DE19756434A1

DE19756434A1 - Wäßrige Weichspülmittel mit verbessertem Weichgriff

Info

Publication number: DE19756434A1
Application number: DE19756434A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dr Koehle; Michael Fender; Axel Euler; Hans-Georg Schieser
Original assignee: Witco Surfactants GmbH
Current assignee: Evonik Goldschmidt Rewo GmbH
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-06-24
Also published as: DE59809482D1; CA2254399A1; ES2206808T5; CA2254399C; PL195045B1; EP0924291B2; EP0924291B1; PL330381A1; ES2206808T3; US6110887A; EP0924291A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Weichspülmittel für Gewebe in Form von wäßrigen Emulsionen oder Dispersionen.

Beim Waschen von Textilien werden im letzten Waschgang bekannterweise sogenannte Weichspüler eingesetzt. Damit wird eine Verhärtung des Gewebes, die durch das Trocknen hervorgerufen wird, vermindert. Der Griff der so be handelten Textilien wie Hand- und Badetücher sowie Leib- und Bettwäsche wird angenehm beeinflußt.

Üblicherweise werden als Weichspüler kationische Verbindungen verwendet, beispielsweise quaternäre Ammoniumverbindungen, die neben langkettigen Alkylresten auch Ester- oder Amidgruppen enthalten können, beispielsweise wie in US-PS 3 349 033, 3 644 203, 3 946 115, 3 997 453, 4073 735, 4 119 545 usw. beschrieben. Diese Komponenten werden allein oder in Mischungen mit anderen kationenaktiven oder auch neutralen Substanzen in Form von wäßrigen Dispersionen dem Spülbad zugegeben.

Häufig eingesetzt werden Ammoniumverbindungen, die Esterbindungen enthal ten wie beispielsweise in EP-A-0 239 910, US-PS 3 915 867, US-PS 4 137 180, US-PS 4 830 771 beschrieben.

Besonders weit verbreitet sind Esterverbindungen auf Basis von Triethanolamin wie N-methyl, N,N-bis(beta-C_14-18-acyloxyethyl), N-beta-hydroxyethyl ammo nium methosulfat), die unter Handelsnamen wie TETRANYL® AT 75 (Warenzeichen der KAO Corp.), STEPANTEX® VRH 90 (Warenzeichen der Stepan Corp.) oder REWOQUAT® WE 18 (Warenzeichen der Witco Surfac tants GmbH) vertrieben werden.

Obgleich diese kationischen Verbindungen wirksame Weichmacher bei der Verwendung im letzten Spülbad darstellen, weisen sie beim Gebrauch immer noch gewisse Nachteile auf.

Einer der Nachteile derartiger Mittel ist, daß das geforderte hohe Niveau von gleichzeitig gutem Rücknetzvermögen und weichem Griff der mit ihnen behan delten Textilien noch nicht befriedigend ist.

Unter Rücknetzvermögen wird im allgemeinen die Aufnahme von Feuchtigkeit durch die Faser verstanden. Ein mangelhaftes Rücknetzvermögen wirkt sich aber dort nachteilig aus, wo größere Mengen Feuchtigkeit von der Hautoberflä che aufgenommen werden sollen. z. B. bei Hand- oder Badetüchern sowie bei Leib- oder Bettwäsche.

Unter Verwendung an sich bekannter Verfahren (Batch- bzw. Kontiverfahren) können mit diesen Produkten stabile Weichspülmittel-Dispersionen hergestellt werden.

Aufgabe der Erfindung war es, die obengenannten Nachteile herkömmlicher Weichspülformulierungen zu überwinden und Wäscheweichspülmittel bereitzu stellen, die neben guter biologischer Abbaubarkeit ein wesentlich verbessertes Niveau von gutem weichem Griff unter Beibehaltung eines guten Rücknetz vermögens aufweisen.

Die Aufgabe wurde gelöst durch Verwendung von quaternären Fettsäure- Aminalkohol-Estern aus Triethanolamin mit teilhydrierten Fettsäuren im Ver hältnis von 1 : 1,6 bis 1 : 2 in Alkoholen bzw. Glykolen.

Gegenstand der Erfindung sind daher wäßrige Weichspülmittel, enthaltend mindestens eine der Verbindungen der allgemeinen Formel (I)

worin R der Rest einer Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und Jodzah len im Bereich von 15-25 ist und a = 1, 2, 3 sein kann.

Die erfindungsgemäß mitverwendeten quaternären Verbindungen der allge meinen Formel 1 werden nach den auf diesem Gebiet allgemein bekannten Verfahren durch Veresterung von Triethanolamin mit Fettsäure und anschlie ßender Quaternierung hergestellt.

Als Fettkomponenten für die Veresterung bzw. Umesterung werden die auf diesem Gebiet bekannten und üblichen einbasischen Fettsäuren auf Basis natürlicher pflanzlicher und tierischer Öle mit insbesondere 14-18 Kohlenstoffatomen, eingesetzt, wie Talgfettsäuren und Palmfettsäuren bzw. deren Methyl- oder Ethylester.

Der Gehalt dieser Fettsäuren bzw. Fettsäureester an ungesättigten Anteilen, wird - soweit dies erforderlich ist - durch die bekannten katalytischen Hydrierverfahren auf Jodzahlen zwischen 15-25 eingestellt, oder durch Abmischung von vollhydrierten mit nichthydrierten Fettkomponenten erzielt.

Die Jodzahl, als Maßzahl für den durchschnittlichen Sättigungsgrad einer Fettsäure, ist die Jodmenge, welche von 100 g der Verbindung zur Absättigung der Doppelbindungen aufgenommen wird.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind teilhydrierte Talgfettsäuren und Palmfettsäu ren mit Jodzahlen zwischen 15-25. Sie sind handelsübliche Produkte und werden von verschiedenen Firmen unter deren jeweiligen Handelsnamen an geboten.

Die Veresterung oder Umesterung wird nach bekannten Verfahren durchge führt. Hierbei wird das Triethanolamin mit der dem gewünschten Veresterungs grad entsprechenden Menge an Fettsäure oder Fettsäureester, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators, z. B. Methansulfonsäure, unter Stickstoff bei 160-240°C umgesetzt und das sich bildende Reaktionswasser bzw. der Alkohol kontinuierlich abdestilliert, wobei zur Vervollständigung der Reaktion gegebenenfalls der Druck vermindert werden kann.

Auch die anschließende Quaternierung erfolgt nach bekannten Verfahren. Er findungsgemäß wird vorzugsweise so verfahren, daß der Ester, gegebenenfalls unter Mitverwendung eines Lösungsmittels, vorzugsweise mit insbesondere Isopropanol, Ethanol, 1,2-Propylenglykol und/oder Dipropylenglykol, bei 60- 90°C mit equimolaren Mengen des Quaternierungsmittels unter Rühren, gegebenenfalls unter Druck, versetzt wird und die Vervollständigung der Reaktion durch Kontrolle der Gesamtaminzahl überwacht wird.

Beispiele für die mitverwendeten Quaternierungsmittel sind kurzkettige Dialkyl phosphate und -sulfate wie Diethylsulfat, Dimethylphosphat, Diethylphosphat, kurzkettige Halogenkohlenwasserstoffe; insbesondere wird erfindungsgemäß Dimethylsulfat verwendet.

Für die Herstellung der quaternären Ammoniumverbindungen wurden Tri ethanolamin (TEA) und Fettsäuren nach den üblichen Verfahren umgesetzt und quaterniert.

Als Fettsäuren wurden mitverwendet:

Fettsäure I

Talgfettsäure mit einer Säurezahl von 200-210, einer Jodzahl von 15-25 und einer C-Kettenverteilung von

< C-16	ca. 2%
C-16	ca. 26%
C-16'	ca. 2%
C-17	ca. 3%
C-18	ca. 48%
C-18'	ca. 15%
C-18''	<1%

Fettsäure II

Palmfettsäure mit einer Säurezahl von 205-215, einer Jodzahl von 15-25 und einer C-Kettenverteilung von

< C-16	ca. 3%
C-16	ca. 47%
C-16'	-
C-17	-
C-18	ca. 28%
C-18'	ca. 17%
C-18''	ca. 2%
<C-18	ca. 2%

Fettsäure III

Talgfettsäure mit einer Säurezahl von 200-210, einer Jodzahl von 45-55 und einer C-Kettenverteilung von

< C-16	ca. 4%
C-16	ca. 26%
C-16'	ca. 2%
C-17	ca. 3%
C-18	ca. 17%
C-18'	ca. 41%
C-18''	<4%
<C-18	ca. 2%

Quaterniert wurde mit Dimethylsulfat.
Komponente A: TEA: Fettsäure I: 1 : 2
Komponente B: TEA: Fettsäure I: 1 : 1,6
Komponente C: TEA: Fettsäure II: 1 : 2
Komponente D: TEA: Fettsäure II: 1 : 1,6
Komponente E: TEA: Fettsäure III: 1 : 2
Komponente F: TEA: Fettsäure III: 1 : 1,6.

Die Herstellung der Weichspülmittel erfolgt durch Emulgieren oder Dispergieren der jeweiligen Einzelkomponenten in Wasser. Hierbei können die auf diesem Gebiet üblichen Verfahrensweisen angewendet werden.

Üblicherweise geht man dabei so vor, daß das bis auf ca. 10°C unterhalb des Klarschmelzpunktes der Weichmacher vorgewärmte Wasser vorgelegt wird, unter gutem Rühren erst die Farbstofflösung, dann die gegebenenfalls erfor derliche Antischaumemulsion und schließlich die klare Schmelze der einzelnen Weichmacher nacheinander eindispergiert wird. Nach Zugabe einer Teilmenge einer Elektrolytlösung wird Parfümöl zudosiert, nachfolgend die restliche Menge Elektrolytlösung, und danach läßt man unter Rühren auf Raumtemperatur ab kühlen. Die erfindungsgemäßen Weichspülmittel können dabei die angebene nen Komponenten innerhalb der auf diesem Gebiet üblichen Grenzen enthal ten, wie beispielsweise 15-22 Gew.-% der Verbindungen der allgemeinen For mel (I); 2-5 Gew.-% eines Lösungsmittels wie insbesondere Isopropanol, Ethanol, Propylenglykol, Dipropylenglykol; 0,5-1,5 Gew.-% eines Alka li- und/oder Erdalkalisalzes; 0,5-1,5 Gew.-% Parfümöl und den Rest zu 100 Gew.-% (ad 100) Wasser.

Wie die zum bekannten Stand der Technik gehörenden Weichspülmittel werden die erfindungsgemäßen Weichspüler im Anschluß an den eigentlichen Waschvorgang im letzten Spülgang zugegeben. Die Anwendungskonzentration liegt nach dem Verdünnen mit Wasser je nach Anwendungsgebiet im Bereich von 0,1-10 g Weichspülmittel pro Liter Behandlungsflotte.

Bestimmung des Rücknetzvermögens

In Anlehnung an die DIN 53924 wird das Testgewebe (ca. 3 kg Baumwoll köpergewebe, 100% Baumwolle; Lieferant: WFK-Testgewebe GmbH, Krefeld) zweimal mit je 100 g Testwaschmittel und anschließend ohne Waschmittel ge waschen (jeweils 95°C-Programm mit Vorwäsche). Das Testgewebe wird einen Tag bei Raumtemperatur zum Trocknen aufgehängt. Nach dem Trock nen werden Teststreifen von ca. 25 cm Länge und 1,5 cm Breite geschnitten. Es ist darauf zu achten, daß alle Teststreifen einer Prüfserie den gleichen Fadenverlauf aufweisen.

Die Teststreifen werden mit einem Kugelschreiber markiert. An beiden Enden der Teststreifen werden Löcher gestanzt; dabei soll ein ca. 5 cm starker Ge weberand erhalten bleiben.

In den Bechergläsern wird die entsprechende Menge demineralisiertes Wasser vorgelegt und 0,025%, bezogen auf den Feststoffgehalt, des zu testenden Produkts eingerührt. Ein Blindversuch wird so durchgeführt, indem deminerali siertes Wasser im Tauchbad vorgelegt wird.

In diese Flotten werden jeweils 10 Teststreifen gegeben, 5 min bei ca. 50 Upm mit Hilfe eines Magnetrührers gerührt und anschließend 5 min ohne Rühren darin belassen. Anschließend werden die Teststreifen 24 h bei Raumtempera tur hängend getrocknet. Nach dieser Zeit wird mit einem wasserlöslichen Filz stift auf der glatten Seite eines jeden Streifens ein Strich parallel zu den langen Außenkanten gezogen.

Die so behandelten Teststreifen (Blindwert + Testprodukt(e)) werden nun an der Eintauchvorrichtung befestigt. Dabei ist zu beachten, daß keine Dehnung der Streifen auftritt. Die Eintauchvorrichtung mit den Streifen wird in die zu einer Höhe von 8 cm mit demineralisiertem Wasser (entspricht etwa 10 l) ge füllte Wanne gestellt und dort 5 min belassen. 10 min nach dem Entfernen der Eintauchvorrichtung aus der Wanne wird die Steighöhe des Wassers, die an der verlaufenden Filzstiftfarbe zu erkennen ist, in mm bestimmt. Es ist darauf zu achten, daß die untere Lochkante mit der oberen Seite direkt an dem (Aufhänge)Haken anliegt, um Ablesefehler zu vermeiden. Das demineralisierte Wasser muß nach jedem Versuch erneuert werden.

Auswertung

Erfahrungsgemäß können bei dieser Methode leichte Streuungen auftreten, die bei der Berechnung durch Angabe der Standardabweichung zu berücksichtigen sind.

Berechnung

BW: Steighöhe des Wassers (Farbstoffes) in mm der Blindproben im arithmeti schen Mittel
A: Steighöhe des Wassers (Farbstoffes) in mm der Proben eines Weichspü lers im arithmetischen Mittel

Durchführung des Grifftests

3 kg des Testgewebes (Gewebe "Duosoft", 100% Baumwolle; Lieferant: Fa. Vossen) werden zweimal mit je 100 g Testwaschmittel und anschließend zwei mal ohne Waschmittel gewaschen (jeweils 95°C-Programm mit Vorwäsche, Dauer ca. 2 h); Schleuderdrehzahl: 1200 Upm.

Durch eine fest vorgegebene Flottengröße von 15 l (Miele W 719) ergibt sich ein Flottenverhältnis von 1 : 5. Nach der Wäsche wird das Testgewebe einen Tag bei Raumtemperatur zum Trocknen aufgehängt und anschließend bis zur Bearbeitung bei Raumtemperatur gelagert.

Zum Tauchen des Gewebes werden in den Bechergläsern die errechneten Mengen des Weichspülmittels mit 15-20°C vorgelegt und mit Leitungswasser von ca. 9°dH und 15-20°C auf 2 l aufgefüllt. Anschließend wird auf dem Magnetrührer solange gerührt, bis man homogene Dispersionen bzw. Lösun gen vorliegen hat.

Ein Blindversuch wird durchgeführt, indem reines Leitungswasser im Tauchbad vorgelegt wird. Pro Spülbad wird 1 Stück Testgewebe getaucht. Nach 10 min wird das Gewebe aus dem Spülbad genommen, leicht ausgewrungen, dreimal leicht ausgeschüttelt und 48 h bei Raumtemperatur einlagig hängend getrock net.

Das so behandelte Testgewebe wird in 10 gleichgroße Stücke (ca. 16×25 cm) geschnitten. Jede Testperson erhält für die Beurteilung ein neues Teststück. Es muß verhindert werden, daß nach einigen Griffversuchen die Teststücke "weichgegriffen" sind.

Die mit unterschiedlichen Weichspülern behandelten Testgewebe werden nun paarweise verglichen. Als Bewertung können die Testpersonen ganze Punkte zwischen 0 und 5 verteilen, wobei 0 Punkt schlecht (hart) und 5 Punkte gut (weich) bedeuten.

Auswertung

Die Differenzen zwischen den einzelnen Paaren werden jeweils in die zweite Spalte (Differenzpunkte) eingetragen.

Dann ist die Differenz dem besser beurteilten Produkt zuzuteilen. Je mehr Differenzpunkte ein Produkt enthält, umso besser ist sein Weichgriff.

Beispiele

Nach diesem Verfahren (Batch-Verfahren) werden aus den genannten Kompo nenten Dispersionen hergestellt:

Beispiel 2

22.0 g	Komponente A
0.60 g	Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0.20 g	Entschäumungsmittel (SAG 220 der Fa. OSI)
0.80 g	Parfümöl Fragrance®(D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
0.20 g	CaCl₂
ad 100	Wasser, 9°dH

Beispiel 2

19.2 g	Komponente B
0.60 g	Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0.20 g	Entschäumungsmittel (SAG 220 der Fa. OSI)
0.80 g	Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
0.20 g	CaCl₂
ad 100	Wasser, 9°dH

Beispiel 3

22.0 g	Komponente C
0.60 g	Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0.20 g	Entschäumungsmittel (SAG 220 der Fa. OSI)
0.80 g	Parfümöl Fragrance®(D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
0.20 g	CaCl₂
ad 100	Wasser, 9°dH

Beispiel 4

19.2 g	Komponente D
0.60 g	Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0.20 g	Entschäumungsmittel (SAG 220 der Fa. OSI)
0.80 g	Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
0.20 g	CaCl₂
ad 100	Wasser, 9°dH

Vergleichsbeispiele Beispiel 5 Beispiel 5

22.0 g	Komponente E
0.60 g	Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0.20 g	Entschäumungsmittel (SAG 220 der Fa. OSI)
0.80 g	Parfümöl Fragrance®(D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
0.20 g	CaCl₂
ad 100	Wasser, 9°dH

Beispiel 6

19.2 g	Komponente F
0.60 g	Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0.20 g	Entschäumungsmittel (SAG 220 der Fa. OSI)
0.80 g	Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
0.20 g	CaCl₂
ad 100	Wasser, 9°dH

Ergebnisse

Tabelle 1

Tabelle 2

Claims

1. Wäßrige Weichspülmittel, enthaltend mindestens eine der Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
worin R der Rest einer Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und Jodzahlen im Bereich von 15-25 ist und
a = 1, 2, 3 sein kann.

2. Wäßrige Weichspülmittel gemäß Anspruch 1, worin das Verhältnis von Triethanolamin : Fettsäure = 1 : 1,6 bis 1 : 2 ist.

3. Wäßrige Weichspülmittel gemäß Anspruch 1, worin R der Rest einer Talgfettsäure oder Palmfettsäure mit Jodzahlen von 15 bis 20 ist.