DE19855366A1 - Niedrigkonzentrierte, hochviskose wäßrige Weichspülmittel - Google Patents
Niedrigkonzentrierte, hochviskose wäßrige WeichspülmittelInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft niedrigkonzentrierte, hochviskose wässrige Wäscheweichspülmittel-Dispersionen auf Basis von quaternären Triethanolaminfettsäureestern mit einem definierten Verhältnis von Triethanolamin zu Fettsäure, wobei die Fettkomponente einen bestimmten Sättigungsgrad aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft niedrigkonzentrierte, hochviskose wässrige
Weichspülmittel für Gewebe in Form von wässrigen Emulsionen oder Disper
sionen.
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, 4 073 735,
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-C14-18-acyloxyethyl), N-beta
hydroxyethyl-ammonium-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 Surfactants GmbH) vertrieben werden.
Diese sogenannten Esterquats haben die bisherigen Rohstoffe Distearyl
dimethylammoniumchlorid (DSDMAC) und Imidazoliniumquats innerhalb
Europas fast überall ersetzt. Die Verbraucheranforderungen an diese Mittel
schwanken jedoch innerhalb dieses Marktes erheblich.
In Nord- und Mitteleuropa setzten sich in dieser Zeit die Konzentrate mit
Gehalten an Esterquats von 18-20% und einer niedrigen Viskosität von etwa
50-200 mPa.s durch, während die Konsumenten in Süd- und Osteuropa nach
wie vor niedrige Konzentrationen von 3 bis 10 Gew.-%, insbesondere 4 bis 5
Gew.-%, bevorzugen.
Nachteilig wird von den Verbrauchern bei den Formulierungen mit den
niedrigen Konzentrationen die geringe Viskosität und damit deren Konsistenz
kritisiert. Es wird, in Anlehnung an die vormalig verwendeten Rohstoffe, eine
deutlich höhere Viskosität erwünscht, um diesen Produkten ein cremiges,
pflegendes Erscheinungsbild zu geben.
Die gewünschten beziehungsweise erforderlichen Viskositäten dieser Produkte
zur Erzielung des gewünschten Effekts liegt im Bereich von etwa 500 mPa.s
oder vorzugsweise darüber. Diese Größenordnung war mit den traditionell
eingesetzten Wäscheweichrohstoffen (u. a. DSDMAC) problemlos erreichbar,
ohne daß zusätzliche Viskositätsregulatoren notwendig waren. Bei den
Esterquats ist es aufgrund des andersartigen Viskositätsverhalten dieser
Rohstoffe schwierig geworden, die gewünschten hohen Viskositäten ohne
zusätzliche hochpreisige Verdickungsmittel zu erreichen.
Die Nachteile bei der Verwendung von teuren Verdickungsmitteln sind daher
einmal höhere Rohstoffkosten und, durch das zusätzliche Einrühren und
Quellen der Verdickungsmittel, deutlich verlängerte Produktionszeiten.
Es wurde bereits versucht, die bei der Herstellung der Esterquats, auf Basis
von Alkanolaminen und Fettsäuren, standardmäßig eingesetzten teilhydrierte
Fettsäuren gegen vollhydrierte Fettsäure auszutauschen. Dadurch sollte
erfahrungsgemäß eine deutlich höhere Viskosität resultieren. Dies war jedoch
nicht in dem gewünschten Maße der Fall.
Um so erstaunlicher war es, daß die erfindungsgemäße Qualität ein unerwartet
positives Viskositätsverhalten aufweist, welches es möglich macht, die
gewünschte hohe Viskosität ohne weitere Zusätze zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung war es, die obengenannten Nachteile herkömmlicher,
niedrigkonzentrierter Weichspülformulierungen zu überwinden und Wäsche
weichspülmittel bereitzustellen, die neben guter biologischer Abbaubarkeit ein
wesentlich verbessertes Niveau von gutem weichem Griff unter Beibehaltung
eines guten Rücknetzvermögens aufweisen und ohne den Zusatz von
Verdickungsmitteln Viskositäten von < 500 mPa.s erreichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch Verwendung von quartären Fettsäure-Amin
alkohol-Estern aus Triethanolamin mit teilhydrierten Fettsäuren im Verhältnis
von 1 : 1,6 bis 1 : 2 in Alkoholen bzw. Glykolen.
Unter Verwendung an sich bekannter Verfahren (Batch- bzw. Kontiverfahren)
können mit diesen Produkten stabile niedrigviskose Weichspülmittel-Dispersi
onen mit cremigem Erscheinungsbild hergestellt werden.
Gegenstand der Erfindung sind daher niedrigkonzentrierte hochviskose
wäßrige Weichspülmittel, enthaltend 3 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 5
Gew.-% 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 mit der Maßgabe, daß
das Verhältnis von OH-Gruppen zu dem Rest R = 1 : 1,6 bis 1 : 2 beträgt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
niedrigkonzentrierten hochviskosen Weichspülformulierungen, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
in auf Temperaturen zwischen 28°C und 45°C vorgewärmtes Wasser,
gegebenenfalls unter Mitverwendung von Lösungsmitteln, Farbstoffen und
Parfümölen, eingetragen und dispergiert werden.
Die erfindungsgemäß mitverwendeten quartären Verbindungen der allge
meinen Formel (I) 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 Kohlen
stoffatomen, 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.
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise so verfahren, daß der Ester, gegebenen
falls unter Mitverwendung eines Lösungsmittels, vorzugsweise mit insbeson
dere Isopropanol, Ethanol, 1,2-Propylenglykol und/oder Dipropylenglykol, bei
60-90°C mit äquimolaren 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:
Talgfettsäure mit einer Säurezahl von 202-208, einer Jodzahl von 36-44 und
einer C-Kettenverteilung von
<C 16 | ca. 2% |
C 16 | ca. 25% |
C 16' | ca. 2% (' einfach ungesättigt) |
C 17 | ca. 2% |
C 18 | ca. 28% |
C 18' | ca. 37% |
C 18" | ca. 3% (" zweifach ungesättigt) |
<C 18 | ca. 2% |
Palmfettsäure mit einer Säurezahl von 205-212, einer Jodzahl von 30-40 und
einer C-Kettenverteilung von
<C 16 | ca. 2% |
C 16 | ca. 46% |
C 16' | ca. 1% |
C 17 | - |
C 18 | ca. 13% |
C 18' | ca. 36% |
C 18" | ca. 2% |
<C 18 | ca. 1% |
Talgfettsäure mit einer Säurezahl von 202-208, einer Jodzahl von 15-25 und
einer C-Kettenverteilung von
<C 16 | ca. 2% |
C 16 | ca. 30% |
C 16' | - |
C 17 | - |
C 18 | ca. 47% |
C 18' | ca. 17% |
C 18" | ca. 1% |
<C 18 | ca. 2% |
Quaterniert wurde mit Dimethylsulfat (Formel I: R = CH3, A- = CH3SO4 -)
Komponente A: [TEA: FS I = 1 : 2]+A-
Komponente B: [TEA: FS I = 1 : 1,77]+A-
Komponente C: [TEA: FS II = 1 : 2]+A-
Komponente D: [TEA: FS II = 1 : 1,6]+A-
Komponente E: [TEA: FS III = 1 : 2]+A-
Komponente F: [TEA: FS III = 1 : 1,85]+A-
Komponente B: [TEA: FS I = 1 : 1,77]+A-
Komponente C: [TEA: FS II = 1 : 2]+A-
Komponente D: [TEA: FS II = 1 : 1,6]+A-
Komponente E: [TEA: FS III = 1 : 2]+A-
Komponente F: [TEA: FS III = 1 : 1,85]+A-
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 so vor, daß das auf Wassertemperaturen zwischen
28°C und 45°C vorgewärmte Wasser vorgelegt wird, unter gutem Rühren erst
die Farbstofflösung, dann die gegebenenfalls erforderliche
Antischaumemulsion und schließlich die Schmelze der einzelnen Weichmacher
nacheinander eindispergiert wird. Danach wird Parfümöl zudosiert und man
läßt unter Rühren auf Raumtemperatur abkühlen. Die erfindungsgemäßen
Weichspülmittel können dabei die angebenen Komponenten innerhalb der
auf diesem Gebiet gewünschten Grenzen enthalten, wie beispielsweise 3 bis
10 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 5 Gew.-% der Verbindungen der allgemeinen For
mel (I); 0,2-2 Gew.-% eines Lösungsmittels wie insbesondere Isopropanol,
Ethanol, Propylenglykol, Dipropylenglykol; 0,1-1,0 Gew.-% Parfümöl und den
Rest zu 100 Gew.-% (ad 100) Wasser.
Man kann grundsätzlich davon ausgehen, daß die Viskosität um so höher wird,
je niedriger die Wassertemperatur eingesetzt wird.
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 0,1-1,0 g mindestens einer der Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
pro Nachspülgang.
Nach diesem Verfahren (Batch-Verfahren) werden aus den genannten Kompo
nenten Dispersionen hergestellt:
5,5 g Komponente A
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 40°C
Viskosität bei 20°C: ~50 mPa.s
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 40°C
Viskosität bei 20°C: ~50 mPa.s
5,5 g Komponente B
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN®) Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 30°C
Viskosität bei 20°C: ~50 mPa.s
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN®) Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 30°C
Viskosität bei 20°C: ~50 mPa.s
5,5 g Komponente C
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 45°C
Viskosität bei 20°C: ~80 mPa.s
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 45°C
Viskosität bei 20°C: ~80 mPa.s
5,5 g Komponente D
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 30°C
Viskosität bei 20°C: ~150 mPa.s
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 30°C
Viskosität bei 20°C: ~150 mPa.s
5,5 g Komponente E
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 45°C
Viskosität bei 20°C: ~750 mpa.s
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 45°C
Viskosität bei 20°C: ~750 mpa.s
5,5 g Komponente E
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 35°C
Viskosität bei 20°C: ~1000 mpa.s
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 35°C
Viskosität bei 20°C: ~1000 mpa.s
5,5 g Komponente F
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 35°C
Viskosität bei 20°C: ~300 mPa.s
0,20 g Farbstoff (1%ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)
0,20 g Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)
ad 100 Wasser, 9°dH, 35°C
Viskosität bei 20°C: ~300 mPa.s
Claims (3)
1. Niedrigkonzentrierte, hochviskose wässrige Weichspülmittel, enthaltend
3 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 5 Gew.-% 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 mit der Maßgabe, daß das Verhältnis von OH-Gruppen zu dem Rest R = 1 : 1, 6 bis 1 : 2 beträgt.
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 mit der Maßgabe, daß das Verhältnis von OH-Gruppen zu dem Rest R = 1 : 1, 6 bis 1 : 2 beträgt.
2. Niedrigkonzentrierte, hochviskose wässrige Weichspülmittel gemäß
Anspruch 1, worin R der Rest einer Talgfettsäure oder Palmfettsäure mit
Jodzahlen von 15 bis 20 ist.
3. Verfahren zur Herstellung von niedrigkonzentrierten hochviskosen Weich
spülformulierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der
allgemeinen Formel (I) in auf Temperaturen zwischen 28°C und 45°C vor
gewärmtes Wasser, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Lösungs
mitteln, Farbstoffen und Parfümölen, eingetragen und dispergiert werden.
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Owner name: GOLDSCHMIDT REWO GMBH & CO. KG, 36396 STEINAU, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |