DE10116491A1

DE10116491A1 - Textilavivagemittel

Info

Publication number: DE10116491A1
Application number: DE2001116491
Authority: DE
Inventors: Subirana Rafael Pi; Bigorra Joaquim Llosas; Nuria Gilabert Bonastre
Original assignee: Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-10

Abstract

Vorgeschlagen werden Textilavivagemittel, enthaltend DOLLAR A (a) 1 bis 10 Gew.-% Esterquats, DOLLAR A (b) 1 bis 10 Gew.-% Dimethyldiallylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymere und DOLLAR A (c) ad 100 Gew.-% Wasser sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe.

Description

Gebiet der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind verdünnte textile Avivagemittel mit definierten Gehalten an Esterquats und ausgewählten kationischen Polymeren sowie die Verwendung dieser Gemi sche zur Herstellung der Textilavivagemittel.

Stand der Technik

Bei der Textilwäsche kommt es üblicherweise zu einer Verkettung der Fasern, was vom Verbraucher als Härte wahrgenommen wird. Man kann diesem Effekt mechanisch, nämlich durch Strecken und Schlagen der Fasern entgegenwirken, aber auch chemisch, nämlich durch Vor- oder Nachbehandlung der Textilien mit kationsichen Verbindungen, die auf die Fasern aufziehen und eine Verkettung durch elektrostatische Abstoßung entweder verhin dern oder vermindern. Üblicherweise werden für die Herstellung von diesen Textilavivage mitteln monomere kationische Tenside eingesetzt, unter denen solche vom Typ der Ester quats bevorzugt sind, da sie den Fasern nicht nur einen angenehmen Weichgriff verleihen, sondern auch die Hydrophilie und Wiederbenetzbarkeit verbessern und im Gegensatz zu Tetraalkylammoniumsalzen über eine verbesserte biologische Abbaubarkeit und eine höhere dermatologische Verträglichkeit verfügen.

Während die Ergebnisse unter Einsatz von Textilien auf Basis von natürlichen Fasern, wie beispielsweise Baumwolle oder Schafwolle durchaus zufriedenstellend sind, wird jedoch bei synthetischen Fasern, speziell Polyacrylamiden und Gemischen von Polyacrylamiden mit an deren Synthese- oder Naturfasern der Effekt beobachtet, dass bei Behandlung mit Ester quats oder Tetraalkylammoniumsalzen weder der Weichgriff noch die Hydrophilie oder Wie derbenetzbarkeit signifikant verbessert wird. In einer Reihen von Fällen wird sogar glatt der gegenteilige Effekt festgestellt.

Somit hat die komplexe Aufgabe der Erfindung darin bestanden, neue textile Avivagemittel zur Verfügung zu stellen, die sich dadurch auszeichnen, dass sie insbesondere Geweben mit einem hohen Gehalt an Polyacrylamiden gleichzeitig einen angenehmeren Weichgriff, eine höhere Hydrophilie sowie eine verbesserte Wiederbenetzbarkeit verleihen. Eine weitere Auf gabe der Erfindung hat ferner darin bestanden, Zubereitungen zur Verfügung zu stellen, die zusätzlich noch transparent sind und auch bei Temperaturbelastung weder eintrüben noch ihre Viskosität ändern.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind Textilavivagemittel, enthaltend

a) 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-% Esterquats,
b) 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-% Dimethyldiallylammoniumchlorid-Acrylamid- Copolymere, und
c) ad 100 Gew.-% Wasser sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen Zubereitungen insbe sondere gegenüber Polyacrylfasern eine besondere Verbesserung des Weichgriffs, der Hyd rophilie und der Wiederbenetzbarkeit bewirken. Demgegenüber wird unter Einsatz von ande ren Kationpolymeren oder höheren Konzentrationen an Dimethyldiallylammoniumchlorid- Acrylamid-Copolymeren kein Effekt oder sogar ein gegenteiliger Effekt bewirkt. Insbesonde re dann, wenn Esterquats eingesetzt werden, die Anteile an Dicarbonsäuren enthalten, wer den zudem noch Produkte erhalten, die sich durch besondere Transparenz sowie Viskositäts- und Lagerstabilität auszeichnen.

Esterquats

Unter der Bezeichnung "Esterquats", die die Komponente (a) bilden, werden im allgemeinen quaternierte Fettsäuretriethanolaminestersalze verstanden. Es handelt sich dabei um be kannte Stoffe, die man nach den einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten kann. In diesem Zusammenhang sei auf die Internationale Patentanmel dung WO 91/01295 (Henkel) verwiesen, nach der man Triethanolamin in Gegenwart von unterphosphoriger Säure mit Fettsäuren partiell verestert, Luft durchleitet und anschließend mit Dimethylsulfat oder Ethylenoxid quaterniert. Aus der Deutschen Patentschrift DE 43 08 794 C1 (Henkel) ist überdies ein Verfahren zur Herstellung fester Esterquats bekannt, bei dem man die Quaternierung von Triethanolaminestern in Gegenwart von geeigneten Dispergatoren, vorzugsweise Fettalkoholen, durchführt. Übersichten zu diesem Thema sind beispielsweise von R. Puchta et al. in Tens.Surf.Det., 30, 186 (1993), M. Brock in Tens.Surf.Det. 39, 394 (1993), R. Lagerman et al. in J.Am. Oil.Chem.Soc., 71, 97 (1994) sowie I.Shapiro in Cosm.Toil. 109, 77 (1994) erschienen.

Die quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalze folgen der Formel (I),

in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² und R³ unabhängig von einander für Wasserstoff oder R¹CO, R⁴ für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine (CH₂CH₂O)_qH-Gruppe, m, n und p in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12, q für Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Typische Bei spiele für Esterquats, die im Sinne der Erfindung Verwendung finden können, sind Produkte auf Basis von Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitin säure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Arachinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Druck spaltung natürlicher Fette und Öle anfallen. Vorzugsweise werden technische C_12/18- Kokosfettsäuren und insbesondere teilgehärtete C_16/18-Talg- bzw. Palmfettsäuren sowie elai dinsäurereiche C_16/18-Fettsäureschnitte eingesetzt. Zur Herstellung der quaternierten Ester können die Fettsäuren und das Triethanolamin im molaren Verhältnis von 1,1 : 1 bis 3 : 1 eingesetzt werden. Im Hinblick auf die anwendungstechnischen Eigenschaften der Ester quats hat sich ein Einsatzverhältnis von 1,2 : 1 bis 2,2 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1,9 : 1 als besonders vorteilhaft erwiesen. Die bevorzugten Esterquats stellen technische Mischun gen von Mono-, Di- und Triestern mit einem durchschnittlichen Veresterungsgrad von 1,5 bis 1,9 dar und leiten sich von technischer C_16/18-Talg- bzw. Palmfettsäure (Iodzahl 0 bis 40) ab. Aus anwendungstechnischer Sicht haben sich quaternierte Fettsäuretriet hanolaminestersalze der Formel (I) als besonders vorteilhaft erwiesen, in der R¹CO für ei nen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R² für R¹CO, R³ für Wasserstoff, R⁴ für eine Methylgruppe, m, n und p für 0 und X für Methylsulfat steht. Entsprechende Produkte sind unter der Marke Dehyquart® AU (Cognis Deutschland GmbH) im Handel.

Neben den quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalzen kommen als Esterquats ferner auch quaternierte Estersalze von Fettsäuren mit Diethanolalkylaminen der Formel (II) in Be tracht,

in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff oder R¹CO, R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Al kylphosphat steht.

Als weitere Gruppe geeigneter Esterquats sind schließlich die quaternierten Estersalze von Fettsäuren mit 1,2-Dihydroxypropyldialkylaminen der Formel (III) zu nennen,

in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff oder R¹CO, R⁴, R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Al kylphosphat steht.

Des weiteren kommen als Esterquats noch Stoffe in Frage, bei denen die Ester- durch eine Amidbindung ersetzt ist und die vorzugsweise basierend auf Diethylentriamin der Formel (IV) folgen,

in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff oder R¹CO, R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Derartige Amidesterquats sind beispiels weise unter der Marke Incroquat® (Croda) im Markt erhältlich.

Schließlich kommen als Esterquats auch Stoffe in Frage, die auf Basis von ethoxyliertem Ricinusöl oder dessen Härtungsprodukten erhältlich sind und vorzugsweise der Formel (V) folgen,

in der R⁸CO für einen gesättigten und/oder ungesättigten ethoxylierten Hydroxyacylrest mit 16 bis 22, vorzugsweise 18 Kohlenstoffatomen sowie 1 bis 50 Oxyethyleneinheiten, A für einen linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R⁹, R¹⁰ und R¹¹ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffato men, R¹² für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und X für Halogen, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

Hinsichtlich der Auswahl der bevorzugten Fettsäuren und des optimalen Veresterungsgrades gelten die für (I) genannten Beispiele auch für die Esterquats der Formeln (II) bis (V).

Zur Herstellung der Esterquats der Formeln (I) bis (V) kann sowohl von Fettsäuren als auch den entsprechenden Triglyceriden ausgegangen werden. Ein solches Verfahren, das stell vertretend für den entsprechenden Stand der Technik genannt werden soll, wird in der eu ropäischen Patentschrift EP 0750606 B1 (Cognis) vorgeschlagen. Ebenfalls ist es möglich, die Kondensation der Alkanolamine mit den Fettsäuren in Gegenwart definierter Mengen an Dicarbonsäuren, wie z. B. Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sorbinsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und/oder Dodecandisäure durchzuführen. Auf diese Weise kommt es zur einer partiell oligomeren Struktur der Esterquats, was sich insbesondere bei Mitverwendung von Adipinsäure auf die Klarlöslichkeit der Produkte vorteilhaft auswirken kann. Entsprechende Produkte unter der Marke Dehyquart® D 6003 (Cognis Deutschland GmbH) sind im Handel erhältlich und wer den beispielsweise in der Europäischen Patentschrift EP 0770594 B1 (Cognis) beschrieben. Üblicherweise gelangen die Esterquats in Form 50 bis 90 Gew.-%iger alkoholischer Lösun gen in den Handel, die bei Bedarf problemlos mit Wasser verdünnt werden können.

Dimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymere

Dimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymere sind unter der INCI-Bezeichnung Poly quaternum-7 beispielsweise unter der Marke Merquat® 550 im Handel erhältlich.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung von Gemischen, enthaltend

a) 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-% Esterquats,
b) 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-% Dimethyldiallylammoniumchlorid-Acrylamid- Copolymere, und
c) ad 100 Gew.-% Wasser sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe

zur Herstellung von Textilavivagemitteln.

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können sowohl die Esterquats der Komponente (a) als auch die kationischen Polymeren der Komponente (b) unabhängig voneinander vorzugs weise in Mengen im Bereich von 2 bis 8 und insbesondere 4 bis 6 Gew.-% enthalten. Sofern es sich nicht um Zubereitungen handelt, die ohne den Zusatz weiterer Hilfsstoffe direkt an gewendet werden können, können die Mittel weitere Additive wie z. B. Tenside oder Hydrotrope enthalten.

Tenside

Typische Beispiele für anionische Tenside sind Seifen, Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, α-Methylestersulfonate, Sul fofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate, Fettsäureethersul fate, Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Mono- und Dialkylsulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, N-Acylaminosäuren, wie beispielsweise Acyllactylate, Acyltartrate, Acylglutamate und Acylaspartate, Alkyloligoglucosidsulfate, Proteinfettsäurekondensate (ins besondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis) und Alkyl(ether)phosphate. Sofern die an ionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vor zugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen. Typische Beispiele für nichtionische Tenside sind Fettalkoholpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyce ride, Mischether bzw. Mischformale, gegebenenfalls partiell oxidierte Alk(en)yloligoglykoside bzw. Glucoronsäurederivate, Fettsäure-N-alkylglucamide, Proteinhydrolysate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester, Poly sorbate und Aminoxide. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenvertei lung aufweisen. Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Alkyl betaine, Alkylamidobetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, Imidazoliniumbetaine und Sulfobetaine. Bei den genannten Tensiden handelt es sich ausschließlich um bekannte Ver bindungen. Hinsichtlich Struktur und Herstellung dieser Stoffe sei auf einschlägige Über sichtsarbeiten beispielsweise J. Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1987, S. 54-124 oder J. Falbe (ed.), "Katalysatoren, Tensi de und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 123-217 verwiesen. Typische Beispiele für besonders geeignete milde, d. h. besonders hautverträgliche Tenside sind Fettalkoholpolyglycolethersulfate, Monoglyceridsulfate, Mono- und/oder Dialkyl sulfosuccinate, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, Fettsäureglu tamate, α-Olefinsulfonate, Ethercarbonsäuren, Alkyloligoglucoside, Fettsäureglucamide, Al kylamidobetaine, Amphoacetale und/oder Proteinfettsäurekondensate, letztere vorzugsweise auf Basis von Weizenproteinen. Die Tenside können in Mengen von 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 15 und insbesondere 5 bis 10 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein.

Hydrotrope

Zur Verbesserung des Fließverhaltens können ferner Hydrotrope, wie beispielsweise Ethanol, Isopropylalkohol, oder Polyole eingesetzt werden. Polyole, die hier in Betracht kommen, be sitzen vorzugsweise 2 bis 15 Kohlenstoffatome und mindestens zwei Hydroxylgruppen. Die Polyole können noch weitere funktionelle Gruppen, insbesondere Aminogruppen, enthalten bzw. mit Stickstoff modifiziert sein. Typische Beispiele sind

- Glycerin;
- Alkylenglycole, wie beispielsweise Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Buty lenglycol, Hexylenglycol sowie Polyethylenglycole mit einem durchschnittlichen Moleku largewicht von 100 bis 1.000 Dalton;
- technische Oligoglyceringemische mit einem Eigenkondensationsgrad von 1,5 bis 10 wie etwa technische Diglyceringemische mit einem Diglyceringehalt von 40 bis 50 Gew.-%;
- Methyolverbindungen, wie insbesondere Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Tri methylolbutan, Pentaerythrit und Dipentaerythrit;
- Niedrigalkylglucoside, insbesondere solche mit 1 bis 8 Kohlenstoffen im Alkylrest, wie beispielsweise Methyl- und Butylglucosid;
- Zuckeralkohole mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Sorbit oder Mannit,
- Zucker mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Glucose oder Saccharose;
- Aminozucker, wie beispielsweise Glucamin;
- Dialkoholamine, wie Diethanolamin oder 2-Amino-1,3-propandiol.

Die Hydrotrope können in den Avivagemitteln in Mengen von 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 30 und insbesondere 5 bis 15 Gew.-% enthalten sein. Bevorzugt ist der Einsatz von Ethanol, Isopropylalkohol und insbesondere Propylenglycol.

Beispiele

Polyacrylgewebe wurde mit verschiedenen Avivagemitteln behandelt und anschließend der Weichgriff durch ein Panel von erfahrenen Testern geprüft, die Noten von "4" = hart bis "1" sehr weich vergaben. Angegeben sind die Mittelwerte von drei Bestimmungen. Die Hydro philie wurde an Hand der Steighöhenmethode bestimmt. Die Beispiele 1 bis 3 sind erfin dungsgemäß, die Beispiele V1 bis V6 dienen zum Vergleich. Man erkennt, dass sowohl eine Steigerung der Menge an Polyquaternum-7 als auch der Einsatz anderer Kationpolymere sowohl den Weichgriff als auch die Hydrophilie verschlechtern.

Tabelle 1

Weichgriff und Hydrophilie

Claims

1. Textilavivagemittel, enthaltend

a) 1 bis 10 Gew.-% Esterquats,
b) 1 bis 10 Gew.-% Dimethyldiallylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymere, und
c) ad 100 Gew.-% Wasser sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Esterquats der Formel (I) enthalten,
in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² und R³ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder R¹CO, R⁴ für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen oder eine (CH₂CH₂O)_qH-Gruppe, m, n und p in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12, q für Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Esterquats der Formel (II) enthalten,
in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff oder R¹CO, R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Esterquats der Formel (III) enthalten,
in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff oder R¹CO, R⁴, R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlen stoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Al kylsulfat oder Alkylphosphat steht.

5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Esterquats der Formel (IV) enthalten,
in der R¹CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff oder R¹CO, R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

6. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Esterquats der Formel (V) enthalten,
in der R⁸CO für einen gesättigten und/oder ungesättigten ethoxylierten Hydroxyacylrest mit 16 bis 22, vorzugsweise 18 Kohlenstoffatomen sowie 1 bis 50 Oxyethyleneinheiten, A für einen linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R⁹, R¹⁰ und R¹¹ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R¹² für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und X für Halogen, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

7. Verwendung von Mischungen, enthaltend

a) 1 bis 10 Gew.-% Esterquats,
b) 1 bis 10 Gew.-% Dimethyldiallylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymere, und
c) ad 100 Gew.-% Wasser sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe

zur Herstellung von Textilavivagemitteln.