DD230711A3

DD230711A3 - Konzentrierte waescheweichspuelmittel

Info

Publication number: DD230711A3
Application number: DD26329384A
Authority: DD
Inventors: Brunhilde Bartsch; Ekkehard Bartsch; Dieter Petermann; Karl-Heinz Prochnow
Original assignee: Domal Stadtilm Veb
Priority date: 1984-05-23
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1985-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft konzentrierte Waescheweichspuelmittel. Ziel der Erfindung ist es, konzentrierte Waescheweichspuelmittel aus leicht zugaenglichen und gut verfuegbaren Rohstoffen kostenguenstig herzustellen, die sowohl im Spuelgang von Waschmaschinen als auch nach der Handwaesche anwendbar sind. Die Aufgabe wurde durch Kombination von quaternaerem Trialkanolaminfettsaeurester, Salz eines primaeren Alkylamins und Alkansaeuredialkanolamid geloest.

Description

TITEL DER ERFINDUNG

Konzentrierte Wäseheweichspülmittel

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG .

Die Erfindung betrifft niedrigviskose konzentrierte Wäscheweichspülmittel mit gutem Kaltwasserdispergiervermögen, die sowohl im Spülgang von Waschmaschinen als auch nach der Handwäsche anwendbar sind.

CHARAKTERISIERUNG DER BEKANNTEN TECHNISCHEN LÖSUNGEN

Textilien, die in Waschmaschinen gewaschen und in nicht bewegter Luft (ζ. B. Trockenräume) getrocknet werden, zeigen im trockenen Zustand einen harten Griff. Um dieser Griffverhärtung entgegenzuwirken, werden dem letzten Spülbad Wäseheweichspülmittel zugesetzt

Wäseheweichspülmittel enthalten in wäßriger Dispersion quater— näre Ammoniumverbindungen, Emulgatoren, Duft- und Farbstoffe. Der Wirkstoff gehalt beträgt ca. 5-6/5. Bei der Formulierung dieser Weichspülmittel muß eine bestimmte Verdünnung eingehalten werden, um bei der Anwendung vollständiges Dispergieren der Wirkstoffe in kaltem Wasser zu gewährleisten. Die große Verdünnung herkömmlicher Weichspülmittel hat zur Folge, daß sehr viel Wasser transportiert und ein hoher Verpackungsaufwand erforderlich ist

_: Die bekanntesten Wirkstoffe für Wäseheweichspülmittel sind Distearyldimethylammoniumchlorid und quaternäre Imidazoliniumsalze, wie z. B. i-Methyl^-alkyl^-alkylamidoethyl-imidazoliniummethosulfat (siehe P. Krings u. R. Puchta: Aspekte der Weichspülerentwicklung, Seifen-Öle-Fette-Wachse 109 (1983) 143 - 148)

Der Einsatz dieser Substanzen in Weichspülmitteln setzt jedoch die Verfügbarkeit von langkettigen Dialkylaminen bzw. Ethylendiamin und langkettigen Dialkylaminen zur Wirkstoffsynthes? voraus.

In letzter Zeit gewinnen Weichspüler mit erhöhtem Wirkstoffgehalt - sogenannte Weichspülerkonzentrate - zunehmende Bedeutung, Wählt man den Wirkstoffgehalt herkömmlicher Weichspüler als

Bezugsbasis_; so sind Weichspüler mit ca. 10 % Wirkstoffgehalt als Doppel-, mit ca. 15 % Wirkstoffgehalt als Dreifachkonzentrate zu bezeichnen. Derartige Konzentrate enthalten wie herkömmliche Weichspüler wäßrige Wirkstoffdispersionen. Aussehen, Viskosität und Handhabung dieser Formulierungen entsprechen herkömmlichen Weichspülern. Bekannt sind außerdem Zehnfachkonzentrate mit ca. 50 % Wirkstoffgehalt. Sie enthalten in wäßrigalkoholischer Lösung hauptsächlich quaternäre Imidazoliniumsalze (siehe: Seifen-Öle-Fette-Wachse, lp_£ (1983), 143 - 148).

Die Mehrzahl der bekannten Doppel- und Dreifachkonzentrate werden unter Verwendung von deionisiertem Wasser hergestellt. Die Problematik konzentrierter Wäscheweichspülmittel beruht vor allem darauf, daß deren Viskosität mit steigendem Gehalt an kationischen Wirkstoffen exponentiell zunimmt (siehe: H.

Hein: Problematik der Herstellung konzentrierter Haushaltweichspülmittel, Tenside Detergens, 18 (1981), 243). Pur den Einsatz konzentrierter Wäscheweichspülmittel in Haushaltswaschautomaten sind insbesondere niedrige Viskosität und Lagerstabilität wichtige Voraussetzungen, weil sonst die entsprechende Dosierkammer im Waschautomaten nicht restlos ausgespült wird. Bei zu hoher Viskosität ist außerdem die Kaltwasserdispergierbarkeit nicht mehr umfassend gewährleistet. Das hat eine ungenügende Verteilung in der Spül flotte und ein vermindertes Aufziehen der Wirkstoffe auf die Paserdberfläche zur Folge.

Es existieren zahlreiche Lösungsvorschläge für Weichspülerkonzentrate auf Basis von Imidazoliniumsalzen und/oder Dialkyldi— methylammoniumverbindungen, die Maßnahmen zur Senkung der Viskosität, beinhalten. So wird im US-Patent 3954634 vorgeschlagen, die wäßrige Wirkstoffdispersion unter Druck zu homogenisieren. Nachteilig sind bei diesem Verfahren hoher Energie- und Apparateaufwand. Außerdem muß entsalztes Wasser eingesetzt und nach der Homogenisierung rasch abgekühlt werden. Stabile, niedrigviskose Weichspülerkonzentrate werden mit Antigeliermitteln erhalten (EP 0013 780). Als Antigeliermittel eignen sich Kohlenwasserstoffe, Fettalkohole, Fettsäuren und Fettsäuremethylester. Diese Substanzen leisten keinen Beitrag zur Weichmachung, sondern

stellen diesbezüglich teuren Ballast dar. Niedrigviskose Weichspülerkonzentrate entstehen nach US-Patent 3681241, wenn Distearyldimethylammoniumehlorid mit Imidazolinen gemischt wird, die entweder von kurzkettigen oder ungesättigten Fettsäuren abstammen. Aber auch hier muß zusätzlich homogenisiert werden. Außerdem ist nachteilig, daß die ungesättigten und kurzkettigen Verbindungen kaum weichmachende Effekte bewirken. Es ist bekannt, daß quaternäre Ammoniumverbindungen dann optimale Weicheffekte ergeben, wenn die Alkylreste möglichst unverzweigt und gesättigt sind sowie 16 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten (siehe: Tenside Detergens, 1§_ (1981) 243). Nach EP 0000 406 ergeben quaternäre Ammoniumverbindungen in Kombination mit Salzen alkoxylierter Diamine und nichtionogener Emulgatoren niedrigviskose Konzentrate.

Quaternäre Diammoniumverbindungen in Konzentrationen von 2 bis 70 Gew.-% in Verbindung mit nichtionischen Dispergatoren und Glykolen werden in der DE-OS 3135 014 als Komponenten für Weichspülerkonzentrate angegeben. Gemische von Dialkyldimethylammoniumsalzen und Imidazolinderivaten ergeben in Verbindung mit Calcium- und/oder Magnesium und/oder Aluminiumsalzen von Mine— ralsäuren und oxethylierten Pettalkoholen (DE-OS 2905 881, 2911 198), aber auch mit Alkali- und Erdalkalisalzen allein niedrigviskose Weichspülerkonzentrate (DE-OS 3309 569). Polyethylen- oder Polypropylenglykole oder auch Polyethylenimine mit Molmassen bis zu 6000 g/Mol regeln die Viskosität in Weichspülerkonzentraten nach DE-OS 3019 076 und 3218 667. Das DD-WP 159 263 nennt Kombinationen aus quaternären Ammoniumverbindungen, Stearinsäuremonoetnanolamid, Alkylpolyglykolethergemischen und Glykolen als Rohstoffe für Wäscheweichspülerkonzentrate.

ZIEL DER SRPINDUNG

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestanden darin, durch Kombination Estergruppen enthaltender quaternärer Ammoniumverbindungen mit speziellen Wirk- und Dispergierhilfsmitteln konzentrierte Wäscheweichspülmittel herzustellen, die niedrigviskos und lagerstabil sind und gute Kaltwasserdispergierbarkeit besitzen.

Die konzentrierten Wäscheweiehspülmittel sollen leicht zugängliche chemische Verbindungen enthalten, kostengünstig herstellbar sein und in ihrer weichmachenden Wirkung Formulierungen auf Basis Distearyldimethylammoniumchlorid bzw. Imidazoliniumsalzen entsprechen.

WESEN DER ERFINDUNG

Es wurde gefunden, daß niedrigviskose und lagerstabile Weichspülerkonzentrate mit guter Kaltwasserdispergierbarkeit und weichmachenden Wirkungen, die Formulierungen auf Basis der meisteingesetzten Rohstoffe wie Distearyldimethylammoniumchlorid oder quaternären Imidazoliniumsalzen entsprechen, erhältlich sind, wenn nachfolgende Komponenten bei 70 bis 80 ⁰C homogen formuliert werden:

a) 5 bis 15 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel I

(CHp)_n-OH

I₁-CO-O-CCH₂)_n-N⁺-R₂

(CH₂)_n-0H

wobei R. einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 12 bis 20, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlen-Stoffatomen, R₂ einen Alkylrest mit 1 bis

Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Methyl, η eine Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 2, und A ein Anion wie Chlorid oder Methosulfat bedeuten.

b) 1 bis 5 Gew.-% Salz eines primären Alkylamins, das 14 bis 22, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatome im Alkylrest enthält. Zur Salzbildung wird das Alkylamin mit einer Säure im Holverhältnis 1:1 bis 1:1,1 umgesetzt. Als Säuren können

Ameisen-, Essig- Propion-, Benzoe-, Salizylsäure, Halogenwasserstoffsäuren, vorzugsweise Salzsäure, oder Gemische der genannten Säuren eingesetzt werden.

c) 0,1 bis 1 Gew.-^ eines Alkansäuredialkanolamids der allge

meinen Formel II

II: R₁-C0-N(R₂)₂

wobei R. einen Alkylrest mit 16 bis 22

Kohlenstoffatomen und Rp Alkanolreste mit

1 bis 3 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise -CH₂-CH₂-OH bedeuten.

d) 0,01 bis 1 Gew.-% wasserlösliche Sulfate, Azetate, Haloge

nide oder deren Gemische von Elementen der 1. bis 3. Hauptgruppe des Perioden

systems der Elemente.

e) ad 100 Gew.-55 Wasser und gegebenenfalls Duft- und Farb

stoffe.

Die so hergestellten konzentrierten Wäscheweichspülmittel sind niedrigviskos und lagerstabil. Sie weisen gegenüber herkömmlichen Weichspülern einen 2- bis 3fachen Wirkstoffgehalt auf,, entsprechen also Doppel- bis Dreifachkonzentraten. Im Gegensatz zur Mehrzahl der Weichspülerkonzentrate auf Basis Dialkyldimethylammoniumchlorid oder Imidazoliniumsalzen ist zur Formulierung der erfindungsgemäßen konzentrierten Wäscheweichspüler kein entsalztes Wasser notwendig, was Entsalzungsanlagen . und Kosten spart. Es kann Wasser mit einem Gehalt bis zu 3,6 mval CaO/1 (entspricht 10 °dH) ohne Aufbereitung eingesetzt werden.

Von entscheidender Bedeutung für die qualitative Beurteilung von Weichspülmitteln ist deren weiehmachende Wirkung. Zur Beurteilung der weichmachenden Wirkung wurden die erfindungsgemäße Formulierung und Formulierungen auf Basis Distearyldimethylammoniumchlorid und quaternärer Imidazoliniumsalze - den am häufigsten eingesetzten Weichspülerwirkstoffen — so verdünnt, daß die Lösungen annähernd gleiche Wirkstoffkonzentrationen enthielten. Die weichmachenden Wirkungen dieser Lösungen wurden verglichen. Dabei ergab sich, daß die erfindungsgemäße Formulierung und die Formulierungen auf Basis Distearyidimethylammoniumchlorid bzw. quaternärer Imidazoliniumsalze gleiche Wirksamkeit besitzen.

Dieser Befund ist zweifellos überraschend, denn der Effekt tritt nur mit der beschriebenen Wirkstoffkombination ein. Die Einzelkomponenten a, b und c für sich ergeben bei gleicher Verdünnung jeweils eine sehr viel geringere Weichspülwirkung. Die im DD-WP 159'263 offenbarten Formulierungen entsprechen auf Grund ihres Gehaltes an quaternären Ammoniumverbindungen etwa Doppelkonzentraten. Erfindungsgemäße konzentrierte Wäscheweichspülmittel und Konzentrate nach DD-WP 159 263 ergeben im

Vergleich mit Formulierungen auf. Basis Distearyldimethylammoniumchlorid bzw. quaternären Imidazolineumsalzen nahezu gleichwertige Weichspüleffekte. Die erfindungsgemäßen konzentrierten Wäscheweichspülmittel besitzen gegenüber der im DD-WP 159 263 offenbarten Lösung insbesondere den Vorteil, daß erstere in Summation sowohl weniger Wirkstoff auf Basis estergruppenhaltiger quaternärer Ammoniumverbindungen als auch deutlich weniger Dispergierhilfsstoffe und keine Glykole, also nicht zum Weichspüleffekt beitragende Ballaststoffe, enthalten. Daraus kann geschlußfolgert werden, daß die erfindungsgemäßen konzentrierten Wäscheweichspülmittel gegenüber den im DD-WP 159 263 offenbarten Konzentraten kostengünstiger herstellbar sind.

Ausführungsbeispiel (die angegebenen Teile sind Gewichtsteile) 12 Teile 50%iges N- [Heptadecylcarboxyethyl-"] N,N-fe -hydroxyethyl-"] N-Methylammoniummethosulfat, 0,6 Teile Fettsäurediethanolamid (Kettenlänge der Fettsäure 16 bis 22 Kohlenstoffatome) und 0,1 Teile Natriumsulfat werden bei 70 bis 80 ⁰C in 20 Teilen Wasser unter Rühren dispergiert bzw. gelöst.

4,5 Teile eines primären Alkylamins (16 bis 18 Kohlenstoffatome im Alkylrest, mittlere Molmasse 254 g/Mol) werden unter Rühren in 20 Teilen Wasser bei ca. 80 ⁰G mit Salzsäure im Molverhältnis 1:1 umgesetzt.

Man vereinigt beide Dispersionen, setzt 30 Teile Wasser zu und kühlt auf ca. 40 ⁰C ab. Danach"werden 0,9 Teile Parfüm und 0,002 Teile Farbstoff zugesetzt. Zum Abschluß wird der Ansatz mit Wasser auf 100 Teile aufgefüllt.

Die Härte des verwendeten Wassers betrug 10 °dH.

Ein gemäß Ausführungsbeispiel hergestelltes konzentriertes Wäscheweichspülmittel ist niedrigviskos und homogen. Die Viskosität beträgt bei 20 ⁰C ca. 40 mPa.s, gemessen mit einem Kugelfallviskosimeter nach HÖPPLER. Nach aehtwöchiger Lagerzeit bei Zimmertemperatur werden Viskositäten gemessen, die Werte von 70 mPa.s nicht übersteigen. Die Formulierung ist weiterhin phasenstabil. Das beispielgemäße konzentrierte Wäscheweichspülmittel ist in kaltem Wasser gut dispergierbar. Die niedrige Viskosität erlaubt eine problemlose Handhabung. Praxisversuche in einem handelsüblichen Haushaltwaschautomaten zeigten, daß das konzentrierte Wäscheweichspülmittel rückstandslos aus der Dosierkammer ausgespült wird. Zur vergleichenden Qualitätsprüfung wurden das erfindungsgemäße konzentrierte Wäscheweichspülmittel nach Ausführungsbeispiel, ein Dreifachkonzentrat auf Basis' Distearyldimethylammoniumchlorid und ein Zehnfachkonzentrat auf Basis quaternärer Imidazoliniumsalze mit Wasser von 10 °dH so verdünnt, daß die Dispersionen jeweils ca. 0,15 g/l Aktivstoff enthielten (Proben 1, 2, 3)

Weiterhin wurden Dispersionen von N- [Heptadecylcarboxyethyl-J-N, Ν-Γρ-hydroxyethyl-J-N-Methylammoniummethosulfat, Alkylaminhydrochlorid und Fettsäurediethanolamid in Wasser von 10 °dH hergestellt, die ebenfalls jeweils 0,15 g/l der genannten Verbindungen enthielten (Proben 4, 5, 6)

Außerdem wurden Vergleichsdispersionen von N—[Heptadecylcarb— oxyethyl-|-N,N-l|S-hydroxyethyl- N-Methylammoniummethosulfat in Wasser von 10 °dH mit Gehalten von 0,5 g/l, 0,175 g/l, 0,05 g/l und 0,0125 g/l angesetzt (Proben 7, 8, 9, 10). Probe 11 bestand aus Wasser von 10 "dH

Je 5 Windeln aus einem Mischgewebe, bestehend aus 75 % Baumwolle und 25 % Viskosefaser, wurden im Flottenverhältnis 1:30 jeweils mit den Proben 1 bis 11 bei 20 ⁰C 10 Minuten behandelt, anschließend kurz angeschleudert und an der, Luft getrocknet. Die mit den Proben 7 bis 11 behandelten Windeln dienten als Vergleichsmuster.

Ein aus 5 Personen bestehendes Prüfgremium verglich den Griff der mit den Proben 1 bis 6 behandelten Windeln jeweils mit den Vergleichsmustern 7 bis 11. Bei Griffgleichheit mit Vergleichs-

rauster 7 wurden 5 Punkte, mit Vergleichsmuster 9 3 Punkte, mit Vergleichsmuster 10 2 Punkte und mit Vergleichsmuster 110 Punkte vergeben. Die Vergabe von Zwischenwerten, wie z. B. 3.5, ist möglich.

Die pro Prüfwindel 1 bis 6 vergebenen Punkte wurden addiert und arithmetisch gemittelt (Weichspülwirkung).

Die Prüfergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt:

Tabelle: Ergebnisse des Griffvergleichs

10 Weichspülmittel Probe 1 2

3 4

15 5 6

Weichspülwirkung (Punkte)

3,2 3,8 1,6 1 .0

Claims

Erfindungsansprüche

1. Konzentrierte Wäseheweichspülmittel, gekennzeichnet dadurch, daß sie

a) 5 bis 15 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel I

I.

R-CO-O-(CH₀) -N⁺-R
ι ά η ,

(CH₂)_n-0H

A ,

wobei R. einen Alkyl- oder Alkenylrest
mit 12 bis 20, vorzugsweise 16 bis 18

Kohlenstoffatomen, Rp einen Alkylrest mit

1 bis 3 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
Methyl, η eine Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 2 und A"~ ein Anion wie Chlorid oder Methosulfat bedeuten,

b) 1 bis 5 Gew.-% Salz eines primären Alkylamins mit 14 bis

22, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest,

c) 0,1 bis 1 Gew.-% Alkansäuredialkanolamid der allgemeinen

Formel II

II. R,-CO-N(R₉)₅

wobei R. einen Alkylrest mit 16 bis 22
Kohlenstoffatomen und Rp Alkanolreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
-CH₂-CH₂-OH bedeuten,

d) 0,01 bis 1 Gew.-% wasserlösliche Sulfate, Azetate, Halogenide oder deren Gemische von Elementen der 1. bis 3· Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und
e) ad. 100 Gew.-% Wasser und gegebenenfalls Duft- und Farbstoffe enthalten.
2. Konzentrierte Wäscheweichspülmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie Alkylaminsalze der Ameisen—, Essig—,
Propion-, Benzoe-, Salizylsäure, der Halogenwasserstoffsäuren, vorzugsweise Salzsäure, oder von Gemischen der genannten Säuren enthalten.
3. Konzentrierte Wäscheweichspülmittel nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Salzbildung Alkylamin und Säuren im Molverhältnis 1:1 bis 1:1,1 umgesetzt=werden.
4. Eonzentrierte Wäscheweichspülmittel nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß Wasser mit einer Härte bis zu 3,6 mval CaO/1 eingesetzt wird.