DE1619043B2

DE1619043B2 - Mittel zum weichmachen von textilien und gleichzeitigem vermitteln einer guten saugfaehigkeit

Info

Publication number: DE1619043B2
Application number: DE1967F0052060
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr.-Ing; Krempl Engelbert; 8261 Burkirchen; Koller Otto 6233 Kelkheim Müller
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-04-07
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1977-11-03
Also published as: GB1226801A; FR1561630A; NL6804832A; DE1619043A1; DE1619057A1; BE713381A

Description

C_nH_2n+1-N-R₂

X'

in der /2>18, Ri, R2 und R₃ Wasserstoff oder Alkylreste mit weniger als 8 C-Atomen, die gegebenenfalls Hydroxyl- und Äthergruppen enthalten können, und X ein Anion bedeuten/oder deren Mischungen enthalten.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Dispergatoren, optische Aufheller und Desinfektionsmittel enthalten.

3. Verfahren zum Weichmachen von Textilien und gleichzeitigem Vermitteln einer guten Saugfähigkeit unter Verwendung kationaktiver Ammoniumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilien mit einem Mittel gemäß Anspruch 1 oder 2 behandelt werden.

Beim Waschen von Textilien mil- handelsüblichen Waschmitteln auf Basis anionaktiver Tenside, wie z. B. Alkylarylsulfonat, und nichtionogener grenzflächenaktiver Verbindungen, gegebenenfalls in Verbindung mit den gebräuchlichen Gerüstsubstanzen, wird das Waschgut hart und spröde. Dieses Verhalten der meisten Waschpulver beeinträchtigt die Trageeigenschaften der Wäsche und vermindert ihren Gebrauchswert.

Aus der deutschen Patentschrift 9 02 610 ist bekannt, diese Nachteile durch eine Nachbehandlung mit bestimmten anionaktiven und nichtionogenen Tensiden zu beheben. In der deutschen Patentschrift 9 14 490 wird die Behandlung mit höhermolekularen kationaktiven Verbindungen beschrieben. Die in den Patentschriften genannten kationaktiven Produkte führen entweder beim wiederholten Gebrauch zur Vergilbung der Ware, oder die erforderliche Weichmachung wird nur durch hohe Zusatzmengen erreicht.

Das belgische Patent 6 43 539 beansprucht Textilweichmacher, die als Wirkstoff quartäre Ammoniumverbindungen mit zwei langen Alkylketten enthalten. Der hauptsächliche Vertreter dieser Klasse ist das Distearyldimethylammoniumchlorid, das weitverbreitete Anwendung gefunden hat Die weichmachende Wirkung dieser Dialkyldimethylammoniumchloride der allgemeinen Formel

C_nH_2n

C_nH_2n+1

N-(CH₃J₂

Cl"

mindestens 32. Der Weichmachungseffekt dieser Mittel ist ausgezeichnet, aber die Saugfähigkeit der behandelten Ware wird schon in den vorgeschriebenen Gebrauchskonzentrationen stark verringert Da die Hausfrau darüber hinaus gern zu einer Überdosierung neigt, tritt dieser Nachteil in der Praxis in verstärktem Maße auf. Für Frotteeware und Unterwäsche, die direkt auf der Haut getragen wird, verursacht die Reduzierung der Saugfähigkeit eine wesentliche Verschlechterung

ι ο der Gebrauchs- und Trageeigenschaften.

In der französischen Patentschrift 12 36 417 werden zur Weichmachung von Textilien quartäre Dimethylammoniumhalogenide beansprucht, die außer den beiden Methylgruppen einen langen Alkylrest von C12 bis Qb und ferner noch eine kurze aliphatische Kette enthalten. Derartige quartäre Ammoniumsalze bringen zwar bei Verwendung der C12- und Cn-Kette ein gutes Saugvermögen, aber die Weichmachung erreicht keineswegs die des Standardmittels Ci6/Ci8-Dialkyl-dimethylammoniumchlorid des vorstehend zitierten belgischen Patentes 6 43 539. Bei Verwendung eines Cie-Alkyl-dimethyl-äthyl-ammoniumchlorids wird die Weichmachung auf Kosten der Saugwirkung zwar verbessert; sie erreicht aber keineswegs die Wirkung des genannten Standardmittels.

Man hat viele Anstrengungen gemacht, um die Saugfähigkeit der kationaktiven Wäschenachbehandlungsmittel oder der sogenannten Weichspülmittel zu verbessern. Der Zusatz nichtionogener und auch kationaktiver Netzmittel, der sich anbietet, brachte nicht den erhofften Erfolg. Durch die genannten Zusätze konnten zwar Kombinationen mit verbesserter Saugfähigkeit erhalten werden, welche aber auf Kosten des Weichmachungseffektes geht. Anionaktive Hilfsmittel zur Verbesserung der Saugeigenschaften verbieten sich, da sie mit dem kationaktiven Weichmacher unlösliche Elektroneutralsalze bilden. Es sah so aus, als ob Weichmachung und Saugvermögen sich gegenseitig ausschließen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind nun Mittel zum Weichmachen von Textilien und gleichzeitigem Vermitteln einer guten Saugfähigkeit auf Basis kationaktiver Ammoniumverbindungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als kationaktive Ammoniumverbindungen solche der allgemeinen Formel

ist erst ab einer Kettenlänge von /3=16 ausgeprägt. Die Gesamt-C-Zahl der langen Alkylketten beträgt daher C_nH_2n+1-N-R₂
R3

in der n> 18, Ri, R₂ und R3 Wasserstoff oder Alkylreste mit weniger als 8 C-Atomen, die gegebenenfalls Hydroxyl- und Äthergruppen enthalten können, und X ein Anion bedeuten, oder deren Mischungen enthalten.

Vorzugsweise ist dieses Anion Halogen, Acetat, Benzoat, Glykolat, Lactat Sulfamat, Sulfat, Arylsulfonat, Methosulfat oder Äthosulfat.

Geeignete Vertreter solcher Wäschenachbehandlungsmittel sind beispielsweise:

C2!-Alkyl-trimethylammoniumchlorid,

C20- bis C22-Alkyl-dimethyloxyäthyl-methosuIfat,

C2o-AlkyI-dimethyl-ammoniumacetat,

C20- bis C22-Alkyl-dimethyl-benzyl-ammoniumbromjd,

C24-Alkyl-methyl-di(oxyäthyl)-ammoniumchlorid,

C21 - Alkyl-dimethyl-ammoniumlactat,

C2o-Alkyl-dimethyl-isopropyl-(diisopropyIphos-

phat).

Es ist sehr überraschend, daß kationaktive Ammoniumverbindungen mit nur einer Alkylkette von mehr als 18 C-Atomen neben einer guten Weichmachung für Textilien, die vollauf derjenigen der bekannten Dialkylammoniumsalze mit zwei Kohlenstoff ketten zu je 16 C-Atomen — also insgesamt 32 C-Atomen — entspricht, gleichzeitig eine gute Saugwirkung zeigen.

Tabelle 1

Mißt man beispielsweise die Saugfähigkeit nach der Steighöhenmethode, so ergibt sich, daß ein C20- bis C22-Alkyl-dimethyloxyäthyl-ammoniumchlorid (I) nach 1,5,10 und 20 Minuten um 50 bis 100% besser ist als das Standardmittel Cie/Cie-Dialkyl-dimethyl-ammoniumchlorid (II), obwohl die weichmachende Wirkung des neuen Mittels, gemessen nach der Glätte — siehe Erläuterung zu den Beispielen 1 bis 6 — sogar geringfügig besser ist. Die Werte, gemessen an Nesselgewebe ergeben sich bei Anwendungskonzentrationen von 0,1,0,2 und 0,4 g/l wie folgt:

Produkt

Zusatzmenge

(g/l)

Grin·

Glätte	o.B
m.B.	590
760	550
700	520
720	690
860	540
740	560
720

Saugfähigkeit (cm)
1 Min. 5 Min.

10 Min.

20 Min.

I 0,1 sehr gut

0,2 sehr gut

0,4 sehr gut

II 0,1 sehr gut

0,2 sehr gut

0,4 sehr gut

3	5,5	8	9,5
2,5	5,5	7,5	9,5
2,5	3,5	6,0	8,5
2	3,5	4,5	5,5
1	1,5	1,5	2
0,5	1,0	1,5	1,5

I = C20- bis C;
II = Cie/Cis-Dialkyl-dimethylammoniumchlorid.

Abgesehen von der beachtlich guten Saugfähigkeit, die mit den neuen kationaktiven Mitteln erzielt wird, auch die weichmachende Wirkung der darin enthaltenen Ammoniumsalze mit nur einem Alkylrest, der mehr als 18 C-Atome enthält, sehr überraschend, weil nämlich die entsprechenden Cis-Ammoniumsalze bei der gebräuchlichen Anwendungskonzentration von 0,1 g/l Flotte im Weichungseffekt keineswegs befriedigen. Um den gleich guten Effekt zu erreichen, muß man zwei solcher Cis-Reste im Molekül haben.

Die unbefriedigende Wirkung eines quartären Cis-Alkyl-di-methyl-äthylammoniumchlorids nach der französischen Patentschrift 12 36417 zeigt sich z.B. bei manueller Griffbeurteilung einer Konzentrationsreihe durch 5 Versuchspersonen, wobei im statistischen Mittel nur eine Weichmachung von 55% im Vergleich zu einem im erfindungsgemäßen Mittel enthaltenen quartären C20- bis C22-Alkyl-trimethylammoniumchlorid gefunden wird. Das entsprechende quartäre Ammoniumchlorid mit einer C^-Alkyl-Kette, ebenfalls nach der französischen Patentschrift, zeigt nach dem gleichen Prüfverfahren nur noch eine Weichmachung von 30 bis bis 40%, wobei hier die Saugwirkung einem C20-22-AI-kyl-ammoniumchlorid etwa gleichwertig ist. Mit den quartären Ammoniumsalzen der französischen Patentschrift gelingt es also im Gegensatz zu den im erfindungsgemäßen Mittel enthaltenen Ammoniumsalzen mit einer Alkylgruppe >C\a nicht, eine gute Weichmachung mit einer guten Saugwirkung zu vereinen.

Dies gilt in entsprechender Weise auch" für das in der deutschen Patentschrift 9 14490 besonders erwähnte Cetyl-trimethylammoniumchlorid mit einer Ci6-Kette (siehe Nr. 7, Tabelle 2). Außer den quatären Ammoniumsalzen zeigen auch die primären, sekundären und tertiären Ammoniumsalze mit nur einem Alkylrest ab der Kettenlänge oberhalb C₎₈ die beschriebenen guten Weichmachungs- und Aufsaugeigenschaften.

Ein weiterer großer Fortschritt ist ferner die unverändert gute Saugfähigkeit der behandelten Waren mit steigender Konzentration bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Mittel. Laut Tabelle 1 verschlechtert die Vergleichssubstanz II die Saugfähigkeit mit steigender Zusatzmenge sehr stark, während die Saugfähigkeit der Verbindung I praktisch unabhängig von der Konzentration ist. Für die Anwendung, insbesondere im Haushalt, bedeutet dies einen großen Vorteil, da durch Überdosierung der beanspruchten Mittel keine nachteiligen Nebenerscheinungen auftreten.

In der folgenden Tabelle 2 werden einige kationaktive Verbindungen des erfindungsgemäßen Mittels dem in der belgischen Patentschrift 6 43 539 beschriebenen Dialkyl-dimethyl-ammoniumchlorid (Nr. 6) und dem in der deutschen Patentschrift 9 14 490 beschriebenen Cetyl-trimethyl-ammoniumchlorid (Nr. 7) und dem unter die französische Patentschrift 12 36 417 fallenden Stearyl-dimethyl-isopropyl-ammoniumchlorid (Nr. 8) bezüglich ihrer Wirkungsweise gegenübergestellt.

Die in der Tabelle 2 bezifferten Werte für Griffe, Glätte und Saugfähigkeit werden wie folgt ermittelt:

Griff

Der Griff wird subjektiv an einer in üblicher Weise gewaschenen Frotteeware bewertet, die bei einem Flottenverhältnis 1:10 und einer Konzentration von 0,1 g/l mit jeweils einer der in der Tabelle 2 angegebenen kationaktiven Verbindungen nachbehandelt worden ist.

Glätte

Die Bestimmung der Glätter erfolgt an einem ausgewählten Nesselgewebe nach der Methode von H. Carlhoff, die in der Zeitschrift »Wäschereitechnik und -Chemie« 18, Seite 482 (1965), beschrieben ist. Die

5 6

Glätte wird mit Belastung (m. B.) und ohne Belastung unter konstanten Bedingungen die Steighöhe von

(o. B.) bestimmt. _ Wasser in Abhängigkeit von der Zeit im Textilgut

Saugfähigkeit bestimmt. Die angegebenen Zahlen sind die Steighöhen

Die Saugfähigkeit der behandelten Textilien wird in cm nach den jeweils aufgeführten Zeiten,

nach der Steighöhenmethode ermittelt. Hierbei wird

Tabelle 2

Zusatzmenge: 0,1 g/l Flottenverhältnis: 1 :

Nr. Kationakt. Verbindung

R Griff Glätte Saugfähigkeit (cm)

Alkyl m. B. o. B. 1 Min. 5 Min. 10 Min. 20 Min.

[R-N-(CH₃J₃] ⁺ Cl-" (CH₃)₂

R—

SO₄CH₃-

QH₄OH -N-(CH₃J₂I⁺ CH₃COO'

Fr—n

L H

R-N

(CH₃J₂

Br'

CH₂QH₅ CH₃

R-N

(C₂H₄OH)₂

er

R CH₃ ⁺

R CH₃

er

R —N

CH,

CH₃ CH₃ _i

CH₃ R-N-CH₃

er

CH,

CH

CH₃

er

Ql

1:1

C₂O

C₂₄

-18 mäßig 940 700 2,5 4

sehr gut 860 660 4 6,7 8,9 11

sehr gut 840 640 5,5 8 10 13

sehr gut 890 620 3,5 5

Q0/Q2 sehr gut 880 660 3,5 6 8 10

sehr gut 840 630 4 7 10 12

C₁₆ZC₁₈ sehr gut 860 640 2 3,5 4,5 5,5 30:70

mäßig 950 720 2,5 4,5 6 8,5

Die Herstellung der im beanspruchten Mittel enthaltenen kationaktiven Verbindungen kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Die primären Ausgangsamine können z. B. aus den entsprechenden, natürlich vorkommenden oder synthetischen, Carbonsäuren über die Nitrilstufe und nachfolgende Hydrierung oder durch katalytische Aminierung von Alkoholen mit einer Kettenlänge oberhalb Cis, deren OH-Gruppen an verschiedenen Stellen der Kette stehen können, hergestellt werden. Zu sekundären Monomethyl- bzw. tertiären Dimethyl-Alkylaminen gelangt man durch katalytische Hydrierung der langkettigen Alkylnitrile in Gegenwart von Methyl- bzw. Dimethylamin. Die tertiären Dimethylalkylamine sind auch über die

primären Amine durch Permethylierung mit Ameisensäure/Formaldehyd zugänglich. Die Überführung der so erhältlichen primären, sekundären und tertiären Amine in ihre Salze erfolgt durch einfache Neutralisation mit z. B. Essigsäure. Die tertiären Dimethyl-Alkylamine mit der geforderten C-Kette von mehr als 18 C-Atomen können wiederum mit Methylchlorid, Dimethylsulfat oder auch mit Äthylenchlorid leicht in die entsprechenden quartären Ammoniumsalze übergeführt werden.

Die erfindungsgemäßen Mittel können außer für Textilien auch für Papier und Leder verwandt werden. Neben der Weichmachung wird bei Synthesefasern die störende elektrische Aufladung verhindert. Durch die Behandlung von Nylon- oder Perlon-Hemden mit einer

O,l°/oigen Lösung von beispielsweise C2o-AlkyI-dimethyl-oxyäthyl-ammoniumchlorid wird neben einer angenehmen Weichheit auch gleichzeitig die unangenehme statische Aufladung während des Tragens verhindert. Die erfindungsgemäßen Mittel können den üblichen Spülbädern hinzugesetzt werden. Zweckmäßig bringt man aber die Mittel in einer dem Spülbad nachfolgenden besonderen Behandlungsflotte zur Anwendung.

Die Zusatzmenge liegt in der Regel zwischen 0,1 bis 1 g/l insbesondere zwischen 0,1 bis 0,3 g/l. Die erfindungsgemäßen Weichmachungsmittel können auch zur Endausrüstung von Textilien, z. B. nach dem Foulardverfahren, in Konzentrationen von 2 bis 50 g/l eingesetzt werden.

709 544/15

Claims

Patentansprüche:

1. Mittel zum Weichmachen von Textilien und gleichzeitigem Vermitteln einer guten Saugfähigkeit auf der Basis kationaktiver Ammoniumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kationaktive Verbindungen solche der allgemeinen Formel