. Da die Verbindungen hydrolytisch labil sind, sollte wieder Sorge getragen werden, um das Vorhandensein von Basen zu vermeiden und um die Verarbeitungstemperaturen im Bereich von etwa 70 bis etwa 80ºC zu halten.
Die teilchenförmigen Dispersionen des vorstehenden Typs können wahlweise mittels nicht-basischer Standardemulgatoren, insbesondere nichtionischer Mittel wie den C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Ethoxylaten (EO&sub8;&submin;&sub1;&sub5;), welche typischerweise in Konzentrationen von 0,1-2 % verwendet werden, gemäß der bekannten Praxis bei der Formulierung von flüssigen DTDMAC-Gewebeweichmacherdispersionen gegen ein Absetzen stabilisiert sein.
Im Verfahrensaspekt dieser Erfindung werden Gewebe oder Fasern mit etwa 3,0 g bis etwa 9,0 g (je 3,5 kg an zu behandelnden Fasern oder Geweben) der Verbindungen hierin in einem wäßrigen Bad oder in einem Heißluftwäschetrockner in Kontakt gebracht. Selbstverständlich liegt die verwendete Menge in Abhängigkeit vom Faser- oder Gewebetyp,dem Grad an gewünschter Weichheit und dgl. im Ermessen des Anwenders. Typischerweise werden etwa 120 ml einer 5%igen Dispersion (siehe Beispiel II) in einem Wäschewaschspülbad von 25 l verwendet, um eine 3,5 kg-Füllung gemischter Gewebe weich zu machen und antistatische Vorteile zu gewährleisten.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Durchführung dieser Erfindung, sie sollen diese jedoch nicht einschränken.

BEISPIEL I

Die Synthese des erfindungsgemäß verwendeten bevorzugten Gewebeweichmachers wird mittels des folgenden zweistufigen Verfahrens ausgeführt: Schritt A. Aminsynthese

VERFAHREN

0,6 Mol Octadecyl-2-hydroxyethyl-methylamin werden in einen 3-Liter-Dreihalskolben eingebracht, welcher mit einem Rückflußkühler, einem Einlaß für Argon (oder Stickstoff) und zwei Zugabetrichtern ausgerüstet ist. In einen Zugabetrichter werden 0,4 Mol Triethylamin eingefüllt und in den zweiten Zugabetrichter werden 0,6 Mol Palmitoylchlorid in einer 1:1-Lösung mit Methylenchlorid eingebracht. Methylenchlorid (750 ml) wird in den Reaktionskolben zugesetzt, welcher das Amin enthält, und auf 35ºC (Wasserbad) erhitzt. Das Triethylamin wird zugetropft und die Temperatur wird auf 40-45ºC erhöht, wobei während 1 ½ Stunden gerührt wird. Die Lösung aus Palmitoylchlorid und Methylenchlorid wird zugetropft und bei 40-45ºC unter einer inerten Atmosphäre über Nacht (12-16 h) gehalten.
Das Reaktionsgemisch wird auf Raumtemperatur abgekühlt und mit Chloroform (1500 ml) verdünnt. Die Chloroformlösung des Produkts wird in einen Scheidetrichter (4 l) eingebracht und mit gesättigter NaCl-Lösung, verdünnter Ca(OH)&sub2;-Lösung, 50 %iger K&sub2;CO&sub3;-Lösung (dreimal)* und abschließend mit gesättigter NaCl-Lösung gewaschen. Die organische Schicht wird gesammelt und über MgSO&sub4; getrocknet, abfiltriert, und die Lösungsmittel werden mittels Rotationsverdampfung entfernt. Das abschließende Trocknen erfolgt im Hochvakuum (33 Pa oder 0,25 mm Hg).
* Anmerkung: Die 50%ige K&sub2;CO&sub3;-Schicht wird sich unter der Chloroformschicht befinden.

ANALYSE

DC (Dünnschichtchromatographie)**: Lösungsmittelsystem (75 % Diethylether: 25 % Hexan) Rf = 0,7.
IR (CCl&sub4;) : 2910, 2850, 2810, 2760, 1722, 1450, 1370 cm&supmin;¹
¹H-NMR (CDCl&sub3;) : δ 2,1-2,5 (8H), 2,1 (3H), 1,20 (58H), 0,9 (6H) ppm (relativ zu Tetramethylsilan = 0 ppm).
** 10x20 cm vorher markierte Glasplatten, 250 Mikrometer Silicagel; Sichtbarmachung durch PMA-Anfärbung (Phosphomolybdänsäure - 5 % in Ethanol). Schritt B: Quaternisierung

VERFAHREN

0,5 Mol des in Schritt A hergestellten Octadecyl-palmitoyl- ethyl-methylamins werden gemeinsam mit 200-300 ml Acetonitril (wasserfrei) in ein Autoklavenrohr eingebracht. Die Probe wird danach in den Autoklaven eingeführt und dreimal mit He (2169 kPa/16275 mm Hg/21,4 atm) und einmal mit CH&sub3;Cl gespült. Das Reaktionsgemisch wird unter einem Druck von 480 kPa (3604 mm Hg/4,7 atm) bei 80ºC erhitzt. Chloroform und das Lösungsmittel werden vom Reaktionsgemisch abfiltriert. Die Probe wird in Chloroform gelöst und das Lösungsmittel wird durch Rotationsverdampfung entfernt, gefolgt von Trocknen im Hochvakuum (33 Pa/0,25 mm Hg). Die C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;- und C&sub1;&sub5;H&sub3;&sub1;-Substituenten in dieser in hohem Maße bevorzugten Verbindung sind beide n-Alkyl.

ANALYSE

TLC (5:1 Chloroform:Methanol)*: Rf = 0,25.
IR (CCl&sub4;) : 2910, 2832, 1730, 1450 cm&supmin;¹
¹H-NMR (CDCl&sub3;) : δ 4,0-4,5 (2H), 3,5 (6H), 2,0-2,7 (6H), 1,2-1,5 (58H), 0,9 (6H) ppm (relativ zu Tetramethylsilan = 0 ppm).
¹³C-NMR (CDCl&sub3;) : 172,5, 65,3, 62,1, 57,4, 51,8, 33,9, 31,8, 29,5, 28,7, 26,2, 22,8, 22,5, 14,0 (relativ zu Tetramethylsilan = 0 ppm).
* 10x20 cm vorher markierte Glasplatten, 250 Mikrometer Silicagel; Sichtbarmachung durch PMA-Anfärbung.

BEISPIEL II

Die Herstellung einer flüssigen gewebeweichmachenden Zusammensetzung für die Verwendung im Spülkreislauf eines Standardwäschewaschverfahrens ist wie folgt. Bestandteil Menge (Gew.-%) Weichmacherverbindung* Isopropylalkohol Farbstoff/geringfügige Bestandteile Wasser Rest * Hergestellt im Beispiel I ** Erreicht wahlweise 0,5-2,0 %
Die hydrolysefreie Herstellung der Zusammensetzung aus Beispiel II wird wie folgt durchgeführt. Die Weichmacherverbindung und der Isopropylalkohol werden vermischt und erwärmt (auf 80-85ºC), um eine fluidisierte "Schmelze" auszubilden. Die Schmelze wird anschließend in Wasser (mit 70-80ºC) unter Hochschermischen (7000 UpM; 20-25 Minuten) geleert, um die Weichmacherteilchen auf eine Größe von unter 1 Mikrometer zu bringen. Der Farbstoff und die geringfügigen Bestandteile werden zugesetzt und der pH-Wert wird mit H&sub3;PO&sub4; eingestellt. Die entstehende Dispersion besitzt eine Viskosität von etwa 40 mPa.s&supmin;¹ und wird auf herkömmliche Weise als ein während des Spülens zugesetzter Gewebeweichmacher verwendet. Alle erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen werden im wesentlichen auf die gleiche Weise hergestellt.
Auf die gleiche Weise werden Dispersionen des Weichmachers aus dem Beispiel I in Wasser-Isopropylalkohol (90:10) mit Konzentrationen von 8 % (50 mPa.s&supmin;¹ ) und 15 % (80 mPa.s&supmin;¹) hergestellt.
Zusätzlich zu der kationischen Weichmacherkomponente können die vorliegenden Zusammensetzungen durch alle Arten von fakultativen, herkömmlicherweise in Gewebebehandlungszusammensetzungen verwendeten Komponenten ergänzt sein, beispielsweise durch Farbstoffe, Parfums, Konservierungsmittel, optische Aufheller, Trübungsmittel, die Viskosität modifizierende Mittel, gewebekonditionierende Mittel, grenzflächenaktive Mittel, Stabilisatoren wie Guargummi und Polyethylenglycol, Antischrumpfungsmittel, Mittel für die Knitterfrei-Ausrüstung, Gewebekräuselmittel, Detachiermittel, Schmutzlösemittel, Germizide, Fungizide, Antioxydantien wie butyliertes Hydroxytoluol, Antikorrosionsmittel und dgl.
Insbesondere können Materialien wie DTDMAC, die C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Dialkylimidazoliniumverbindungen, Polydimethylsiloxane, Glycerinmonostearat und, wie vorstehend angeführt, Emulgatoren, insbesondere ethoxylierte nichtionische Mittel, wahlweise in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden. Wie angeführt, können Amine wie TAMET (C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;N[CH&sub2;CH&sub2;OH]&sub2;) in verhältnismäßig geringen Mengen (typischerweise 0,3-0,5 %) vorliegen, wenn es sich dabei um die protonierte Form handelt.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die weitere Durchführung dieser Erfindung.

BEISPIEL III

Ein flüssiger Gewebeweichmacher wird als teilchenförmige Dispersion mit einer Teilchengröße von unter 1 Mikrometer gemäß Beispiel II hergestellt und weist die folgende Zusammensetzung auf: Bestandteil Prozent (Gew. -%) Weichmacherverbindung* C&sub1;&sub1;&submin;&sub1;&sub5;-Alkohol EO&sub1;&sub0; (durchschn.) Isopropylalkohol Wasser Rest * nach Beispiel I

BEISPIEL IV

Ein flüssiges Gewebeweichmacher-Hochkonzentrat umfaßt die folgenden Bestandteile. Bestandteil Prozent (Gew.-%) Weichmacherverbindung* Isopropylalkohol Wasser Rest
* nach Beispiel I
Die Zusammensetzung aus Beispiel IV wird in der Weise von Beispiel II als Teilchen mit einer Größe unter 1 Mikrometer, welche in einer Flüssigkeit suspendiert sind, hergestellt. In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die Zusammensetzung in einem einfachen Plastikbeutel verpackt, welcher geöffnet und vor der Verwendung in das Vierfache seines Volumens an Wasser geleert wird, um eine Weichmacherzusammensetzung von "einfacher Stärke" herzustellen, wodurch Verpackungs- und Frachtkosten sowie Lagerungsraum eingespart werden.
Die aus dem Konzentrat von Beispiel IV hergestellte Zusammensetzung einfacher Stärke kann auf menschliches oder tierisches Haar, typischerweise nach einem Shampoonieren, aufgebracht werden, um ein weiches, glattes Anfühlen zu gewährleisten.

BEISPIEL V

Eine erfindungsgemäße bevorzugte flüssige Zusammensetzung ist die folgende. Bestandteil Prozent (Gew.-%) Weichmacherverbindung* TAMET Glycerinmonostearat Polydimethylsiloxanöl Bronopol (Konservierungsmittel) Farbstoff/Parfum Wasser Produkt-pH ** Rest * Nach Beispiel I, fluidisiert mit Isopropanol ** Gemessen in 10%iger Verdünnung
Es wird den Fachleuten auf dem Gebiet kommerzieller Synthesen selbstverständlich klar sein, daß die hierin verwendeten Amin- Ausgangsstoffe geringe variierende Mengen an Dialkoholkomponenten enthalten können, aus welchen einige Diester gebildet werden können. Darüber hinaus kann es im Handelsmaßstab ökonomischer sein, die Ester hierin eher durch die Verwendung von Säuren und geeigneten Katalysatoren als durch Säurechloride herzustellen. Solche Fragen liegen innerhalb des kommerziellen Routinewissens und führen nicht vom Geist und vom Rahmen der vorliegenden Erfindung weg. Es ist wichtig, daß die hierin bevorzugten Verbindungen bei Temperaturen gut wirken, welche niedriger sind als bei vielen, in der Technik beschriebenen Gewebeweichmachern, was sie für Heißluftwäschetrockner nützlicher macht, sowie eine gute Leistung zur Folge hat, wenn die Gewebe an der Leine getrocknet werden.

Claims

1. Flüssige gewebeweichmachende und antistatische Zusammensetzung, umfassend:

a) einen flüssigen Träger; und

b) mindestens etwa 1 Gew.-% einer Weichmacherverbindung der Formel

worin jeder Rest R eine C&sub1;-C&sub6;-Alkyl- oder -Hydroxyalkylgruppe oder Gemische hievon darstellt; R' für eine C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Kohlenwasserstoffgruppe steht, R" Wasserstoff oder eine C&sub1;-C&sub4;-Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet; R'" ein C&sub1;&sub3;-C&sub1;&sub5;-Kohlenwasserstoffsubstituent ist; und X ein Gegenion darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichmacherverbindung in der Form von Teilchen mit einem Durchmesser von unter 1 um vorliegt, und daß die genannte Zusammensetzung bei einem PH-Wert von etwa 2,0 bis etwa 5,0 stabil formuliert ist und weniger als 1% an Aminen umfaßt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin jeder Rest R für C&sub1;-C&sub3;-Alkyl steht und R" Wasserstoff ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin jeder Rest R' geradkettiges C&sub1;&sub8;-Alkyl ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin jeder Rest R Methyl ist, und R'" für geradkettiges C&sub1;&sub5;-Alkyl steht.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche etwa 3 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% der Weichmacherverbindung umfaßt.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Teilchen einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,2 bis 0,45 um aufweisen.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, welche zusätzlich einen Emulgator enthält.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin die Weichmacherverbindung

ist.

9. Wasserverdünnbares Gewebeweichmacher-Hochkonzentrat nach Anspruch 1, welches etwa 16 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% der Gewebeweichmacherverbindung enthält.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, welche in einem Beutel verpackt ist

11. Die Verbindung

[n-C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;][CH&sub3;]&sub2;N CH&sub2;CH&sub2;OC(O)-C&sub1;&sub5;H&sub3;&sub1;Cl ,

worin C&sub1;&sub5;H&sub3;&sub1; eine geradkettige Alkylgruppe ist.