DE2246866A1

DE2246866A1 - Antistatisches weichmachungsmittel

Info

Publication number: DE2246866A1
Application number: DE19722246866
Authority: DE
Inventors: Mamoru Katsumi; Toshio Sato
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1971-09-23
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1973-03-29
Also published as: FR2153434B1; DE2246866B2; JPS4841095A; AU468515B2; GB1404494A; FR2153434A1; ES406891A1; CH544181A; US3850818A; DE2246866C3; AU4696072A; JPS5124638B2

Description

Anbisbabisch.es Weichmachungsmibbei

Die Erfindting beziehb sich auf ein Weichmaclmngsmibbei, das selbst bei hoher Konzenbrabion sbabil ist und den behandelben Texbilerzeugnissen ausgezeichnete antistatische Eigenschafben verleiht.

Zur Ausriisbung von Textilerzeugnissen sind häufig Weichmachungsmitbel benutzt worden. Sie werden in der Hauptsache zur Nachbehandlung von gewaschener Unterwäsche und Windeln verwendet, um den 'JCoxtilerzeugnissen eiHiweichen Griff zu erbeilen. Wichbige Eigenschaften, die von Weichmachungsmittein gefordert werden, sind folgende ,:

a) Sie sollen den behandelten Textilerzeugnissen einen Weichen Griff erteilen;

b) sie sollen den behandelten Textilerzeugnissen anbisbatische Eigenschafben verleihen;

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c) sie sollen die Hygroskopizität der behandelten Textilerzeugnisse nicht vermindern;

d) sie sollen selbst bei hoher Konzentration der Lösung des Veichmachungsmittels gegenüber möglichen Einflüssen der Umgebung ihre Stabilität und ihre geringe Viskosität behalten.

Unter diesen vier Eigenschaften ist die Forderung a) natürlich unerlässlich und am wichtigsten, aber die Eigenschaften b) bis d) sind ebenfalls für die Praxis von Bedeutung.

Es sind verschiedene Zusammensetzungen von Veichmaohungsmitteln bekannt. Die meisten von ihnen enthalten quaternär« Ammoniumsalze, die zwei langkettige Alkylgruppen als Hauptbestandteile aufweisen.

Weiterhin enthalten einige der bekannten Zusammensetzungen zusätzlich zu dem Hauptbestandteil noch ein nichtionisches, oberflächenaktives Mittel, wie ein Addukt eines Alkylphenols mit ithylenoxyd,sowie ein Lösungsmittel,¹ wie einen Alkohol oder Glycol, um die Beständigkeit der Lösung zu verbessern. Obwohl zufriedenstellende Weichmachungswirkungen bei Verwendung solcher bekannten Zusammensetzungen erreicht werden können, bleiben die Forderungen c) und d), insbesondere hinsichtlich der antistatischen Eigenschaften und der Beständigkeit ,nur unvollständig erfüllt.

In neuerer Zeit treten Kleidungsstücke aus synthetischen Fasern in immer größerem HaBe in Erscheinung. Im Vergleich mit Kl ei-

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dungsstücken aus natürlichen Fasern haben sie ernste Nachteile, da sie dazu neigen, sich mit statischer Elektrizität aufzuladen, was zu staubigen Kleidungsstücken führt, die am Körper dann haften und beim Aus- und Anziehen der Kleidungsstücke zur !Funkenbildung Veranlassung geben. Diese ernsthaften Nachteile von Kleidungsstücken aus synthetischen Fasern sind allgemein bekannt.

Beim Lagern von Lösungen des Weichmachungsmittels unter verschiedenen Klima- und Temperaturbedingungen ist eine Zunahme der Viskosität der Lösung oder eine Phasentrennung unerwünscht. Zusätzlich ist es erforderlich, daß das Weichmachungsmittel bei niedriger Temperatur in der Gegend des Gefrierpunktes nicht erstattet oder, wenn es doch einmal der Fall ist, seine Viskosität wiedergewinnt, wenn die Temperatur wieder auf Zimmertemperatur erhöht wird. Es scheint leicht, ein antistatisches Mittel in eine solehe Mischung einzuverleiben, um dieser antistatische Eigenschaften zu verleihen. Wenn jedoch ein bekanntes, übliches, antistatisches Mittel, wie Stearyltrimethylammoniumchlorid, zu einem Weichmachungsmittel zugesetzt wird, das ein quaternäres Ammoniumsalz mit zwei langkettigen Alkylgruppen als Hauptbestandteil enthält, wird die Beständigkeit der wässrigen Lösung beträchtlich vermindert, so daß sie unverwendbar wird, obwohl gewisse antistatische Wirkungen erreicht werden können. Eine brauchbare, beständige, wässrige Lösung lässt sich ebensowenig bei Verwendung eines langkettigen Alkylmethyldipolyoxyäthylenammoniumchlorids^ das 2 bis 15 Mole Äthylenoxyd enthält und das als antistatisches Mittel sehr bekannt ist, erzielen.

309813/1133 "

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Weichmachungsmittel, das eine ausgezeichnete Weichmacherwirkung besitzt und gleichzeitig selbst bei hoher Konzentration eine genügende Beständigkeit sowie eine ausgezeichnete antistatische Wirkung auf die behandelten Textilien ausübt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine antistatische Weichmachermischung, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt von 4 bis 1o Gew.-% eines quaternären Ammoniumsalzes, das durch folgende allgemeine Formel (I) wiedergegeben werden kann :

(D,

worin E. und R₂ eine Alkylgruppe mit 14 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten. E, und E^ bedeuten eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Benzylgruppe oder den Best -(C₂H^O) H, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 3 darstellt. X bedeutet Chlor, Brom oder die Gruppe C₂H₁-SO.. Das neue Mittel enthält ferner o,1 bis 5 Gew.-% eines A'thenoxy-quaternären Ammoniumsalzes, das durch die folgende allgemeine Formel (II) wiedergegeben werden kann :

(CH₂CH₂0)_mH

(CH₂CH₂O)_nH 309813/ir$3

(II)

In. dieser Formel bedeutet E₁- eine Alkylgruppe axt 1o bis 22 Kohlenstoffatomen. E^ bedeutet eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoff atomen oder eine Benzylgruppe. X bedeutet Chlor, Brom oder die Gruppe CoH₁-SO*. m und η bedeuten ganze Zahlen einschließlich 1 und einem Vielfachen davon. Dabei ist Bedingung, daß m und η den Vert von 2o bis 1oo ausmachen. Schließlich enthält das neue Kittel noch o,5 bis 15 Gew.-# eines oder mehrerer Zusatzstoffe, nämlich Alkohole mit 3 und weniger Kohlenstoffatomen, Glycole, Glyzerin, Sorbitol und Harnstoff.

Die bevorzugten Mischungen werden im folgenden im einzelnen beschrieben. Für die Gruppen E^ und Bg sind Alkylgruppenmit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen bevorzugt, für die Gruppen E, und E^ werden vorzugsweise Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Benzylgruppe eingesetzt. Die Gruppe Ej- enthalt vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoff atome, und die Summe der Werte m und η beträgt vorzugsweise 3o bis 7° · Bevorzugte Zusatzstoffe sind Bropylenglycol, Äthylenglycol und Glyzerin. Die bevorzugte Menge des iLthenoxy-quateraären Ammoniumsalzes der oben erwähnten allgemeinen formel (II) liegt bei 1,o bis 5»ο Gew.-%. Die bevorzugte Menge des Zusatzstoffes beträgt 3 his 8 Gew.-%. Das günstigste quaternäre Ammoniumsalz, das der oben genannten allgemeinen formel (I) entspricht, ist Distearyldimethylammoniumchlorid und zweifach hydriertes Xallowalkyldimethylammoniumchlorid. Obwohl die Ziele der vorliegenden Erfindung in genügender Weise unter Verwendung der obigen Masse ohne weitere Zusatzstoffe erreicht

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werden können, wird vorzugsweise eine geringe Menge eines anorganischen Salzes, wie Natriumchlorid, Natriumbromid oder Natriumsulfat, gewöhnlich in Mengen von o,o1 bis o,5 Gew.-%, der Hasse einverleibt, um die Beständigkeit der Mischung während längerer Zeitdauer zu sichern·

Die Erfindung wird vollständiger durch die folgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1 Dieses Beispiel zeigt die Wirkungen, die auf den Bestandteilen

der Hasse beruhen·

Von den in der folgenden Tabelle I angegebenen Mischungen entsprechen die Hassen A bis G der vorliegenden Erfindung, während die Mischungen H bis K Vergleichsbeispiele darstellen. Die in der Tabelle angegebenen Prozentwerte sind Gewiohtamengen, der Best besteht aus Wasser.

Die Viskosität, die antistatischen Eigenschaften und das Weichmachungsvermögen, das in Tabelle I angegeben ist, sind nach Verfahren gemessen, die weitar unten näher beschrieben sind* Ergebnisse der Messungen sind durch vier Zeichen nämlich Q, ^ und Z bezeichnet. Der (T)V bedeutet den besten Wert/"α. h. die geringste Viskosität. Die in der Tabelle angegebenen quafcernären Ammoniumsalze sind Verbindungen der allgemeinen FormelCI) und die ithenoxy-quaternären Salze sind ithenoxy-quaternäre Ammoniumsalze der allgemeinen Formel (II). Das Symbol "EO" bedeutet Äthyl enoxyd. 309813/1133 · * '^

OWOINAL INSPECTED

Messverfahren:
1. Viskosität

Die Masse wurde unmittelbar nach dem Vermischen bei Zimmertemperatur 6 Monate lang und dann 3 Monate lang bei 5o°C stehengelassen. Dann wurde sie bei -3o°C ausgefroren, bei Zimmertemperatur aufgetaut und nocheinmal ausgefroren. Dieses Verfahren wurde fünfmal wiederholt. Vier Beispiele jeder Masse wurden bei 3o°C mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen. Die Einheit der Zahlenwerte in den Tabellen bedeutet Zentipoises.

Antistatische Eigenschaften

Ein aus Polyesterfasern oder Acrylfasern hergestellter Probestreifen wurde in eine ο,Ι-oder o,3%ige Lösung jeder Weiehmachungsmischung eingetaucht, wobei das Gewichtsverhältnis der Mischung zur Behandlungslösung 1 : 2o betrug. Die Probe wurde unter Rühren 5 Minuten lang behandelt. Dann wurde die Lösung, ausgequetscht bis zu einem Gew.-Verhältnis von 1oo % Flüssigkeit pro Streifen. Anschließend wurden die Streifen getrocknet, dann ließ man sie bei 25°G in einem Baum mit 4o % Feuchtigkeit 2 Tage lang stehen, um Messproben zu erhalten. Die Ergebnisse der beim Reiben erzeugten statischen Spannunggemessen mit einem Rotationsprüfgerät für statische Elektrizität, einem Modell das Chemischen Laboratoriums der Universität Kyoto, sind in Tabelle II veranschaulicht« Im allgemeinen läßt sich feststellen, daß der durch eine Spannung statischer Elektrizität von weniger als 3oo V erzeugte Nachteil vernachlässigt werden kann. In diesem Zusammenhang sei vermerkt, daß nichtbehandelte Probestreifen von

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Polyester- und Acrylfasern beim Heiben statische Spannungen von 2200 V und 1900 V zeigten.'

3· Weichmachungsvermögen

Stücke eines Baumwollhandtuches, eines Flachgewebes für Windeln und eines aus Polyacrylnitrilfasern hergestellten Tuches wurden in der üblichen Weise gewaschen,mit o,1-und o,3%igen Lösungen jeder Weichmachungsmittelmischung behandelt und anschließend getrocknet. Die Proben wurden durch fünf Männer und fünf Frauen
hinsichtlich des Griffes beim Anfassen untersucht. Ihre Angaben wurden punktweise im Vergleich mit den Standardkriterien ausgewertet. Die Zahlen in Tabelle II sind die Anzahl der Punkte.
Je größer die Zahl ist, umso weicher ist das Textilgut.

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Tabelle I

nasse

Quaternares Ammoniumsalz in %

Äthenoxy-quaternares Salz oder ein anderes oaijfcernäree Salz in*

Zusatzmit-

tel (%)

VlS-

kosi· tat

Anti- statische Eigenschaf ten

heit

OO —

DistearyldiBethylammoniuachlorid

7,0

Stearyldipolyoxyäthyi^^ mit

einem Gehalt von 5o Holen EO

2,2

Propylenglyool

DistearyldimetiiylaMaO" niusichlorid

7,0

Stearylmethyldipo.lyoxyäthyl enammoniuDichlorid mit einem Gehalt von 5oMolen

2,2

Propylen

Kochsalz

0,02

Distearyldimethylammoniumchlorid

6,0

Benenylbenzyldipolyoxyäthyl enammonitua— Chlorid mit einemGehalt von 4oMolen EO

2,0 .

Ithy-

g'lycol

NaBr

0,03

Dibehenyldimethyl-

"h

5,0

Stearylmethyldipolyoxyäthyl enammonittm— bromid mit einem Gehalt von 30Molen EO

1,5

Glyze rin

Kochsalz

0,05

(Fortsetzung der Tabelle I von Seite 9)

Distearyldihydroxyäthylamaonium-ethosulfat

7,0

Laurylpropyldipolyoxyäthyl enammoniumchlorid mit einem Gehalt von 60 Holen EO

2,5

Ithanol

NaBr

0,03

cc

OO

co ^ G

Dihydriertes Tallow-

alkyldimethylammonium-

chlorid

6,0

ßtearyläthyldipolyoaqyäthyl enammo niumethosulfat mit einem Gehalt von 5o Molen BO

1,0

Sorbitol

Kochsalz

P,02

Dipalmitylbenzylmethyl awwioni

6,0

Stearylmethyldipoly-O3ty äthyl enammonium*" Chlorid mit einemGehalt voniOOHolen SO

3.0

Harnstoff
-3,0

Propylen-

glycol

Na₂SO₄

0,03

DoppelhyÄriates Sallow-

alkyldimethylammonium-

chlorid

7,0

StearylmethyldipolyozyathylenamiBionium— Chlorid mit einem Gehalt von 8Holen BO

Propylenglyool

Kochsalz

0,03

(Fortsetzung der !Tabelle I von Seite 1o)

I	Doppelhydriertes QJallow- alkyldimethylammoniuiR" chlorid 7,0	Stearyltriaethyl- ammoniumchlorid 1,0	Propylen- glycol 5,0	Kochsalz 0,03	Σ	O	O
J	Doppelhydriertes iDallow- alkyldimethylammonium- 7,0	Distearylmethylpoly- oxyäthyl enammonium- chlorid mit einem Gehalt νοητοί en EO 2,0	Propylen- glycol 5,0	• Kochsalz 0,03	Δ	Δ	O
E	Doppelhydriertes lallow- alkyldime thyl ammonium- chlorid	Nonylphenplpolyoxy- äthylenäther mit einem Gehalt von 5o Molen EO	Propylen- glycol	Kochsalz	O	Σ	Δ

ru

OQ CD CD

Tabelle II

Mas se	Viskosität in Zentipoises	BeiZim- mertemp.	Bei 500C nach.	Nach 5- maligem	Antistatische Eigenschaf ten in Volt	o,3%	Acrylfasern	o,3%	Weichheit	o,3%
A	ilnmittalH Darnacn	nach 6 Monaten	3 Monaten	Ausfrieren bei -30⁰C	Polyester fasern	75	o,1%	7o	0,1%	98
oB (O oo C	α.emv er— mischen	17o	58	Ho	o,1%	O CVJ 00 VD	185	66 60	I00	98 99
•—	5o	52 44	48 46	4o 51	Ho	66	19o 130	78	98 97	97
Ils u? F	5o 46	62	58	58	115 74	66 61	I00	83 7o	98	97 97
G	64	145 145	111 150	19o 170	88	57	Ho 142	60	I00 97	98
H I J	12o 15o	120	145	146	78 85	loo 37o 89o	96	Ho 29o 610	98	9o 69 81
£	118	270 7,10 59o	243 24oo 41o	756 46oo 22oo	73	810	170 37o *9oo	53o	9o 79 78	72
1o4 35o 61o	135	145	12oo	130 5oo 1550	830	69
118	I000

Beispiel 2

Das Beispiel zeigt die Wirkung der Heztgenverlialtnisse der Bestandteile der Mischung.

Die Wirkungen der Änderung der Anzahl der Äthylenoxydeinheiten in den Äthenozy-quaternären Salzen und die Wirkungen der Zusatz-Bittel,-wie Propylenglycol, wurden geprüft, wobei die in Tabelle III zusammengestellten Ergebnisse erzielt wurden.

Zusammensetzung der Mischung :

Distearyldimethylammoniumchlorid 7,0 %

St earylmethyldipolyoxyäthyl enaamo-

niumchlorid mit einem Gehalt von

2 bis 12o Molen Ithylenoxyd 2,5 % oder

nichts

Propylenglycol (abgekürzt PG) 0 - 2o %

Kochsalz 0,02 %

Wasser Best

Messverfahren :

1. Viskosität

Sie Massen wurden unmittelbar nach dem Vermischen 1 Monat bei Zimmertemperatur stehengelassen und bei 3o°0 mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen. Sie Einheit der Zahlenwerte in der Tabelle sind Zentipoises.

2. Erholung nach dem Ausfrieren

Sie Proben wurden durch Stehenlassen bei -25°0 während 1 Tages ausgefroren und dann durch Erhöhen der Temperatur auf Zimmertem-

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peratur wieder aufgetaut. Bas Verfahren wurde fünfaal wiederholt. Dann wurde der Zustand der Proben untersucht.

3* Dispersionsbeständigkeit

Die Proben wurden bei konstanter Temperatur in einem Wasserbad von 5o°C 1 Monat lang stehengelassen. Dann wurde die Phasentrennung geprüft.

Die Ergebnisse der Bewertung der beiden Prüfverfahren 2 und 3 wurden in der gleichen Veise wie in Beispiel 1 durch vier Symbole veranschaulicht·

Auch mit anderen Ithenoxy-quaternären Salzen, beispielsweise mit Behenyläthyldipolyoxyäthylenammoniumethosulfat und Laurylbenzyldipolyo^äthylenammoniumchlorid, wurden die gleichen Tendenzen wie in Tabelle III beobachtet. In dieser Tabelle bedeuten die Ziffern in Spalte 1 die Anzahl der Xthylenoxydeinheiten in 1 Hol des Moleküls, während die Ziffern in der Zeile 2 den Prozentgehalt des zugesetzten PG bedeuten·

.. ./15 309813/1133

Tabelle III

PG

Viskosität bei Zimmertemperatur

1o

Erholung nach, dem Ausfrieren

1o

2o

Dispersionsbeständigkeit

1o

co" 5o

w 7o co

1oo
12o
nichts

3600

125

114

84

7o

6o

24o

976

78o

ο

12oo

12ooo

112o

9o

72

1o2

118

19o

54o

558

69o

11oo

98O0O

75o

1o4

8o

4-5

52

51 538 414 39o 98o 37oo

46o 18o

73 8o

48

53 23b

39o

44o

78o

12oo

860 42o 24o 14o 1o5 98 Ho 24o ο ο 83o II00

98o 1390 1350 144o 1750 2250 2500 241o 24oo 2250 2150

Δ Δ Δ Δ

Δ Δ Δ

Λ Δ Δ Δ χ

O O O

O Δ Δ

Δ Δ

O O

O Δ

Δ O O

O O

O Δ

Δ Δ

O O O O

Δ Δ

O O O

O Δ

Δ Δ

O O

O Δ

Δ Δ

O O

O O O

Δ O

O O Δ

O O

CO CJi

Claims

Pat entansprüche

Antistatische Weichmachermischung, bestehend aus

4 bis 1o Gew.-% eines quaternär en Ammoniumsalzes der allgemeinen Formel (I) :

E;

E-

E₁

U),

worin E,, und Ep eine Alkylgruppe mit 14 bis 22 Kohlenstoffatomen und E, und B. eine Alkylgruppe mit 1 bis ^Kohlenstoffatomen,oder eine Benzylgruppe,oder die Gruppe -(CpHLO) H bedeuten, worin η eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, während X Chlor, Brom oder die Gruppe CpH^SO bedeutet, ferner o,1 bis 5 Gew.-% eines Äthenoxy-quaternären Ammoniumsalzes der allgemeinen Formel (II) :

(II),

worin E₁- eine Alkylgruppe mit 1o bis 22 Kohlenstoff atomen, E^ eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoff

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atomen oder eine Benzylgruppe, X CHor, Brom oder die Gruppe CgHcSO^ bedeuten, während m und η ganze Zahlen von mindestens 1 bedeuten, unter der Bedingung, daß m und η zusammen 2o bis 1oo sind, und schließlich o,5 bis 15 Gew.-56 eines oder mehrerer Zusatzstoffe, bestehend aus Alkohoimmi t 3 und weniger Kohlenstoffatomen im Molekül, Glycol en, Glyzerin, Sorbitol und Harnstoff.
2. Antistatisches Veichmachungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß E^ und Eg eine Alkylgruppe mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und R₇, und E₂, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Benzylgruppe und E,- eine Alkylgruppe mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei die Summe von m und η 3o bis 7° "beträgt.
3> Antistatische Veichmachungsmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzaittel aus Glycol oder Äthylenglycol oder Glyzerin besteht.
4. Antistatische Veichmachungsmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des ithenoxy-quaternären Ammoniumsalzes der allgemeinen Sormel (II) 1,o bis 5,0 Gew.-% betragt.

3' Antistatisches Veichmachungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Zusatzmit-

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tels 3 bis 8 Gew.-% beträgt.

Antistatisches Veichmachungsmittel nach. Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Zusatzmittels 3 bis 8 Gew.-S6 beträgt.

Antistatisches Weichmachungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumsalz der obigen allgemeinen Formel (I) aus Distearyldimethylammoniumchlorid oder zweifach hydriertem Xallowalkyldimethylammoniumchlorid besteht.

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