DE19818983A1 - Verwendung von ausgewählten Polydiorganosiloxanen in Weichspülmittelzusammensetzungen - Google Patents

Verwendung von ausgewählten Polydiorganosiloxanen in Weichspülmittelzusammensetzungen

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DE19818983A1
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Monika Schaumann
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    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von ausgewählten Polydiorganosiloxanen in Weichspülmittelzusammensetzungen sowie diese Polydiorganosiloxane enthaltende Weichspülmittelzusammensetzungen.
Weichspülmittelzusammensetzungen, die beim Waschen von Haushaltswäsche dem Spül­ wasser zugegeben werden können, sind als "Weichspüler" allgemein bekannt. Solche Zu­ sammensetzungen enthalten normalerweise als Aktivsubstanz eine wasserunlösliche, mindestens einen längerkettigen Alkyl/Alkenyl-Rest aufweisende quaternäre Ammonium­ verbindung, die in kommerziell erhältlichen Weichspülmittelzusammensetzungen gewöhnlich in Form von wäßrigen Dispersionen vorliegen. Neben diesen Aktivsubstanzen gibt es auch noch die sogenannten "Esterquats", das sind quaternäre Ammoniumverbindungen, die min­ destens eine durch Carboxygruppen unterbrochene langkettige hydrophobe Alkyl- oder Alkenylgruppe aufweisen. Sie sind beispielsweise in der EP-A-0,239,910 oder der WO 95/24460 beschrieben.
Die oben erwähnten quaternären Ammoniumverbindungen in Weichspülmittelzusammen­ setzungen, die dem behandelten Textilgut einen guten Weichgriff verleihen, haben den Nachteil, daß sie in der Regel die Wasseraufnahmefähigkeit der mit dem Weichspüler behandelten Textilgewebe, insbesondere Baumwollgewebe, verringern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, einen Zusatz für Weichspül­ mittelzusammensetzungen zu finden, der die Wiederbenetzbarkeit (Wasseraufnahme­ fähigkeit) der behandelten Textilwaren verbessert und gleichzeitig die übrigen positiven Eigenschaften, insbesondere den Weichgriff der behandelten Ware nicht beeinträchtigt.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß gewisse Polysiloxane diese Voraussetzungen erfüllen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung von Zusammen­ setzungen, enthaltend
  • (a) als Aktivsubstanz eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
    worin
    R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C5-Alkyl;
    A einen C8-C20-Fettsäurerest; den Rest der Formel
    oder den Rest der Formel
    B C1-C5-Alkyl; einen C8-C20-Fettsäurerest; den Rest der Formel (Ia) oder den Rest der Formel (Ib);
    R3, R4 und R5 unabhängig voneinander einen C8-C20-Fettsäurerest;
    X ein für Weichmacher kompatibles Anion;
    und
    m, n und o eine Zahl von 0 bis 5;
    bedeuten; und
  • (b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxyl­ gruppen;
    als Weichspülmittel für textile Fasermaterialien.
In Formel (1) bedeutet
X vorzugsweise ein Halogenatom; -CH3SO4⁻; C2H5SO4⁻; oder NO3⁻.
C1-C5-Alkyl sind geradkettige oder verzweigte Alkylreste wie z. B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek.Butyl, tert.Butyl, oder Amyl.
C8-C20-Fettsäurereste leiten sich von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren ab, wie z. B. der Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin- Stearin-, Dodecyl-; Pentadecyl-; Hexadecyl- oder Oleylsäure; bzw. der Decen-, Dodecen-, Tetradecen-, Hexadecen-, Öl-, Linol-, Linolen-, Rizinolsäure, der Kokosfettsäure, oder vorzugsweise der Talgfettsäure ab.
Vorzugsweise kommen quaternäre Ammoniumverbindungen der Formel (1) in Betracht, worin
R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C5-Alkyl; und
A und B einen C8-C20-Fettsäurerest; insbesondere den aliphatischen Rest der Talgfettsäure;
bedeuten; oder
A und B unabhängig voneinander den Rest der Formel (1a) oder (1b) bedeuten.
Insbesondere werden erfindungsgemäß quaternäre Ammoniumverbindungen der Formel (1) eingesetzt, worin
A und B den Rest der Formel (1b) bedeuten.
Ganz besonders bevorzugt sind quaternäre Ammoniumverbindungen der Formel
worin
R1 und R2 C1-C5-Alkyl;
R7 den aliphatischen Rest der Talgfettsäure und
X2⁻ ein Halogenatom;
bedeuten.
Weiterhin sind quaternäre Ammoniumverbindungen der Formel
bevorzugt, worin
R1, R2 und B C1-C5-Alkyl; und
R6 den aliphatischen Rest der Talgfettsäure; und
X3⁻ ein Halogenatom;
bedeuten.
Beispielhafte Vertreter der Verbindungen der Formel (1) sind
worin
R den aliphatischen Rest der Talgfettsäure, insbesondere ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische C17-Reste bedeutet.
Die Polydiorganosiloxane sind lineare oder praktisch lineare Siloxanpolymere mit endstän­ digen siliciumgebundenen Hydroxylresten. Derartige Polydiorganosiloxane verfügen über etwa 2, insbesondere etwa 1,9 bis 2, organische Reste pro Siliciumatom, und sie können nach bekannten Verfahren hergestellt werden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten. Polydiorganosiloxane haben ein Molekulargewicht von mindestens 750, wobei mindestens 50% der organischen Reste im Polydiorganosiloxan Methylreste sind und alle sonstigen vorhandenen organischen Reste einwertige Kohlenwas­ serstoffe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen.
Als einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen kommen dabei bei­ spielsweise Alkyl- oder Cycloalkylreste, wie Ethyl, Propyl, Butyl, n-Octyl, Tetradecyl, Octa­ decyl oder Cyclohexyl, Alkenylreste, wie Vinyl oder Allyl, und Aryl- oder Aralkylreste wie Phenyl oder Tolyl, in Betracht.
Vorzugsweise besitzen die Polydiorganosiloxane ein Molekulargewicht von 20000 bis 90000.
Die bevorzugt eingesetzten Polydiorganosiloxane entsprechen der Formel
p 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 800 bedeutet.
Die Bestimmung der durchschnittlichen Anzahl der Hydroxylgruppen pro Siliciumatom kann auf folgendem Weg erfolgen: man ermittelt über 29Si-NMR-Spektroskopie das Verhältnis der Anzahl derjenigen Siliciumatome, an die die Hydroxylgruppen, ggf. z. T. über Alkylenbrücken, gebunden sind, zur Anzahl derjenigen Siliciumatome, an die keine OH-Gruppen oder OH-Gruppen enthaltende Reste gebunden sind.
Geeignete Verbindungen sind z. B. in der DE-AS-24 59 936 beschrieben.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polydiorganosiloxane werden bei der Herstellung der Weichspülmittel bevorzugt in Form von wäßrigen Emulsionen eingesetzt. Diese Emulsionen können folgendermaßen hergestellt werden: das Polydiorganosiloxan wird unter Anwen­ dung von Scherkräften, z. B. mittels einer Kolloidmühle, in Wasser unter Verwendung eines oder mehrerer Dispergatoren emulgiert. Geeignete Dispergatoren sind dem Fachmann be­ kannt, z. B. können ethoxylierte Alkohole oder Polyvinylalkohol verwendet werden. Der oder die Dispergatoren werden in üblichen, dem Fachmann bekannten Mengen eingesetzt und können vor der Emulgierung entweder dem Polysiloxan oder dem Wasser zugesetzt werden. Gegebenenfalls kann bzw. muß der Emulgiervorgang bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden.
Gegebenenfalls können die Polydiorganosiloxandispersionen zusätzlich dispergierte Poly­ alkylenwachse enthalten. Als Polyalkylenwachse kommen z. B. oxidierte Polyethylenwachse in Frage.
Die Herstellung von Dispersionen, welche Polysiloxan und ein solches Wachs enthalten, kann erfolgen, indem man eine Dispersion eines Polysiloxans nach der oben beschriebenen Methode anfertigt, und dann mit einer separat hergestellten Dispersion eines oxidierten Polyethylenwachses vereinigt.
Geeignete Wachsdispersionen sind auf dem Markt erhältlich. In den genannten Dis­ persionen kann das Gewichtsverhältnis Polysiloxan zu Wachs je nach gewünschten Effekten in weiten Bereichen variiert werden.
Als textile Fasermaterialien, die mit der erfindungsgemäßen Weichspülmittelzusam­ mensetzung behandelt werden können, kommen z. B. Materialien aus Seide, Wolle, Poly­ amid oder Polyurethanen, und insbesondere cellulosehaltige Fasermaterialien aller Art in Betracht. Solche Fasermaterialien sind beispielsweise die natürliche Cellulosefaser, wie Baumwolle, Leinen, Jute und Hanf, sowie Zellstoff und regenerierte Cellulose. Bevorzugt sind textile Fasermaterialien aus Baumwolle. Die erfindungsgemäßen Weichspülmittel­ zusammensetzungen eignen sich auch für hydroxylgruppenhaltige Fasern, die in Mischge­ weben enthalten sind, z. B. Gemische aus Baumwolle mit Polyesterfasern oder Polyamid­ fasern.
Einen weiteren Erfindungsgegenstand bildet eine Weichspülmittelzusammensetzung, enthaltend
  • (a) eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
    worin
    R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C5-Alkyl;
    A einen C8-C20-Fettsäurerest; einen Rest der Formel
    oder einen Rest der Formel
    B C1-C5-Alkyl; einen C8-C20-Fettsäurerest; einen Rest der Formel (1a) oder einen Rest der Formel (1b);
    R3 R4 und R5 unabhängig voneinander einen C8-C20-Fettsäurerest;
    X ein für Weichmacher kompatibles Anion;
    und
    m, n und o eine Zahl von 0 bis 5;
    bedeuten;
    und
  • (b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxylgruppen.
Die erfindungsgemäße Weichspülmittelzusammensetzung enthält vorzugsweise 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% der Komponente (a) und 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,02 bis 1 Gew.-% der Komponente (b).
Die erfindungsgemäße Weichspülmittelzusammensetzung kann auch die für handels­ übliche Weichspülmittel üblichen Zusätze enthalten, wie Alkohole, wie z. B. Ethanol, n-Pro­ panol, i-Propanol, mehrwertige Alkohole, wie z. B. Glycerin und Propylenglykol; amphotere und nichtionische Tenside, wie z. B. Carboxylderivate des Imidazols, oxethylierte Fettalko­ hole, hydriertes und ethoxyliertes Rizinusöl, Alkylpolyglycoside, beispielsweise Decyl­ polyglucose und Dodecylpolyglucose, Fettalkohole, Fettsäureester, Fettsäuren, ethoxylierte Fettsäureglyceride oder Fettsäurepartialglyceride; weiterhin anorganische oder organische Salze, wie z. B. wasserlösliche Kalium-, Natrium- oder Magnesiumsalze, nichtwäßrige Lösungsmittel, pH-Puffer, Parfüme, Farbstoffe, Hydrotropiermittel, Antischaummittel, Antiredepositionsmittel, polymere oder andere Verdickungsmittel, Enzyme, optische Aufheller, Anti-Einlaufmittel, Anti-Fleckenmittel, Germicide, Fungizide, Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren und Faltenfreimittel.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Weichspülmittelzusammensetzung erfolgt gewöhn­ lich so, daß man zunächst die Aktivsubstanz, d. h. die quaternäre Ammoniumverbindung der Formel (1) in geschmolzenem Zustand in Wasser einrührt, anschließend gegebenenfalls weitere gewünschte Zusätze hinzufügt und nach Abkühlen zum Schluß die Polydiorganosiloxanemulsion hinzugibt.
Die erfindungsgemäßen Weichspülmittelzusammensetzungen verleihen dem behandelten Textilgut einen weichen Griff sowie gute statische Eigenschaften und sind biologisch gut abbaubar. Ganz besonders zeichnen sich die mit der erfindungsgemäßen Weichspülmittel­ zusammensetzung behandelten Fasermaterialien durch eine gute Wiederbenetzbarkeit aus.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäß eingesetzten Polydiorgano­ siloxane die Viskosität und die Lagerstabilität der Weichspülmittelzusammensetzungen ohne den Zusatz sonstiger Hilfsmittel günstig beeinflussen, so daß Handhabbarkeit und Lagereigenschaften deutlich verbessert werden können.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung, ohne sie darauf zu beschränken.
Beispiel 1 Herstellung einer erfindungsgemäßen Weichspülmittelzusammensetzung, enthaltend eine quaternäre Ammoniumverbindung als Aktivsubstanz
Es werden die in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen nach folgender Vorschrift hergestellt:
80% des Wassers werden vorgelegt und auf 55 bis 60°C erhitzt. Unter Rühren erfolgt die Zugabe eines handelsüblichen Dispergators. Dann wird die geschmolzene quaternäre Ammoniumverbindung der Formel (101) hinzugegeben und bis zur vollständigen Disper­ gierung und Homogenisierung gerührt. Danach wird die Heizung abgestellt. Die Restmenge Wasser wird mit dem Salz gemischt und unter Rühren in zwei Schritten zu dem Ansatz gegeben. Es wird 30 Minuten gerührt, danach wird der Ansatz unter weiterem Rühren abgekühlt. Das Parfümöl wird bei einer Temperatur < 30°C zudosiert. Am Schluß wird die Polydimethylsiloxan-Emulsion zugegeben.
Die Polydimethylsiloxan-Emulsion hat etwa folgende Zusammensetzung:
12,5 Gew.-% α,ω-Dihydroxydimethylpolysiloxan
12,5 Gew.-% Polyethylenwachs
1,0 Gew.-% Fettalkoholethoxylat (C16-C18, gesättigt)
1,0 Gew.-% Stearylamin-octa-ethoxylat und
73,0 Gew.-% Wasser
Beispiel 2 Test auf Saugfähigkeit gem. DIN 53924 Testgewebe
Gebleichte Baumwollgewebe von 250 mm Länge und 30 mm (±2 mm) Breite, vorbehandelt gemäß IEC 456.
Waschen
Die Gewebe werden bei einem Flottenverhältnis von 1 : 6 15 Minuten bei 40°C im Linitest (= Laborwaschmaschine mit Bechern im Wasserbad) gewaschen. Anschließend werden sie per Hand mit Leitungswasser gespült. Nach leichter Wasserextraktion werden die Gewebe wie folgt ausgerüstet:
Die Baumwollgewebe werden in kaltem Wasser bei einem Flottenverhältnis von 1 : 6 (6 Ge­ wichtsteile Ausrüstungsflotte auf 1 Gewichtsteil Trockenwäsche) 5 Minuten bei 20°C im Linitest behandelt. Die Konzentrationen der Weichspülmittelzusammensetzungen aus Beispiel 1 werden so gewählt, daß 35 g Weichspülmittel auf 1 kg Trockenwäsche ein­ gesetzt werden. Das Textilgut wird nach der Behandlung entnommen und hängend getrocknet.
Die Zusammensetzungen werden nach DIN 53924 auf ihre Saugfähigkeit geprüft. Nach dieser Norm wird die Sauggeschwindigkeit bestimmt, das ist die Geschwindigkeit, mit der Wasser in textilen Flächengebilden durch Kapillarkräfte transportiert wird. Es wird nur die Geschwindigkeit des Wassertransports entgegen der Schwerkraft bestimmt. Als Maß gilt die Steighöhe [mm] innerhalb verschiedener Zeitabstände.
Die Testergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt:
Die in der Tabelle aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß die Saugfähigkeit der behandelten Textilien durch den Zusatz der Polydimethylsiloxan-Emulsion signifikant gesteigert werden kann.

Claims (14)

1. Zusammensetzung, enthaltend
  • (a) als Aktivsubstanz eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
    worin
    R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C5-Alkyl;
    A einen C8-C20-Fettsäurerest; den Rest der Formel
    oder den Rest der Formel
    B C1-C5-Alkyl; einen C8-C20-Fettsäurerest; den Rest der Formel (1a) oder den Rest der Formel (1b);
    R3 R4 und R5 unabhängig voneinander einen C8-C20-Fettsäurerest;
    X ein für Weichmacher kompatibles Anion;
    und
    m, n und o eine Zahl von 0 bis 5;
    bedeuten; und
  • (b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxyl­ gruppen;
    als Weichspülmittel für textile Fasermaterialien.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X ein Halogenatom; -CH3SO4⁻; -C2H5SO4⁻; oder -NO3⁻;
bedeutet.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Formel (1)
R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C5-Alkyl; und
A und B einen C8-C20-Fettsäurerest;
bedeuten.
4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Formel (1)
A und B unabhängig voneinander den Rest der Formel (1a) oder (1b) bedeuten.
5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß A und B den Rest der Formel (1b) bedeuten.
6. Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
entspricht, worin
R1 und R2 C1-C5-Alkyl;
R7 den aliphatischen Rest der Talgfettsäure und
X2⁻ ein Halogenatom;
bedeuten.
7. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
entspricht, worin
R1, R2 und B C1-C5-Alkyl; und
R6 den aliphatischen Rest der Talgfettsäure; und
X3⁻ ein Halogenatom;
bedeuten.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Poly­ diorganosiloxane ein Molekulargewicht von mindestens 750 aufweisen, wobei mindestens 50% der organischen Substituenten im Polydiorganosiloxan Methylreste sind und alle son­ stigen vorhandenen organischen Substituenten einwertige Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polydiorganosiloxane ein Molekulargewicht von 20000 bis 90000 haben.
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polydiorganosiloxane der Formel
entsprechen, worin
p 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 800 bedeutet.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polydiorganosiloxane als wäßrige Emulsion eingesetzt werden.
12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Polydiorganosiloxan­ emulsionen ein Polyethylenwachs in Form einer Emulsion enthalten.
13. Weichspülmittelzusammensetzung, enthaltend
  • (a) eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
    worin
    R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C5-Alkyl;
    A einen C8-C20-Fettsäurerest; einen Rest der Formel
    oder einen Rest der Formel
    B C1-C5-Alkyl; einen C8-C20-Fettsäurerest; einen Rest der Formel (1a) oder einen Rest der Formel (1b);
    R3, R4 und R5 unabhängig voneinander einen C8-C20-Fettsäurerest;
    X ein für Weichmacher kompatibles Anion;
    und
    m, n und o eine Zahl von 0 bis 5;
    bedeuten;
    und
  • (b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxylgruppen.
14. Weichspülmittelzusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie
1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% der Komponente (a) und 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,02 bis 1 Gew.-% der Komponente (b) enthält.
DE1998118983 1997-05-01 1998-04-28 Verwendung von ausgewählten Polydiorganosiloxanen in Weichspülmittelzusammensetzungen Withdrawn DE19818983A1 (de)

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