EP0674701B1 - Wässrige textilweichmacher-dispersionen - Google Patents
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Classifications
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- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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- C11D1/38—Cationic compounds
- C11D1/62—Quaternary ammonium compounds
Definitions
- EP-A-0 188 242 discloses textile softening agents whose quaternary ammonium compound content is preferably not higher than 12% by weight and whose fatty amine polyglycol ether content is preferably 1 to 1.8% by weight.
- ethylene oxide adducts on ring opening products of epoxidized triglycerides such as are obtained, for example, by epoxidation of soybean oil, hydrogenation or reaction (epoxy ring opening) with protic compounds, such as with H 2 O, carboxylic acids or alcohols with 1-10 C, are also particularly suitable -Atoms and subsequent ethylene oxide addition.
- protic compounds such as with H 2 O, carboxylic acids or alcohols with 1-10 C
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die trotz eines besonders hohen Gehaltes an textilweichmachenden Wirkstoffen eine geringe Viskosität aufweisen, die sich auch nach längerer Lagerzeit nicht oder nur unwesentlich erhöht.
- Wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen neigen bei längerer Lagerung, insbesondere bei Temperaturen unterhalb oder oberhalb der Raumtemperatur, zur Verdickung. Besonders ausgeprägt ist dieses Verhalten bei Textilweichmacher-Dispersionen mit hohem Wirkstoffgehalt. Die marktüblichen Textilweichmacher-Konzentrate enthalten ca. 15 bis 25 Gew.-% Wirkstoff. Zur Herstellung lagerstabiler Dispersionen wird in der Regel mit Hilfe unterschiedlicher Elektrolyte eine sehr niedrige Ausgangsviskosität eingestellt. Bei einem noch höheren Wirkstoffgehalt beobachtet man aber auch in Gegenwart von Elektrolyt bei der Lagerung eine nennenswerte Viskositätserhöhung, die entweder unmittelbar nach der Herstellung oder aber während der Lagerung auftritt.
- Der Zusatz von ethoxylierten Fettalkoholen zur Verbesserung der Verdünnbarkeit bzw. Auflösbarkeit konzentrierter Dispersionen in der Spülflotte ist bereits in mehreren Druckschriften vorgeschlagen worden, z.B. in EP 0 040 562 B1, EP 0 280 550 B1, EP 0 503 221 Al, EP 0 507 478 Al oder EP 0 523 922 A2. Die dort vorgeschlagenen Ethoxylate müssen jedoch in Konzentrationen von mehr als 1 Gew.-% eingesetzt werden, um in konzentrierten Dispersionen mit mehr als 15 Gew.-% des kationischen Textilweichmachers eine ausreichende Viskositätsstabilisierung und Dispergierbarkeit zu gewährleisten.
- Aus EP-A-0 188 242 sind Textilweichmachungsmittel bekannt, deren Gehalt an quartären Ammoniumverbindungen bevorzugt nicht höher als 12 Gew.-% und deren Gehalt an Fettaminpolyglycolether bevorzugt 1 bis 1,8 Gew.-% beträgt.
- In EP-A-0 409 504 sind Gewebeweichspülmittel mit einem Gehalt an quartären Ammoniumverbindungen und Extendermaterialien beschrieben, es sind jedoch nur Zusammensetzungen mit weniger als 15 Gew.-% der quartären Ammoniumverbindung und mehr als 0,5 Gew.-% eines nichtionischen Extenders offenbart.
- EP-A-0 354 011 offenbart Gewebeweichspülmittel, die kationische Weichmacher und bis zu 15 Gew.-% eines Elektrolytsalzes enthalten und durch Zusatz von 1 Gew.-% eines Tensids in der Viskosität gesenkt werden.
- EP-A-0 040 562 beschreibt Wäscheweichspülmittel-Konzentrate, die neben quartären Ammoniumverbindungen auch nichtionogene Tenside zur stabilen Emulgierung von Parfümölen in Mengen von wenigstens 1 Gew.-% enthalten.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher die Bereitstellung einer wäßrigen Textilweichmacher-Dispersion mit hohem Wirkstoffgehalt, deren Viskosität niedrig ist und die auch bei Lagerung nicht wesentlich ansteigt und die sich leicht mit kaltem Wasser weiterverdünnen läßt. Dabei soll der Anteil an nichtionischem, nicht textilweichmachendem Dispergiermittel möglichst niedrig sein. Der textilweichmachende kationische Wirkstoff soll darüber hinaus in einer Menge von mehr als 15 Gew.-% vorliegen, er soll den behandelten Textilien eine gute Weichheit verleihen, das Wiederbenutzungsvermögen nicht beeinträchtigen und im Abwasser leicht und rasch biologisch abgebaut werden.
- Es wurden nun spezielle nichtionische Dispergatoren gefunden, die bereits in Mengen von weniger als 0,5 Gew.-% solchen Dispersionen eine gute Viskositätskonstanz und ein gutes Kaltwasser-Dispergiervermögen verleihen.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine wäßrige Textilweicher-Dispersion mit einem Gehalt an textilweichmachenden quartären Ammoniumverbindungen und nichtionischen Dispergatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion
- a) 15 - 60 Gew.-% quartäre Ammoniumverbindungen mit zwei oder drei über Ester- oder Amidbindungen damit verknüpften linearen Alkyl- oder Acylgruppen mit jeweils 12 - 22 C-Atomen
- b) 0,001 - 0,5 Gew.-% nichtionische Dispergatoren enthält, die ausgewählt sind aus
- Anlagerungsprodukten von 40 - 200 Mol Ethylenoxid an 1 Mol linearen Fettalkohol mit 12 - 22 C-Atomen
- Anlagerungsprodukten von 10 - 150 Mol Ethylenoxid an 1 Mol einer linearen Fettsäure oder Hydroxyfettsäure mit 12 - 22 C-Atomen, an ein Mol eines linearen Fettalkylamins mit 12 - 22 C-Atomen oder an ein Mol eines C1-C4-Niedrigalkylesters einer Fettsäure oder Hydroxyfettsäure mit 12 - 22 C-Atomen
- Anlagerungsprodukten von 3 - 100 Mol Ethylenoxid an l/m Mol eines Polyol-fettsäureesters aus m Mol einer Fettsäure oder Hydroxyfettsäure mit 12 - 22 C-Atomen und einem Mol eines Polyols mit 1 - 6 C-Atomen und 2 - 6 Hydroxylgruppen, wobei m einen Wert von 1 bis 6 annehmen kann, oder
- Gemischen aus solchen Ethylenoxid-Anlagerungsprodukten.
- Die genannten quartären Ammoniumverbindungen sind wegen der darin in den langen Resten enthaltenen Ester- oder Amidgruppen biologisch leicht und schnell abbaubar und haben deswegen in letzter Zeit an Interesse gewonnen. Zu den genannten Verbindungen zählen beispielsweise die aus der DE-A-16 19 058, der DE-A-19 35 499 oder der US 3,915,867 bekannten Verbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylresten am Stickstoffatom. Man kann diese Verbindungen beispielsweise leicht durch Veresterung von Alkanolaminen mit Fettsäure oder durch Umesterung von Fettsäureestern mit Alkanolamin und anschließender Quaternierung herstellen. Entsprechende Verfahren zur Herstellung in großtechnischem Maßstab sind ebenfalls seit langem bekannt; nach diesen Verfahren hergestellte Verbindungen sind handelsübliche Verbindungen.
- Hinsichtlich der Stabilität der Viskosität der damit hergestellten wäßrigen Dispersionen besonders interessante Verbindungen sind solche, deren Fettacylgruppen sich ganz oder teilweise von ungesättigten Fettsäuren ableiten, die zu wenigstens 30, vorzugsweise zu wenigstens 55 % in cis-Form vorliegen.
- Geeignete quartäre Ammoniumverbindungen sind auch aus US-A-5,066,414, EP 0 293 953 A2, EP 0 309 052 A2 und EP 0 345 842 A2 bekannt.
- Zu den geeigneten quartären Ammoniumverbindungen zählen auch die von Dimethylaminopropandiol-1,2 abgeleiteten Verbindungen mit zwei Estergruppen. Sie werden beispielsweise in der DE-A-27 28 841 beschrieben. Ein Herstellungsverfahren, das zu derartigen Produkten mit einem niedrigen Fließpunkt führt, ist Gegenstand der EP-A-420 465.
- Die genannten quartären Ammoniumverbindungen lassen sich überraschenderweise auch dann zu viskositätsstabilen wäßrigen Dispersionen verarbeiten, wenn der Gehalt an quartären Ammoniumverbindungen besonders hoch ist, d.h. beispielsweise 15 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Dispersion, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% beträgt. Dies ist durch die erfindungsgemäße Auswahl von nichtionischen Dispergatoren bereits bei Gehalten von weniger als 0,5 Gew.-% der Dispergatoren erreicht worden.
- Unter Hydroxyfettsäuren werden insbesondere die Ricinolfettsäure und die 9-Hydroxystearinsäure verstanden. Als Hydroxyfettsäuren im Sinne dieser Erfindung eignen sich aber auch Hydroxylgruppen enthaltende Fettsäuren, die durch Epoxidation von Palmitoleinsäure, Ölsäure oder Erucasäure und anschließende Epoxid-Ringöffnung mit protischen Reagenzien wie z.B. Wasser, Alkoholen oder Carbonsäuren erhältlich sind.
- Die Anlagerungsprodukte von 3 - 100 Mol Ethylenoxid an 1/m Mol eines Polyolfettalkoholesters umfassen z.B. Ethoxylate von Fettsäuremono- und -diglyceriden, von Sorbitanmono-, -di- und -sesquiestern von C12-C22-Fettsäuren, an Mono- und Di-fettsäureester des Di- und Triglycerins sowie auch an Triglyceride wie z.B. an Ricinusöl.
- Besonders gut geeignet sind auch die Ethylenoxid-Anlagerungsprodukte an Ringöffnungsprodukte epoxidierter Triglyceride, wie sie z.B. erhalten werden durch Epoxidation von Sojaöl, Hydrierung oder Umsetzung (Epoxid-Ringöffnung) mit protischen Verbindungen wie z.B. mit H2O, Carbonsäuren oder Alkoholen mit 1 - 10 C-Atomen und anschließende Ethylenoxid-Anlagerung. Solche Produkte sind z.B. aus DE 39 23 394 Al bekannt.
- Gut geeignet sind auch die Ethylenoxid-Anlagerungsprodukte an Fettsäure(C12-C22)-methylester, von diesen sind insbesondere solche mit 10 - 50 Mol Ethylenoxid bevorzugt. Weiterhin eignen sich auch Ethylenoxid-Anlagerungsprodukte, die zusätzlich 1 - 10 Oxypropylgruppen enthalten und die durch Anlagerung von Propylenoxid und Ethylenoxid, gleichzeitig oder nacheinander, erhalten werden. Die ausgewählten, erfindungsgemäß zu verwendenden Dispergatoren sind in bevorzugten Textilweichmacher-Dispersionen bereits in einer Zusatzmenge von 0,001 bis 0,1 Gew.-% in der Lage, die Viskosität merklich zu senken und ein Nachdicken bei Lagerung so weit verhindern, daß die Fließ- und Gießfähigkeit und eine gute Weiterverdünnbarkeit mit Wasser erhalten bleiben.
- Überraschend wurde festgestellt, daß bei Verwendung einer textilweichmachenden quartären Ammoniumverbindung des Typs der Formel I (Handelsname: Stepantex(R)VS90)
- Falls die wäßrigen Textilweichmacher-Dispersionen nicht schon ohnehin eine geringe Ausgangsviskosität haben, beispielsweise durch die Verwendung von quartären Ammoniumverbindungen geeigneter Struktur, ist es zweckmäßig, eine niedrige Viskosität durch den Zusatz eines Elektrolyten einzustellen. Geeignete Elektrolyten sind beispielsweise Natriumchlorid, Natriumacetat, Magnesiumsulfat oder Calciumchlorid und insbesondere Magnesiumchlorid. Zur Einstellung einer niedrigen Ausgangsviskosität durch Zusatz eines Elektrolyts reichen ebenfalls geringe Mengen aus. Der Elektrolyt liegt beispielsweise in Konzentrationen von 0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die fertige Dispersion, in der Dispersion vor.
- Die genannten Dispersionen zeichnen sich dadurch aus, daß deren Ausgangsviskosität nach der Herstellung auch bei längerer Lagerung in einem breiten Temperaturbereich nicht oder nur geringfügig ansteigt, daß sie einen hohen Wirkstoffgehalt aufweisen, daß sie auch mit kaltem Wasser leicht verdünnbar sind, was sich besonders beim Einspülen in automatischen Waschmaschinen positiv bemerkbar macht, und daß die damit behandelten Textilien nach dem Trocknen nicht nur einen weichen Griff sondern auch eine gute Wiederbenetzbarkeit aufweisen, was insbesondere für Textilien, die auf der Haut getragen werden, von besonderer Bedeutung ist.
- In den folgenden Beispielen wird gezeigt, daß wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die als textilweichmachende, quartäre Ammoniumverbindung 34 Gew.-% einer Verbindung der Formel I (Stepantex(R)-VS90, ein mit Dimethylsulfat quaterniertes Veresterungsprodukt von Triethanolamin mit zwei Mol Talgfettsäure) enthalten, eine hohe Viskositätsstabilität bei Zusatz von sehr niedrigen Mengen an nichtionischen Dispergatoren aufweisen. Demgegenüber zeigen die Vergleichs-Ansätze ohne Dispergator oder mit Fettalkohol-Ethoxylaten mit nur 5 oder 7 Mol Ethylenoxid (Beispiel 9V, 10V) schon nach 1-wöchiger Lagerung einen nicht akzeptablen Viskositätsanstieg.
- Die Viskosität (mPas) wurde in allen Fällen mit einem Brookfield-Rotationsviskosimeter mit Spindel 2 und 20 Umdrehungen pro Minute bei 20 °C gemessen.
- Die geprüften Textilweichmacher-Dispersionen weisen folgende Zusammensetzung auf:
Quartäre Ammoniumverbindung (Formel I) 34 Gew.-% Dispergator X Gew.-% MgCl2 0,8 Gew.-% Wasser ad 100,0 Gew.-% Beispiel X Gew.-% Dispergator 1 0,025 Talgfettalkohol + 40 Mol EO (Ethylenoxid) 2 0,1 Talgfettalkohol + 50 Mol EO 3 0,1 Talgfettalkohol + 80 Mol EO 4 0,025 hydr. Ricinusöl + 60 Mol EO 5 0,0125 Ricinusöl + 190 Mol EO 6 0,025 Sojapolyol-Ethoxylat* (39 Gew.-% EO) 7 0,025 Stearylamin + 25 Mol EO 8 0,40 Laurinsäuremethylester + 15 Mol EO 9V 0,1 Talgfettalkohol + 5 Mol EO 10V 0,1 Talgfettalkohol + 7 Mol EO 11V - ohne Dispergator * Umsetzungsprodukt von epoxidiertem Sojaöl mit C8/10-Fettsäure (1 Mol pro Mol Epoxid-Sauerstoff) und mit 9 Mol EO (pro Mol Sojaöl) - Die Viskosität (mPas) wurde mit einem Brookfield-Rotationsviskosimeter (Spindel 2, 20 Umdrehungen pro Minute) bei 20°C frisch, d.h. unmittelbar nach der Herstellung und nach 1 Woche Lagerung gemessen.
Viskosität (20°C) Beispiel nach Herstellung nach 1 Woche Lagerung 20°C 1 860 mPas 1240 mPas 2 110 mPas 150 mPas 3 135 mPas 1750 mPas 4 103 mPas 143 mPas 5 480 mPas 980 mPas 6 135 mPas 190 mPas 7 130 mPas 153 mPas 8 1100 mPas 1650 mPas 9V Paste - Paste - 10V 1800 mPas Paste - 11V 1360 mPas Paste -
Claims (4)
- Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion mit einem Gehalt an textilweichmachenden quartären Ammoniumverbindungen und nichtionischen Dispergatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersiona) 15 - 60 Gew.-% quartäre Ammoniumverbindungen mit zwei oder drei über Ester- oder Amidbindungen damit verknüpften linearen Alkyl- oder Acylgruppen mit jeweils 12 - 22 C-Atomen undb) 0,001 - 0,5 Gew.-% nichtionische Dispergatoren enthält, die ausgewählt sind aus- Anlagerungsprodukten von 40 - 200 Mol Ethylenoxid an 1 Mol linearen Fettalkohol mit 12 - 22 C-Atomen- Anlagerungsprodukten von 10 - 150 Mol Ethylenoxid an 1 Mol einer linearen Fettsäure oder Hydroxyfettsäure mit 12 - 22 C-Atomen, an ein Mol eines linearen Fettalkylamins mit 12 - 22 C-Atomen oder an ein Mol eines C1-C4-Niedrigalkylesters einer Fettsäure oder Hydroxyfettsäure mit 12 - 22 C-Atomen oder- Anlagerungsprodukten von 3 - 100 Mol Ethylenoxid an 1/m Mol eines Polyol-fettsäureesters aus m Mol einer Fettsäure oder Hydroxyfettsäure mit 12 - 22 C-Atomen und einem Mol eines Polyols mit 1 - 6 C-Atomen und 2 - 6 Hydroxylgruppen, wobei m einen Wert von 1 bis 6 annehmen kann, oder- Gemischen solcher Ethylenoxid-Anlagerungsprodukten.
- Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als textilweichmachende quartäre Ammoniumverbindung 20 - 40 Gew.-% einer Verbindung der Formel I
- Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtionische Dispergator in einer Menge von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, bevorzugt von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, enthalten ist.
- Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Elektrolyt, vorzugsweise Magnesiumchlorid, in einer Menge von 0,01 bis 3 Gew.-% enthalten ist.
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