DE60126988T2

DE60126988T2 - Avivierende zusammensetzungen für fasern, enthaltend nichtionische tenside

Info

Publication number: DE60126988T2
Application number: DE60126988T
Authority: DE
Inventors: Maria Jose c/o Ka BERMEJO OSES; Josep c/o Kao Corporation S.A VILARET FERRER; Marisa c/o Kao Corporation S.A MUMBRU TOMAS
Original assignee: Kao Corp SA; Kao Corp
Current assignee: Kao Corp SA; Kao Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: ATE355354T1; ES2179757B1; EP1359211A1; DK1359211T3; PT1359211E; EP1359211B1; US6890895B2; DE60126988D1; MXPA03005442A; ES2179757A1; HUP0501056A2; JP2004522866A; JP4409172B2; US20040014626A1; ES2281397T3; WO2002051971A1; HUP0501056A3

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft neue wässrige Weichmacher- und Konditionierungszusammensetzungen für Textilien und andere natürliche und synthetische Fasern, wobei die Zusammensetzungen nicht-ionische Tenside mit einer Weichmachereigenschaft und kationischen Tenside oder Esterquats, die aus Alkanolaminestern basierend auf einer Veresterung von optional alkoxylierten Alkanolaminen, Dicarbonsäuren und optional alkoxylierten Fettalkoholen erhalten werden.
Stand der Technik
Einige Jahrzehnte lang wurde extensiv von aus Aminen stammenden kationischen Tensiden als Weichmacher- und Konditionierungsmittel für alle Typen von natürlichen und synthetischen Fasern Gebrauch gemacht, die in Gebieten, wie z.B. die Behandlung von Textilfasern und Papier und Produkten für die Haarhygiene angewendet werden.
Aus ökologischen Gründen war es auf Grund ihrer hohen biologischen Abbaubarkeit in der Praxis üblich, kationische Aminderivate zu verwenden, in denen die hydrophoben Kohlenwasserstoffketten durch funktionelle Gruppen vom Estertyp unterbrochen werden, wobei die meist genutzten quaternisierten Derivate von Polyalkanolestern sind, die gewöhnlich als Esterquats bekannt sind. Unter diesen sind aus Triethanolamin hergeleitete Esterquats aufgrund ihrer geringen Kosten eines der meist verbreitet genutzten Typen.
Das britische Patent GB-602048 beschreibt oligomere Alkanolaminester, die auf einer Veresterung von Triethanolamin mit Dicarbonsäuren und Fettsäuren und ihre Quaternisierung mit Methylchlorid oder Dimethylsulfat und ihre Verwendung als Weichmacher für natürliche und synthetische Fasern basieren, und die Patente US-A-4719382 und US-A-4237016 beschreiben die Verwendung der in dem oben erwähnten britischen Patent beschriebenen Esterquats unter vielen anderen Typen von kationischen Polymeren als Additive zur Verbesserung der Weichmacherwirksamkeit von kationischen Tensiden, die keine Estergruppen enthalten. Außerdem beschreibt die Patentanmeldung WO-A-98/12293 die Verwendung derselben oligomeren Esterquats als Additive, die in die wässrige Phase von Esterquats enthaltenden Weichmacherzusammensetzungen einzuschließen sind, zum Zwecke der Verbesserung der Weichmacherwirksamkeit davon.
Das deutsche Patent DE-C-19539846 beschreibt die Synthese von Esterquats, die aus Dicarbonsäuren, Fettsäuren und Triethanolamin hergeleitet werden, und ihre Verwendung als Haarkonditionierer, und das Patent DE-C-19715835 beschreibt Esterquats, die auf der Reaktion von Methyldiethanolamin und Mischungen von Fettsäuren der Dicarbonsäuren mit anschließender Ethoxylierung und/oder Quaternisierung basieren.
Das Patent WO-A-98/49132 beschreibt die Synthese von Esterquats, die aus Dicarbonsäure/Fettsäure/Triethanolamin in einem ausgewählten spezifischen Verhältnisbereich hergeleitet werden, und ihre Verwendung in textilen Weichmacherzusammensetzungen.
In der spanischen Patentanmeldung Nr. P-200000697 (publiziert als ES 2180372 ), die demnächst publiziert wird, werden neue wässrige textilweichmachende Zusammensetzungen beschrieben, die kationische Tenside und Esterquats von Alkanolaminestern enthalten, die auf der Veresterung von optional alkoxylierten Alkanolaminen, Dicarbonsäuren und wahlweise alkoxylierten Fettalkoholen und wahlweise Fettsäuren basieren. Darüber hinaus beschreibt die erwähnte Patentanmeldung die optionale Möglichkeit des Einschließens von bis zu einem Maximum von 40% von nicht-ionischen Tensiden mit Weichmachereigenschaften in die Weichmacherzusammensetzungen, die sie betrifft, ausgedrückt relativ zu dem Gesamtgewicht des Weichmachers und anderen weichmachenden kationisch aktiven Substanzen. Diese Patentanmeldung beschreibt Zusammensetzungen, in denen die aktive Weichmachersubstanz vornehmlich durch kationische Tenside gebildet wird.
Ebenfalls sehr bekannt ist das große Interesse auf dem Gebiet der Faserweichmacher und Faserkonditionierer bezüglich der vollständigen oder partiellen Substitution der kationischen Mittel durch nicht-ionische Mittel in den Weichmacherzusammensetzungen, die darauf beruht, dass die letztgenannten Mittel ein besseres Verhalten in ökotoxikologischer und umweltfreundlicher Hinsicht aufweisen. Besondere Aufmerksamkeit wurde nicht-ionischen Mitteln vom Estertyp zugeteilt, was auf ihren höheren Grad an biologischer Abbaubarkeit und ihren niedrigeren Toxizitätsgrad zurückzuführen ist.
Es ist jedoch auch weithin bekannt, dass Zusammensetzungen, die auf den erwähnten nicht-ionischen Komponenten basieren, bezüglich der Weichmacherleistung im Vergleich mit konventionellen Weichmacherformulierungen unzulänglich sind. Dieses Thema wird zumindest in den folgenden Patenten und Patentanmeldungen behandelt: US-A-5447643, US-A-5854201, EP-A-0893490, US-A-5593614, US-A-4179382, US-A-4237016 und WO-A-9812293.
Soweit den Autoren der vorliegenden Erfindung bekannt ist, wurde bisher keine Formulierung basierend auf vornehmlich nicht-ionischen Tensiden erhalten, die gleiche Eigenschaften wie die von konventionellen Formulierungen basierend auf hauptsächlich kationischen Tensiden bietet.
Zusammenfassung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von kationischen Tensiden gemäß Anspruch 1, die durch eine Veresterung von Alkanolaminen mit Dicarbonsäuren und Fettalkoholen erhalten werden, welche in der spanischen Patentanmeldung Nr. P-200000697 (veröffentlicht als ES 2180372 ) beschrieben wird, als Hilfsmittel zur Verbesserung der Weichmacher- und Konditionierungswirksamkeit bezüglich natürlicher und synthetischer Fasern von Tensiden mit nicht-ionischem Charakter, insbesondere solchen, die funktionelle Gruppen vom Estertyp enthalten.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung schließt außerdem wässrige Weichmacherzusammensetzungen für textile Fasern ein, wobei die Zusammensetzungen als aktive Weichmachersubstanz nicht-ionische Tenside, die hauptsächlich wahlweise alkoxylierte Estergruppen enthalten, und als die Weichmacherwirkung verstärkende Hilfsmittel die oben erwähnten kationischen Tenside oder Esterquats erhalten.
Beschreibung der Erfindung
Die Autoren der vorliegenden Erfindung haben überraschenderweise herausgefunden, dass die kationischen Tenside gemäß Anspruch 1, die aus Alkanolaminestern mit Dicarbonsäuren und Fettalkoholen erhalten werden, wie in der spanischen Patentanmeldung Nr. P-200000697 beschrieben wird, selbst wenn sie in einem geringen Anteil verwendet werden, die faserweichmachende und faserkonditionierende Wirksamkeit der Zusammensetzungen verbessern, die mehr als 40 Gew.-% nicht-ionische Tenside, bezogen auf das Gesamtgewicht der aktiven Weichmachersubstanz, enthalten. Die erwähnten Verbindungen erleichtern außerdem das Bügeln im Falle von Textilfasern und das Kämmen im Falle von natürlichen Fasern.
Obgleich die vorliegende Erfindung nicht so betrachtet werden sollte, dass sie an die nachfolgend diskutierte Theorie gebunden ist, wird angenommen, dass die vorteilhaften Wirkungen der Tatsache zugeschrieben werden können, dass die erwähnten kationischen Tenside, zum Beispiel Esterquats, die Ablagerung von Tensiden mit nicht-ionischem Charakter auf natürliche und synthetische Fasern fördern.
Daher können die erwähnten Verbindungen als Hilfsmittel, die die Weichmacher- und Konditionierungswirksamkeit von nicht-ionischen Tensiden verbessern, zu Herstellung von faserweichmachenden und faserkonditionierenden Zusammensetzungen verwendet werden, die hauptsächlich auf nicht-ionischen Tensiden oder einer Mischung von nicht-ionischen Tensiden und kationischen Tensiden basieren, und in denen die Prozentzahl von nicht-ionischen Tensiden höher als 40% des Gesamtgewichts der aktiven Weichmachersubstanz ist. Ihre Verwendung in Zusammensetzungen zum Weichmachen von Textilien erleichtert zusätzlich zu der Verbesserung des Anfühlens des Stoffes das Bügeln und reduziert das Auftreten von Knitterfalten während des Waschens, und ihre Verwendung in Haarkonditionierungszusammensetzungen oder als Shampooadditiv verbessert die Kämmbarkeit und das Erscheinungsbild des Haars.
Die vorliegende Erfindung schließt wässrige Weichmacherzusammensetzungen für Textilien oder andere synthetische oder natürliche Fasern, enthaltend:

(a) die in Anspruch 1 definierten kationischen Tenside,
(b) wahlweise ein oder mehrere kationische Tenside, die als Weichmacher oder Konditionierer für Textilien oder andere Fasern wirken, und
(c) ein oder mehrere nicht-ionische Tenside, die die Textilien oder andere Fasern konditionieren,

(i) der Gewichtsanteil der Komponente (a) 5 bis 60% beträgt,
(ii) der Gewichtsanteil der Komponente (b) 0 bis 30 Gew.-% beträgt, und
(iii) der Gewichtsanteil der Komponente (c) mehr als 40 bis 95% beträgt,

Vorzugsweise enthalten die wässrigen textilweichmachenden Zusammensetzungen, auf die sich die Erfindung bezieht, 3 bis 50 Gew.-% der Summe der Komponenten (a), (b) und (c), so dass, in Bezug auf die Gesamtmenge der Komponenten (a), (b) und (c),

(i) der Gewichtsanteil der Komponente (a) 20 bis 60% beträgt,
(ii) der Gewichtsanteil der Komponente (b) 0 bis 20% beträgt, und
(iii) der Gewichtsanteil der Komponente (c) mehr als 40 bis 80% beträgt,

Kationische Tenside und Esterquats von Alkanolaminestern
Die erfindungsgemäß verwendeten Alkanolaminester sind solche, die erhältlich sind durch die Veresterung eines Alkanolamins der allgemeinen Formel (I)
mit einer Dicarbonsäure oder mit einem reaktiven Derivat hiervon, der allgemeinen Formel (II): HOOC-R⁴-COOH (II)und mit einem wahlweise alkoxylierten Fettalkohol der allgemeinen Formel (III):
wobei in den Formeln R¹ Wasserstoff, eine C_1-6-Alkylgruppe oder den Rest
darstellt,
R² eine C_1-6-Alkylengruppe ist, R³ Wasserstoff oder Methyl ist, n 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, R⁴ eine wahlweise substituierte oder ungesättigte C_1-36-Alkylengruppe oder Arylen ist, und R⁵ eine geradkettige oder verzweigte C_2-22-Alkyl- oder -Alkenylgruppe ist.
Es ist wahlweise ebenso möglich, in die Reaktionsmischung eine Fettsäure der allgemeinen Formel (IV) einzuschließen, R⁶-COOH (IV) wobei R⁶ eine geradkettige oder verzweigte C_6-23-Alkyl- oder -Alkenylgruppe ist, oder ein Alkylester oder ein Glycerid der Fettsäure und/oder ein wahlweise alkoxyliertes Polyol.
Die Folgenden können als Beispiele für Alkanolamine genannt werden, die verwendet werden können: Triethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Methyldiisopropanolamin und Triisopropanolamin, die jeweils wahlweise mit Ethylenoxid oder Propylenoxid alkoxyliert sind, oder Mischungen davon, wobei nicht-alkoxylierte Alkanolamine, insbesondere Triethanolamin, bevorzugt werden.
Obgleich die Liste nicht erschöpfend sein soll, können als Beispiele für Dicarbonsäuren Bernstein-, Äpfel-, Glutar-, Adipin-, Sebacin-, Pimelin-, Suberin-, Malein- und Terephthalsäure und ebenfalls solche, die als Dimere von Fettsäuren oder dimere Fettsäuren bekannt sind, die durch thermische Oligomerisierung von ungesättigten Fettsäuren erhalten werden, wie z.B. solche, die von Unichema International unter dem Namen PRIPOL^®, z.B. PRIPOL^® 1009, vermarktet werden, oder Mischungen von diesen Säuren erwähnt werden. Adipinsäure wird bevorzugt.
Die Fettalkohole der Formel (III), die wahlweise mit Ethylenoxid oder Propylenoxid alkoxyliert sind, können solche sein, die aus Fetten und Ölen von natürlichem Ursprung, z.B. als Talg, Palme, Olive, Kokosnuss, Sonnenblume, Soja, Trester, Raps, hydriert oder nicht hydriert, wobei die Präferenz bei nicht-alkoxylierten Alkoholen liegt, die vornehmlich 16 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.
Beispiele für Fettsäuren, die wahlweise in der Veresterung vorliegen, sind solche, die aus pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten erhalten werden, wie z.B. Kokosnuss, Talg, Palme, Sonnenblume, Soja, Olein, Trester, Raps, usw., und die wahlweise vollständig oder partiell hydriert sind, und außerdem gereinigte oder synthetische Fettsäuren, wie z.B. Laurinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Oleinsäure, Linolsäure, 2-Ethylhexansäure.
Die Polyole, die ebenfalls wahlweise in der Veresterung vorliegen können, können beispielsweise Glycerol, Pentaerythritol, Saccharose, Glucose, Sorbit oder Glycole, wie z.B. Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Diopropylenglycol, sein.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke ist es vorteilhaft, dass:

• das Molverhältnis der Dicarbonsäure zu dem Alkanolamin 0,2 bis 1,2, vorzugsweise 0,3 bis 0,9, besonders bevorzugt 0,4 bis 0,8, beträgt,
• das Molverhältnis der Summe aus dem Fettalkohol und der Fettsäure zu dem Alkanolamin 0,2 bis 2,0 beträgt, und
• das Molverhältnis der Fettsäure zu dem Fettalkohol 0 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 5,0, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,0, beträgt.

Die Veresterung wird durch an sich bekannte Verfahren durchgeführt, wie z.B. solche, die schon in der spanischen Patentanmeldung Nr. P-200000697 (veröffentlicht als ES 2180372 ), die unter Bezugnahme hierin eingeschlossen ist, beschrieben sind.
Vorzugsweise wird die Veresterung durch Kondensieren der Dicarbonsäure und wahlweise der Fettsäure mit einer Mischung aus dem Alkanolamin und dem Fettalkohol und wahlweise dem Polyol bei einer Temperatur von 120°C bis 220°C für eine Dauer von 2 bis 10 Stunden, vorzugsweise bei einem reduzierten Druck von etwa 5 bis 200 mbar und in Gegenwart einer der Katalysatoren, die bereits für die Veresterung von konventionellen Esterquats bekannt sind, wie z.B. Hypophosphorsäure oder Paratoluolsulfonsäure, und außerdem in Gegenwart von gewöhnlichen Stabilisatoren und Antioxidantien, wie z.B. Tocopherolen, BHT, BHA, Zitronensäure, durchgeführt. Die Veresterung kann ebenso durchgeführt werden, indem zuerst die Dicarbonsäure mit dem Triethanolamin kondensiert wird, und dann der Fettalkohol hinzugefügt wird.
Es ist für den Fachmann augenscheinlich, dass die Veresterung alternativ durch andere konventionelle Verfahren durchgeführt werden kann, indem von reaktiven Derivaten von Dicarbonsäuren, z.B. ihre Säurechloride, Ester oder Anhydride, ausgegangen wird.
Die so erhaltenen Ester werden zur Herstellung der kationischen Tenside verwendet, die Esterquats sind, dessen Verwendung in Weichmacherzusammensetzungen basierend auf nicht-ionischen Tensiden Teil des erfindungsgemäßen Gegenstands bildet. Die kationischen Tenside sind Esterquats, die auf Grundlage ihrer Quaternisierung mit Alkylierungsmittel erhältlich sind, oder Additionssalze von Alkanolestern mit Mineral- oder organischen Säuren, wie z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Zitronensäure, Milchsäure. Esterquats sind die faserweichmachenden kationischen Tenside.
Solche Esterquats werden aus den erfindungsgemäßen Alkanolaminestern mittels einer zusätzlichen Quaternisierung erhalten, die ebenso an sich bekannt ist, wie z.B. in der oben erwähnten Patentanmeldung WO-A-98/49132 beschrieben wird.
Beispielsweise wird die aus der Veresterung resultierende Reaktionsmischung mit Aklkylierungsprodukten, wie z.B. Methylchlorid, Methylbromid, Dimethylsulfat, Diethylsulfat, Dimethylcarbonat, vorzugsweise in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln, die ihre Handhabbarkeit erleichtern, wie z.B. Isopropanol, Ethanol, Propylenglycol, Ethylenglycol, Dipropylenglycol, Fettalkohole usw., umgesetzt, und dann wird der pH-Wert auf 1,5 bis 7,0, vorzugsweise auf 2 bis 4,5, durch Zugabe einer Säure, wie z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Zitronensäure, eingestellt.
Optionale kationische Tenside
Kationische Tenside, die als Textilweichmacher wirken und die Komponente (B) der erfindungsgemäßen Weichmacherzusammensetzungen stellen, sind dem Fachmann wohlbekannt.
Unter diesen können quaternäre Ammoniumverbindungen erwähnt werden, dessen hydrophobe Ketten nicht durch eine Estergruppe unterbrochen werden, wie z.B. solche, die in den Patenten U5-A-4719382 und US-A-4237016 beschrieben werden, von denen die am meisten bekannte hydriertes Talgdialkyldimethylammoniumchlorid ist, das auch als DTDMAC bekannt ist, wie z.B. das von KAO Corporation S.A. unter der Marke QUARTAMIN^® D86P vermarktete.
Die Esterquats, deren Beschreibung unter vielen anderen in den schon in dieser Beschreibung erwähnten Dokumente gefunden werden kann und von denen die folgenden Esterquats als wichtige Beispiele erwähnt werden können, werden jedoch bevorzugt:

• quaternisierte Diester von Fettsäuren mit 1,2-Dihydroxy-3-dimethylaminopropan, wie z.B. in dem US-Patent US-A-4137180 und der europäischen Patentanmeldung EP-A-0585040 beschrieben wird,
• quaternisierte Diester von Fettsäuren mit N-Methyldiethanolamin wie z.B. solche, die in der französischen Patentanmeldung FR-A-1593921 und in dem europäischen Patent EP-B-0239910 beschrieben werden, z.B. der hydrierte mit Methylchlorid quaternisierte Talgdiester, der von KAO Corporation S.A. unter der Marke KAOSOFT^® PH vermarktet wird,
• die Amidoestersalze von Fettsäuren mit N-Methyl-N-aminopropylethanolamin, z.B. das von KAO Corporation unter der Marke KAOSOFT^® 1 vermarktete,
• die quaternisierten Diester von Fettsäuren mit Triethanolamin, wie z.B. solche, die in dem US-Patent US-A-3915867 und einer Reihe von späteren Patenten beschrieben werden, z.B. die Diester von partiell hydriertem Talg, die mit Diemethylsulfat quaternisiert werden und von KAO Corporation S.A. unter den Marken TETRANYL^® AT-7890 und TETRANYL^® L1/90 vermarktet werden.

Es sollte betont werden, dass, wenn auf den Begriff „Diester" Bezug genommen wird, dies bedeuten soll, dass der Diester vorherrschend in der Mischung vorliegt, obgleich das Produkt immer variable Mengen an Monoesterverbindungen und im Falle von Triethanolamin Triesterverbindungen enthalten kann. Als kationische Tenside mit Weichmachercharakter kommen ebenso die in der Patentanmeldung WO-A-98/49132 beschrieben oligomeren kationischen Tenside in Betracht, z.B. solche, die von KAO Corporation S.A. unter den Bezeichnungen TETRANYL^® PH-2 und TETRANYL^® PH-5 vermarktet werden.
Nicht-ionische konditionierende Tenside
Die nicht-ionischen Tenside, die Textilien oder andere Fasern konditionieren und die Komponente (C) stellen, die in der Formel vorherrschend ist, sind dem Fachmann ebenso wohlbekannt, und von diesen können genannt werden: Fettsäureester, insbesondere solche, die 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten und linear oder verzweigt und alkoxyliert oder nicht alkoxyliert sind; alkoxylierte oder nicht-alkoxylierte Guerbet-Alkohole; Ester von Glycerol oder Polyglycerol, z.B. HOSTACERIN DGMS und HOSTACERIN DGI, die von Clariant vermarktet werden; Xylitolester; alkoxylierte oder nicht-alkoxylierte Sorbitanester, z.B. KAOPAN, vermarktet von KAO Corporation S.A.; Ester von Zuckern, wie z.B. Glucose, Fructose, Galactose, Mannose, Xylose, Arabinose, Ribose, 2-Deoxyribose und Saccharose, C_8-18-Fettalkohole; wahlweise alkoxylierte Glycerolester, z.B. LEVENOL, vermarktet von KAO Corporation S.A.; ethoxylierte Polyglycerolester, z.B. HOSTACERIN DGL und HOSTACERIN DGSB, vermarktet von Clariant; Alkylpolyglucoside, z.B. AG-10LK, vermarktet von KAO Japan; und alkoxylierte oder nicht alkoxylierte Pentaerythritolester, z.B. RADIA 7171 und RADIA 7176, vermarktet von Oleofina. Auch nicht-ionischen Tenside mit Amidgruppen weisen eine gute Konditionierungsleistung auf, unter denen Derivate von Aminen genannt werden können, wie z.B. Glucamin, z.B. MEDIALAN GAC und MEDIALAN GAL, vermarktet von Clariant, und ebenso Derivate von Methylethanolamin, Diethanolamin, Isopropanolamin und Monoethanolamin mit linearen oder verzweigten Fettsäuren, insbesondere C₈-C₁₈-Fettsäuren.
Andere nicht-ionische Verbindungen, die als Textilkonditionierer verwendet werden können, sind Wachse, wie z.B. Paraffine, mikrokristalline Wachse, die aus Petroleum hergeleitet werden, und synthetische Wachse.
Von allen beschriebenen nicht-ionischen Tensiden sind die folgenden besonders bevorzugt: Glycerolester, die ethoxyliert sind, Sorbitanmonoester und Pentaerythritolester, insbesondere solche mit einer Talg-, hydrierter Talg-, Palm-, Behen- oder Oleinkette.
Weitere optionale Komponenten
Unter Bezugnahme auf weitere optionale Komponenten, ohne dass dies als eine erschöpfende Beschreibung aller Möglichkeiten angesehen werden sollte, die dem Fachmann andererseits wohlbekannt sind, können die folgenden erwähnt werden:

a) Weitere Produkte, die die Performance der Weichmacherzusammensetzungen erhöhen, wie z.B. Silicone, Aminoxide, anionische Tenside, wie z.B. Laurylethersulfat oder Laurylsulfat, amphotere Tenside, wie z.B. Cocoamidopropylbetain oder Alkylbetaine, Sulfosuccinate, Polyglucosid-Derivate.
b) Stabilisierende Produkte, wie z.B. Salze von Aminen mit einer kurzen Kette, die quaternisiert oder nicht quaternisiert sind, z.B. von Triethanolamin, N-Methyldiethanolamin und ebenso nicht-ionische Tenside, wie z.B. ethoxylierte Fettalkohole, ethoxylierte Fettamine, ethoxylierte Alkylphenole.
c) Produkte, die die Viskositätsregulierung verbessern, z.B. anorganische Salze wie z.B. Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Calciumsulfat, Natriumchlorid usw.; Produkte, die zur Verringerung der Viskosität in konzentrierten Zusammensetzungen verwendet werden, wie z.B. Verbindungen des Glycoltyps, wie z.B. Ethylenglycol, Dipropylenglycol, Polyglycole; und Verdickungsmittel für verdünnte Zusammensetzungen, z.B. Polymere, die aus Cellulose, Guargummi hergeleitet werden.
d) Komponenten zur Einstellung des pH-Werts, der vorzugsweise 1,5 bis 4,5 beträgt, wie z.B. jede Art von anorganischer und/oder organischer Säure, z.B. Salz-, Schwefel-, Phosphor-, Zitronensäure.
e) Mittel, die die Schmutzablösung verbessern, wie z.B. bekannte Polymere oder Copolymere basierend auf Terephthalaten.
f) Bakterizide Konservierungsmittel, wie z.B. Formol, Kathon BC, Bronopol.
g) Andere Produkte, wie z.B. Antioxidantien, Färbemittel, Parfüme, Germizide, Fungizide, Antikorrosionsmittel, Antiknitterfaltenmittel, Trübungsmittel, optische Aufheller, Perlglanzmittel.

Die Weichmacherzusammensetzungen können durch einfaches Mischen der Komponenten, bis sie dispergiert oder gelöst sind, unter Verwendung von dem Fachmann bekannten Verfahren erhalten werden.
Die folgenden Beispiele werden aufgeführt, um dem Fachmann eine ausreichend klare und vollständige Erklärung der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, sie sollten jedoch nicht als die grundlegenden Aspekte ihres Gegenstandes beschränkend angesehen werden, die in den vorangehenden Teilen dieser Beschreibung erläutert wurden.
Beispiele
Beispiele 1 bis 5 – Herstellung von Alkanolaminestern
Die Produkte der Tabelle 1 werden unter Verwendung der Reagentien in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen gemäß dem folgenden allgemeinen Veresterungsverfahren hergestellt:
Das Alkanolamin und der Fettalkohol und, falls angemessen, das Polyol werden in einem Reaktionskolben gemischt, der mit einem Rührer, einem Temperaturfühler und einem Einlass für ein Inertgas ausgestattet ist. Als Veresterungskatalysatoren werden hinzugefügt: 50 Gew.-% Hypophosphorsäure in einer Menge, die ausreicht, um 1000 ppm bezogen auf die gesamte Charge zu erhalten, oder alternativ Paratoluolsulfonsäure in einer Menge, die ausreicht, um 500 ppm bezogen auf die gesamte Charge zu erhalten. Die Mischung wird in einer inerten Atmosphäre auf 100°C erhitzt, die Dicarbonsäure wird hinzugefügt und, falls angemessen, die Fettsäure, die Temperatur wird auf 170°C angehoben und diese Temperatur wird aufrecht erhalten, während das Wasser aus der Veresterung destilliert wird, bis der Säureindex der Mischung unter 5 mg KOH/g beträgt.
Falls angemessen, wird das Veresterungsprodukt einer konventionellen Ethoxylierung mit Ethylenoxid unterzogen.
Tabelle 1 – In der Veresterung verwendete Reagentien
Das in der Veresterung erhaltene Produkt, welches den erfindungsgemäßen Gegenstand darstellt, ist eine sehr komplexe Mischung aus chemischen Verbindungen, und in der rohen Form, in der es erhalten wird, ist es für die Herstellung von kationischen Tensiden und Esterquats verwendbar, die für den erfindungsgemäßen Zweck verwendet werden können.
Beispiele 6 bis 10 – Herstellung der Esterquats
Die Esterquats aus Tabelle 2 werden unter Verwendung der in Tabelle 2 angegebenen Reagentien gemäß dem folgenden allgemeinen Quaternisierungsverfahren hergestellt:
Quaternisierung mit Methylchlorid – Das aus der Veresterungsstufe resultierende Produkt wird zusammen mit einer ausreichenden Menge von Isopropylalkohol, wobei der Alkohol annähernd 8 bis annähernd 12 Gew.-% bezogen auf das rohe quaternisierte Produkt darstellt, und wahlweise BHT in einer Menge, die notwendig ist, um 500 ppm bezogen auf die gesamte Charge zu erhalten, in einen Reaktionskolben eingeführt, der geeignet ist, um unter Druckbedingungen zu verfahren, und der mit einem Rührer, einem Befüllungstrichter und einem Temperaturfühler ausgestattet ist. Die Mischung wird auf 85 bis 90°C erhitzt, und eine Menge an Methylchlorid, die ein wenig höher als die stöchiometrische Menge ist, wird hinzugefügt, wobei der Druck bei 2 bis 3 kg/m² aufrecht erhalten wird. Wenn die Zugabe von Methylchlorid beendet ist, wird die Reaktionsmischung unter Rühren bei 80 bis 85°C für 1 bis 2 Stunden gehalten.
Quaternisierung mit Dimethylsulfat – Das aus der Veresterungsstufe resultierende Produkt wird zusammen mit einer ausreichenden Menge an Isopropyl- und/oder Ethylalkohol, welche annähernd 8 bis annähernd 12 Gew.-% bezogen auf das Endprodukt darstellen, und wahlweise BHT in einer Menge, die ausreicht, um 500 ppm bezogen auf die gesamte Charge zu erhalten, in einen 1 l-Reaktionskolben eingeführt, der mit einem Rührer, einem Temperaturfühler und einem Befüllungstrichter ausgestattet ist. Die Mischung wird auf 50°C erhitzt, und eine Menge an Dimethylsulfat, die ein wenig niedriger ist, als die stöchiometrische Menge, wird langsam über eine Dauer von 1 bis 2 Stunden hinzugefügt. Sobald die Zugabe vollendet ist, wird die Reaktionsmischung bei 50 bis 55°C für weitere 3 bis 4 Stunden gehalten.
Tabelle 2 – Zur Quaternisierung verwendete Reagentien
Die so erhaltenen Esterquats sind ebenfalls eine sehr komplexe Mischung von chemischen Verbindungen und in der rohen Form, in der sie erhalten werden, sind sie zur Herstellung von Zusammensetzungen zum Weichmachen und Konditionieren von natürlichen und synthetischen Fasern verwendbar.
Beispiel 11 – Vergleich der Weichheit an Textilien für nicht-ionische Tenside und konventionelle kationische Tenside
Die Weichheitsvergleichsversuche mit nicht-ionischen Tensiden und konventionellen kationischen Tensiden werden unter Bedingungen durchgeführt, die solchen ähnlich sind, die bei realer Verwendung auftreten, indem die bei zwei Dosen erhaltenen Ergebnisse, die zwei Verhältnissen der aktiven Weichmachersubstanz zu dem Gewicht der Textilfaser: 0,1% und 0,2% Trockengewicht der aktiven Weichmachersubstanz bezogen auf das Gewicht der Faser entsprechen.
Die Versuche wurden an Baumwollhandtüchern durchgeführt, wobei 5 Waschgänge und 5 Weichmachervorgänge in der Spülungsphase, jeweils nach jedem Waschgang unter Verwendung von Wasser von 25° HF (französische Härtegrade) in einer Waschmaschine von Miele und unter Verwendung des in Spanien unter der Marke COLON von der Firma Benckiser vermarkteten Detergens durchgeführt werden.
Die Ergebnisse werden durch Berechnung des statistischen Mittelwerts der auf Basis der Quantifizierung der subjektiven Meinung von 20 erfahrenen Befragten erhalten wird, die als Referenzen die folgenden verwendeten: a) eine Kontrolle, die mit dem Wert 0 bewertet wird, und ein Baumwollhandtuch umfasst, das nach seinen Waschgängen nicht mit einem Weichmacher behandelt wird und b) ein Referenzwert, dem der Wert 10 zugeordnet wird und der dem Weichheitsergebnis entspricht, der durch das Produkt QUARTAMIN D86P, vermarktet von KAO Corporation S.A., erhalten wird, das aus hydriertem Talgdialkyldimethylammoniumchlorid, einer konventionellen, hoch wirksamen quaternären Weichmacherverbindung, die dennoch auf Grund der Tatsache, dass sie in ihren hydrophoben Ketten intercalierte Estergruppen aufweist, einen geringeren Grad an ökologischer Toleranz aufweist. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3 – Vergleichsweichheitsversuche an Textilien
Die in Tabelle 3 dargestellten Ergebnisse zeigen deutlich, dass die nicht-ionischen Tenside eine unzulängliche Weichmacherleistung im Vergleich mit der der konventionellen kationischen Tenside aufweisen, die vielleicht ihrer schlechten Absorption auf der Faser zugeordnet werden kann.
Beispiel 12 bis 24 – Wässrige Textilweichmacherzusammensetzungen
Konventionelle Rühr- und Mischverfahren werden verwendet, um die in Tabelle 4 dargestellten Weichmacherzusammensetzungen herzustellen, wobei die angegebenen Prozentzahlen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung basieren. Die Weichmacherwirksamkeit der Zusammensetzungen wird gemäß dem in Beispiel 11 beschriebenen Verfahren bewertet.
In Tabelle 4:
Die in Tabelle 4 dargestellten Weichheitsergebnisse zeigen, dass alle Zusammensetzungen, die nicht-ionische Tenside enthalten, einen höheren Weichheitswirksamkeitsgrad aufweisen trotz solcher Tenside, die in einem höheren Anteil von mehr als 40 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der aktiven Weichmachersubstanz vorlagen. Im Vergleich mit den in Tabelle 3 dargestellten Ergebnissen zeigt dies, dass die Verwendung von kationischen Tensiden, die aus Alkanolaminestern mit Dicarbonsäuren und Fettalkoholen hergeleitet werden, als Additive, die in Weichmacherzusammensetzungen basierend auf nicht-ionischen Tensiden gemischt werden, die Weichmacherwirksamkeit solcher Weichmacherzusammensetzungen bemerkenswert verbessert.
Wie aus dem Vergleich der Ergebnisse der Beispiele 12 und 13 einerseits und 14 und 15 andererseits festgestellt werden kann, sollte betont werden, dass die Auswahl des Typs des kationischen Tensids, das zu dem erfindungsgemäßen Ziel beiträgt, ermöglicht, dass ein sehr großer Anteil davon durch ein nicht-ionischen Tensid ersetzt werden kann, ohne hierdurch Weichmacherwirksamkeit zu verlieren.

Claims

Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend mehr als 40 Gew.-% faserkonditionierende nicht-ionische Tenside, in Bezug auf das Gesamtgewicht der weichmachenden Substanz, und kationische Tenside, erhältlich durch Bilden von Additionssalzen von Alkanolaminestern mit Mineral- oder organischen Säuren oder durch die Quaternisierung von Alkanolaminestern durch Reaktion hiervon mit Alkylierungsmitteln, wobei die Alkanolaminester erhältlich sind durch die Veresterung eines Alkanolamins der allgemeinen Formel (I)
mit einer Dicarbonsäure oder mit einem reaktiven Derivat hiervon, der allgemeinen Formel (II): HOOC-R⁴-COOH (II)und mit einem wahlweise alkoxylierten Fettalkohol der allgemeinen Formel (III):
wobei in den Formeln R¹ Wasserstoff, eine C_1-6-Alkylgruppe oder den Rest
darstellt, R² eine C_1-6-Alkylengruppe ist, R³ Wasserstoff oder Methyl ist, n 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, R⁴ eine wahlweise substituierte oder ungesättigte C_1-36-Alkylengruppe oder Arylen ist, und R⁵ eine geradkettige oder verzweigte C_2-22-Alkyl- oder -Alkenylgruppe ist, für das Weichmachen und Konditionieren von natürlichen und synthetischen Fasern.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkanolamin der Formel (I) ausgewählt wird aus Triethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Methyldiisopropanolamin und Triisopropanolamin, die jeweils wahlweise mit Ethylenoxid oder Propylenoxid alkoxyliert sind, oder Mischungen hiervon.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicarbonsäure der Formel (II) ausgewählt wird aus Bernsteinsäure, Äpfelsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Maleinsäure und Terephthalsäure und solchen Säuren, die durch thermische Oligomerisierung von ungesättigten Fettsäuren erhalten werden, oder Mischungen hiervon.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettalkohole der Formel (III) ausgewählt werden aus solchen, die aus Fetten und Ölen natürlichen Ursprungs, die wahlweise hydriert und/oder alkoxyliert sind, erhalten werden.
Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettalkohole der Formel (III) ausgewählt werden aus solchen, die aus Talg, Palme, Olive, Kokosnuss, Sonnenblume, Soja, Trester und Raps, hydriert oder nicht-hydriert, und wahlweise alkoxyliert mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, erhalten werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Veresterungsreaktionsmischung eine Fettsäure der allgemeinen Formel (IV) vorliegt: R⁶-COOH (IV)wobei R⁶ eine geradkettige oder verzweigte C_6-23-Alkyl- oder -Alkenylgruppe ist, oder ein Alkylester oder ein Glycerid der Fettsäure und/oder ein wahlweise alkoxyliertes Polyol.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in bezug auf die Reagenzien, die an der Veresterungsreaktion teilnehmen, das molare Verhältnis der Dicarbonsäure zu dem Alkanolamin 0,2 bis 1,2 beträgt; das molare Verhältnis der Summe von Fettalkohol und der Fettsäure zu dem Alkanolamin 0,2 bis 2,0 beträgt; und das molare Verhältnis der Fettsäure zu dem Fettalkohol 0 bis 10 beträgt.
Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis der Dicarbonsäure zu dem Alkanolamin 0,3 bis 0,9, vorzugsweise 0,4 bis 0,8, beträgt.
Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis der Fettsäure zu dem Fettalkohol 0,1 bis 5,0, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 beträgt.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineral- oder organischen Säuren ausgewählt werden aus Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Zitronensäure und Milchsäure.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkylierungsmittel ausgewählt werden aus Methylchlorid, Methylbromid, Dimethylsulfat, Diethylsulfat und Dimethylcarbonat.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die faserkonditionierenden nicht-ionischen Tenside ausgewählt werden aus Fettsäuren, geradkettigen oder verzweigten, alkoxylierten oder nicht-alkoxylierten Estern von Fettsäuren, insbesondere solchen, die 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, alkoxylierten oder nicht-alkoxylierten Guerbet-Alkoholen, wahlweise alkoxylierten Glycerin- und Polyglycerinestern, Xylitolestern, alkoxylierten oder nicht-alkoxylierten Sorbitanestern, Estern von Zuckern, wie z.B. Glucose, Fructose, Galactose, Mannose, Xylose, Arabinose, Ribose, 2-Desoxyribose und Saccharose, C_8-18-Fettalkoholen, Alkylpolyglycosiden, nicht-ionischen Tensiden mit von Aminen abgeleiteten Amidgruppen, wie z.B. Glucamin, und den Derivaten von Methylethanolamin, Diethanolamin, Isopropanolamin und Monoethanolamin, mit geradkettigen oder verzweigten Fettsäuren, insbesondere solchen, die 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, Wachsen, wie z.B. Paraffine, mikrokristallinen Wachsen, die sich von Petroleum ableiten, und synthetischen Wachsen, und Pentaerythritolestern, insbesondere mit einer Talg-, hydrierten Talg-, Palm-, Behen- oder Ölsäurekette.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die faserkonditionierenden nicht-ionischen Tenside ausgewählt werden aus Glycerinestern, die ethoxyliert sind, Sorbitanmonoestern und Pentaerythritolestern, insbesondere solchen mit einer Talg-, hydrierten Talg-, Palm-, Behen- oder Ölsäurekette.
Wässrige Weichmacherzusammensetzung für Textilien oder andere synthetische oder natürliche Fasern, enthaltend: (a) die in den Ansprüchen 1 bis 11 definierten kationischen Tenside, (b) wahlweise ein oder mehrere kationische Tenside, die als Weichmacher oder Konditionierer für Textilien oder andere Fasern wirken, und (c) ein oder mehrere nicht-ionische Tenside, die die Textilien oder andere Fasern konditionieren, wobei die Summe der Komponenten (a), (b) und (c) 2 bis 60 Gew.-% beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass in bezug auf die Gesamtmenge der Komponenten (a), (b) und (c) (i) der Gewichtsanteil der Komponente (a) 5 bis 60% beträgt, (ii) der Gewichtsanteil der Komponente (b) 0 bis 30 Gew.-% beträgt, und (iii) der Gewichtsanteil der Komponente (c) mehr als 40 bis 95% beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie 3 bis 50 Gew.-% der Summe der Komponenten (a), (b) und (c) beträgt, so dass, in bezug auf die Gesamtmenge der Komponenten (a), (b) und (c) (i) der Gewichtsanteil der Komponente (a) 20 bis 60% beträgt, (ii) der Gewichtsanteil der Komponente (b) 0 bis 20% beträgt, und (iii) der Gewichtsanteil der Komponente (c) mehr als 40 bis 80% beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-ionischen, Textilien oder andere Fasern konditionierenden Tenside ausgewählt werden aus solchen, die in Anspruch 14 definiert sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-ionischen Tenside, die Textilien oder andere Fasern konditionieren, ausgewählt werden aus solchen, die in Anspruch 12 oder 13 definiert sind.