CH655146A5 - Gewebeweichmachende zusammensetzung. - Google Patents
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Description
Vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte, hochwirksame gewebeweichmachende Zusammensetzung, die in Form einer wässrigen Dispersion vorliegen kann. Die erfindungs-gemässe Zusammensetzung enthält einerseits einen kationischen Weichmacher und andererseits ein höheres Alkylsul-fonat, das für sich allein auf die Wäsche keine weichmachende Wirkung ausübt. Ebenfalls bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung solcher gewebeweichma-chender Zusammensetzungen.
Die erfindungsgemässe Zusammensetzung stellt eine flüssige wässrige Zusamensetzung dar. Die bevorzugten kationischen Verbindungen sind wasserlösliche oder wasserdisper-gierbare quaternäre Ammoniumsalze mit zwei langkettigen und zwei kurzkettigen aliphatischen Gruppen und/oder mit zwei langkettigen Alkylgruppen in 1,1-Stellung disubstitu-ierte Imidazoliniumsalze.
Durch die Kombination des kationischen weichmachenden Mittels mit dem höheren Alkylsulfonat kann in der Zusammensetzung eine synergistische Wirkung erzielt werden.
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 Unterscheide wahr.
Bei Skalenwerten von 1 bis 5 besitzt die Wäsche eine vollständig unbefriedigende Qualität, da sie sehr rauh ist und sich s «brettartig» anfühlt. Im Bereich dieser Skalenwerte kann der Verbraucher im allgemeinen keine Unterschiede wahrnehmen. Natürlich ist es einem Fachmann mit mehr Erfahrung möglich, auch in diesem Skalenbereich zwischen den einzelnen Werten zu unterscheiden.
io 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 ls 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 Zusammensetzungen beschrieben, die aus kationischen 20 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 Weichma-2s chung ergeben können, die der eines 6%igen kationischen Weichmachers äquivalent sein kann.
In US-PS 3 997 453 werden gewebeweichmachende Zusammensetzungen beschrieben, die eine verbesserte Dis-pergierfähigkeit in kaltem Wasser besitzen und die durch 30 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 CV 3s bis C2o-Paraffinsulfonate.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewebeweichmachende Zusammensetzung mit ausgezeichneter Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit zu schaffen, wobei in der Zusammensetzung kationische Weich-40 macher 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 Konzentrationen, enthalten. 45 Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen gewebe-weichmachenden Zusammensetzungen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindunggemäss gelöst durch eine gewebeweichmachende Zusammensetzung, insbesondere in so 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 Cm- bis C22-Paraf-finsulfonats, wobei das Gewichtsverhältnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat bei 5:1 bis 12:1 liegt. 55 Als geeignete kationische Weichmacher können in der erfindungsgemässen Zusammensetzung konventionelle gewebeweichmachende Mittel auf der Basis quaternärer Ammoniumsalze eingesetzt werden, insbesondere die wasserlöslichen oder in Waser dispergierbaren quaternären Ammo-60 niumsalze mit zwei langkettigen und zwei kurzkettigen Alkyl-resten sowie Imidazoliniumsalze mit zwei langkettigen Alkyl-resten. Besonders bevorzugt sind die quaternären Ammoniumsalze mit zwei Ci2- bis C30-Alkylgruppen und zwei Ci- bis C3-Alkylgruppen (z.B. die entsprechenden Chloride, Sulfate, 65 Methosulfate, Acetate usw.) sowie in 1,1-Stellung disubstitu-ierte Imidazoliniumsalze mit zwei C13- bis C30-Alkylgruppen (mit Anionen wie bei den quaternären Ammoniumsalzen).
Die vorstehend genannten Verbindungen können allge-
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mein durch die folgenden Formeln für die Weichmacher vom Typ der Imidazoliniumverbindungen (A und AA) und vom Typ der quaternären Ammoniumsalze (B) dargestellt werden:
X
Formel (A)
in der Ri ein Alkylrest mit 8 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise mit 14 bis 18 C-Atomen, oder ein entsprechender Alkenylrest ist;
R2 und R3 unabhängig voneinander ein Rest gemäss Ri oder vorzugsweise eine niedere Alkylgruppe oder eine substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen darstellen, beispielsweise eine Halogenalkyl-, Hydroxyalkyl- oder Acylaminoal-
kylgruppe u. dgl. und
X ein wasserlösliches Anion darstellt, beispielsweise ein Chlorid-, Bromid-, Jodid-, Fluorid-, Sulfat-, Methosulfat-, 25 Nitrit-, Nitrat-, Phosphat- oder Carboxylation (z.B. Acetat, Adipat, Phthalat, Benzoat, Oleat usw.).
Die bevorzugten Verbindungen haben die Formel (AA):
X
Formel (AA)
in der Ri die in Formel (A) angegebene Bedeutung hat und R2 ein Rest entsprechend Ri 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.,
R4 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe oder substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen darstellt und R5 entweder die Bedeutung von Ri und R2 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.
Die bevorzugte quaternäre Ammoniumverbindung hat die allgemeine Formel (B):
R
I
R-N-R
I
R
+
Y-
Formel (B)
in der R aliphatische Reste mit 1 bis 30 C-Atomen, bevorzugt so 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 Carboxysubstitu-enten darstellen mit der Massgabe, dass wenigstens zwei der 55 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 60 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) 6s sind:
2-Heptadecyl-1 -methyl-1 -oleylamidoethyl-imidazolinium-ethosulfat,
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4
2-Heptadecyl-1 -methyl-1 -(2-stearoyIamido)ethyl-imidazoli-niumsulfat,
2-Heptadecyl-1 -methyl-1 -(2-stearoylamido)ethyl-imidazoli-niumchlorid,
2-Kokosfettsäure-1 -(2-hydroxyethyl)-1 -benzyl-imidazolini-umchlorid,
2-Kokosfettsäure-1 -(hydroxyethyl)-1 -(4-chlorobutyl)-imida-zoliniumchlorid,
2-Kokosfettsäure-1 -(2-hydroxyethyl)-1 -octadecenyl-imida-zoliniumchlorid,
2-Tallölfettsäure-l-(2-hydroxyethyl)-l-benzyl-imidazolini-umchlorid,
2-Tallölfettsäure-1 -(2-hydroxyethyl)-1 -(4-chlorobutyl)-imi-dazoliniumchlorid,
2- Heptadeceny 1-1 -(2-hydroxyethyl)-1 -(4-chlorobutyl)-imida-zoliniumchlorid,
2-Heptadecenyl-1 -(2-hydroxyethyl)-1 -benzyl-imidazolini-umchlorid,
2-Heptadecyl-1 -(hydroxyethyl)-1 -octadecyl-imidazolinium-sulfat.
Typische kationische Verbindungen gemäss Formel (B) sind:
Distearyldimethylammoniumchlorid,
Di-Talgfettsäure-dimethylammoniumchlorid,
Dihexadecyldimethylammoniumchlorid,
Distearyldimethylammoniumbromid,
Di(hydrierte T algfettsäure)-dimethylammoniumbromid,
Distearyl-di(isopropyl)ammoniumchlorid,
Distearyldimethylammoniummethosulfat.
Zusätzlich zu der erfindungsgemässen kationischen Weichmacherzusammensetzung können den flüssigen Zusammensetzungen zahlreich herkömmliche Stoffe oder wahlweise Bestandteile, die die Stabilität und/oder funktionellen Eigenschaften der erfindungsgemässen gewebeweich-machenden 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 herkömliche zusätzliche Stoffe sind beispielsweise Parfüme, Farbstoffe, Pigmente, Germicide, optische Aufheller, Korrosionsschutzmittel (z.B. Natriumsilikat) u. dgl. Jedes dieser Zusatzmittel kann z.B. in einer Menge von 1 Gew.% der erfindungsgemässen Zusamensetzung vorliegen.
Ferner kann es wünschenswert sein, die Viskositätseigenschaften der erfindungsgemässen Zusammensetzung durch Zusatz eines Elektrolyten, wie Calciumchlorid, Natriumnitrat, Natriumformiat u.ä., in Mengen von etwa 0,05 bis 5 Gew.% zu modifizieren. Geringere Anteile an anderen Komponenten können ebenfalls zugesetzt werden, beispielsweise niedere Alkanole, z.B. Ethyl- und Isopropylalkohol, aber auch herkömmliche Trübungsmittel, insbesondere solche vom bekannten Harzemulsionstyp.
Natürlich enthalten die miesten handelsüblichen Materialien eine Mischung verschiedener Anteile. So brauchen z.B. die langkettigen Substituenten an den kationischen Weichmachern nicht nur eine einzige Kohlenstoffkettenlänge aufzuweisen, sondern bestehen viel wahrscheinlicher aus einer Mischung von Verbindungen mit verschiedenen Kohlenstoffkettenlängen. In dieser Hinsicht ist ein quaternäres Ammoniumsalz besonders geeignet, das Alkylsubstituenten aufweist, die sich von Talgfettsäure ableiten und die eine Mischung aus 35% Ci6- und 60% Cis - Alkylgruppen und geringere Mengen an Cm-Alkylgruppen enthalten. In ähnlicher Weise kann das Paraffinsulfonat 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 Ci4- bis Ci7- Alkylgruppen (beispielsweise aus 26% Ci4-, 32% Cis-, 25% Ci6-, 14% Ci7-, 4% Ci3-, 1,5% Cis- und 0,5% Ci2-Alkylgruppen). Natürlich können auch Produkte mit anderen Alkylgruppen-Mischungen eingesetzt werden, bevorzugt sind aber Produkte, die wenigstens etwa 90% Ci4-bis Ci7-Alkylgruppen enthalten.
Die erfindungsgemässen flüssigen Zusammensetzungen enthalten 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 4 bis 6%, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 5,5%, und das besonders bevorzugte Gewichtsverhältnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat liegt bei 10:1.
Das Verfahren zur Herstellung der weiter oben definierten erfindungsgemässen Zusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine flüssige Vormischung aus kationischem Weichmacher und Paraffinsulfonat in den entsprechenden Gewichtsmengen und im entsprechenden Gewichtsverhältnis bei einer Temperatur von 40 bis 70°C zu einem grösseren Anteil der gemäss der Formulierung vorgesehenen Wassermenge, die auf 35 bis 70°C vorerwärmt wurde, zufügt und das Ganze mischt, wobei man eine homogene Dispersion der Substanzen in Wasser erhält, worauf die Restmenge in Wasser eingemischt wird.
Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Bei einem diskontinuierlichen Verfahren werden bevorzugt etwa 2/3 der gemäss der Formulierung vorgesehenen Wassermenge auf 35 bis 50°C erwärmt.
Der kationische Weichmacher und das Paraffinsulfonat werden in der Regel 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.
Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird gewöhnlich die Vormischung des kationischen Weichmachers und des Paraffinsulfonats, bevorzugt 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 40x40 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 zerschnitten. Jedes Stück wurde mit 1,5 g einer wässrigen Zusammensetzung aus 4% Distearyldimethylammoniumchlorid (DSDMAC) behandelt. Die weichgemachten Handtuchstücke wurden mit Hilfe einer paarigen Vergleichsmethode gegen die folgenden Zusammensetzungen, 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 Ci4-i7-Alkylgruppen;
s
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
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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 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 Zusamensetzungen C) und D), die erfindungs-gemässe gewebeweichmachende Zusammensetzung darstellen, beobachtet wird.
Weitere Beispiele für erfindungsgemässe wässrige gewebeweichmachende Zusammensetzungen sind die folgenden:
Beispiel
% DSDMAC
% SAS
2
3,67
0,52
3
4,40
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 Ci8-Alkylgruppen auch einige Ci6-Alkylgruppen.
Das eingesetzte Paraffinsulfonat besass ein Molekulargewicht von 328, bestimmt gemäss der Epton-Methode.
Beispiel 6
Jedes der vorstehenden Beispiele 1B, IC, 1D, 2,3,4 und 5
wurde wiederholt unter Verwendung der folgenden kationischen Weichmacher und Paraffinsulfonate, wobei vergleichbar gute Ergebnisse erzielt wurden:
s A. Di-octadecyl-diethylammoniummethosulfat;
B. Di-hexadecyl-diisopropylammoniumacetat;
C. Di-eicosyl-dimethylammoniumbromid;
D. 2-Heptadecyl-1 -methyl-1 -oleylamidoethyl-imidazoliniummethosulfat;
io E. 2-Cocos-l -(2-hydroxyethyl)- 1-benzyl-imidazolinium-chlorid;
F. Distearyl-hydroxypropyl-methylammoniumchlorid;
G. Ci6-Paraffinsulfonat;
H. Ci8-Paraffinsulfonat.
15
Die erfindungsgemässen wässrigen gewebeweichma-chenden Zusammensetzungen sind allgemein anwendbar wie andere entsprechende Zusammensetzungen auch und sind insbesondere geeignet zum Einsatz in den Spülgang einer 20 automatischen Waschmaschine. Sowohl bei solchen Arbeitsgängen als auch bei anderen gewünschten Verfahren zur Behandlung von Stoffen können die erfindungsgemässen Zusammensetzungen in der Regel in einer solchen Menge eingesetzt werden, die allgemein einer Konzentration der 25 wirksamen Bestandteile (kationischer Weichmacher + Paraffinsulfonat) von 0,005 bis 0,3%, bezogen auf das Gewicht der zu behandelnden Stoffe, entspricht, vorzugsweise von 0,007 bis 0,2% und ganz besonders bevorzugt von etwa 0,01 bis 0,15%.
30 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 35 Erreichung eines vergleichbaren Weichmachungseffektes deutlich geringere Mengen an wirksamen Bestandteilen erforderlich sind. Dies erlaubt nicht nur eine grössere Vielfalt bei der Herstellung solcher Zusammensetzungen, sondern bedeutet darüber hinaus eine wesentliche Kosteneinsparung.
B
Claims (6)
- 655 1462PATENTANSPRÜCHE1. Gewebeweichmachende Zusammensetzung, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 2 bis 5 Gew.% eines kationischen Weichmachers und 0,2 bis 1 Gew.% eines Cm- bis C22-Paraffinsulfonats, wobei das Gewichtsverhältnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat bei 5:1 bis 12:1 liegt.
- 2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als kationischen Weichmacher ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares quaternäres Ammoniumsalz mit zwei langkettigen und zwei kurzkettigen aliphatischen Gruppen und/oder ein mit zwei langkettigen Alkyl-gruppen in 1,1-Stellung disubstituiertes Imidazoliniumsalz aufweist.
- 3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form einer wässrigen Dispersion vorliegt.
- 4. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als kationischen Weichmacher Distearyldimethylammoniumchlorid und als Paraffinsulfonat ein Cm- bis Ci7-Paraffinsulfonat enthält.
- 5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von kationischem Weichmacher zu Paraffinsulfonat bei 10:1 liegt.
- 6. Verfahren zur Herstellung einer gewebeweichma-chenden Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine flüssige Vormischung aus kationischem Weichmacherund Paraffinsulfonat in den entsprechenden Gewichtsmengen und im entsprechenden Gewichtsverhältnis bei einer Temperatur von 40 bis 70°C zu einem grösseren Anteil der gemäss der Formulierung vorgesehenen Wassermenge, die auf 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.
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