DE2721847C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Textilkonditionierungsmittel der in den Ansprüchen 1 bis 12 beanspruchten Art sowie deren Verwendung.

Im üblichen Haushaltswaschverfahren werden verschmutzte Textilien der Reinigung mit einer Waschmittelzusammensetzung im Hauptwaschabschnitt unterworfen und im Endabschnitt mit Wasser gespült. Gewünschtenfalls kann während des Spülabschnittes eine Textilkonditionierzusammensetzung zugesetzt werden. Solche Zusammensetzungen enthalten einen Textilweichmacher oder Material zum Antistatischmachen von Textilien, um den gespülten Textilien Weichheit und antistatische Eigenschaften zu verleihen. Die gespülten Textilien werden oft nachher in einem automatischen Wäschetrockner getrocknet.

In Textilkonditionierzusammensetzungen, die im Spülabschnitt zugesetzt werden, sind viele verschiedene Typen von Textilkonditionierungsmitteln verwendet worden. Der meistbegünstigte Typ von Mitteln waren die quaternären Ammoniumverbindungen. Diese Verbindungen können die Form nichtcyclischer quaternärer Ammoniumsalze haben, welche vorzugsweise zwei langkettige Alkylgruppen an das Stickstoffatom gebunden aufweisen. Außerdem sind Imidazoliniumsalze als solche oder in Kombination mit anderen Mitteln bei der Behandlung von Textilien verwendet worden. In der US-PS 28 74 074 ist die Verwendung von Imidazoliniumsalzen zum Konditionieren von Textilien beschrieben worden. Aus den US-PS 36 81 241 und 30 33 704 sind Textilkonditionierzusammensetzungen bekannt, die Gemische aus Imidazoliniumsalzen und anderen Textilkonditionierungsmitteln enthalten.

Obgleich in der Literatur die Verwendung quaternärer Imidazoliniumsalze als Mittel zum Konditionieren von Textilien beschrieben wird, finden sich dort keine Angaben über die Probleme, die bei der Herstellung stabiler Konditionierzusammensetzungen auftreten, welche solche Mittel und Aldehyde enthalten. Bei der Herstellung der Imidazoliniumsalze erfolgt im allgemeinen die Umsetzung eines Polyamids mit einem acylhaltigen Material, wie einer Säure oder eines Esters, unter Bildung eines Imidazolins und dann eine Quaternisierung des Imidazolins. In den US-PS 23 55 837, 22 67 965 und 25 20 102 werden Verfahren zur Herstellung von Imidazolinen beschrieben, die zur Gewinnung von Imidazoliniumsalzen verwendet werden. Es wurde nun gefunden, daß neben der Imidazolinverbindung, die bei der beschriebenen Reaktion gebildet wird, auch primäre und sekundäre Amine vorliegen. Während der folgenden Quaternisierungsstufe bewirken diese Amine, daß aus einem Teil der Imidazolinverbindung das Imidazolinaminsalz anstelle des quaternären Imidazoliniumsalzes gebildet wird.

Falls das Imidazolinaminsalz in einem wäßrigen Medium vorliegt, das einen nahezu neutralen oder höheren pH-Wert aufweist, so kann es einer Ringöffnung unter Bildung freier Amine unterliegen, welche dann mit aldehydischen Verbindungen in der Zusammensetzung in ziemlich gleicher Weise wie freie Amine, die nicht in die Salzform umgewandelt worden sind, reagieren. Das Ergebnis hiervon ist, daß der Geruch der Zusammensetzung verlorengeht (Parfumes enthalten im allgemeinen Aldehyde), daß sich die Farbe und der pH-Wert ändern und daß Aldehydschutzstoffe abgebaut werden. In der vorerwähnten US-PS 28 74 074 wird die Herstellung quaternärer Imidazoliniumsalze beschrieben, doch findet sich dort keine Angabe, wie die beschriebenen Probleme überwunden werden können und dennoch ein Endprodukt erhalten werden kann, welches einen genügend hohen Imidazoliniumsalzgehalt aufweist, um als Handelsprodukt interessant zu sein.

Ziel der Erfindung ist danach ein Textilkonditionierungsmittel, das Aldehyd und Imidazoliniumsalze enthält und eine Aldehyd-Stabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Zusammensetzung gelöst, die Aldehyd und ein quaternäres Imidazoliniumsalz der Formel I

enthält,
worin R und R₁ aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, R₂ einen Alkyl- oder Aralkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt, R₃ und R₄ Wasserstoff, Hydroxylgruppen, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Hydroxylalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, D einen zweiwertigen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, der Sauerstoff- und/oder Stickstoffatome, aber keine Aminogruppe enthalten kann, dargestellt und X ein Anion darstellt, wobei das Mittel insgesamt weniger als 4%, vorzugsweise weniger als 2%, primäre Amine, sekundäre Amine und cyclische tertiäre Amine, bezogen auf das Gewicht des Imidazoliniumsalzes enthält.

Das einzusetzende quaternäre Imidazoliniumsalz kann nach dem in US-PS 23 55 837 beschriebenen Verfahren oder in der Weise hergestellt werden:

• A Bildung eines Gemisches aus einer Carbonsäure RCO₂H oder deren Alkylester oder natürlich vorkommenden Glyceridester, worin R die oben angegebene Bedeutung besitzt, und einem Polyamin mit 2 oder 3 Aminogruppen, wobei das Molverhältnis der Acylgruppen zu primären Amin- und Hydroxylgruppen 0,33 bis 0,66 beträgt;
• B Umsetzung der Reaktionsmischung der Stufe A während eines Zeitraumes von 3 bis 24 Stunden bei einer Temperatur von 100°C bis 250°C und anschließendes Anlegen eines Vakuums von 5,3 hPa (0,4 mm Hg) bis 13,3 hPa (10 mm Hg) während eines Zeitraums von 1 bis 8 Stunden unter Bildung eines Imidazolinproduktes in einem Gemisch mit Ausgangsmaterialien und Zwischenprodukten;
• C Umsetzung des Imidazolinproduktgemisches aus Stufe B mit einer Carbonsäure R¹CO₂H oder deren Alkylester oder natürlich vorkommenden Glyceridester des in Stufe A angewendeten Typs in einem Molverhältnis von Acylgruppen zu Imidazolinprodukt von 1 : 1 bis 1,5 : 1 bei einer Temperatur von 100°C bis 250°C und während eines Zeitraums von 1 bis 24 Stunden;
• D Behandlung der Mischung aus Stufe C zur Einführung des Restes R₂ mit einem Alkylierungsmittel in einer solchen Menge, daß das Molverhältnis von Alkylierungsmittel zu Imidazolin wenigstens 1 : 1 beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Imidazolinproduktgemisch der Stufe C vor der Stufe D mit einem Alkoxylierungsmittel, wie insbesondere Propylenoxid, Äthylenoxid, Butylenoxid, Glycid oder Cyclohexanoxid in einer Menge, die 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% des Imidazolinproduktgemisches ausmacht, behandelt, während die Temperatur für einen Zeitraum von 0,5 bis 8 Stunden bei 80°C bis 140°C gehalten wird.

Das Polyaminmaterial hat entweder zwei oder drei Aminogruppen, worin eine eine primäre oder sekundäre Aminogruppe in der 2-Stellung zu einer primären Amingruppe ist. Dieses hat vorzugsweise folgende Form:

NH₂-CH₂-CH₂-NH-X,

worin X beispielsweise Wasserstoff,

sein kann, worin n 1 bis etwa 6 bedeutet. Beispiele für solche Polyamine umfassen Diäthylentriamin, Äthylendiamin, Hydroxyäthyl­ äthylendiamin.

Ein bevorzugtes Imidazoliniumsalz enthält R₁- und R-Gruppen mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie die folgenden, worin die R-Gruppen Talgschnitte repräsentieren:

worin C_Talg eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet, die sich von Talgfettsäure ableitet.

Andere quaternäre Imidazoliniumsalze, welche die gewünschten Eigenschaften aufweisen, können gebildet werden, indem man statt des Talges eine verschiedene R-Gruppe im Acylierungs- oder Veresterungsmittel einsetzt, statt des Diäthylentriamins ein unterschiedliches Alkylen- oder Polyalkylenpolyamin angewendet und statt der vorliegenden Methylgruppe ein unterschiedliches Alkyl, subst. Alkyl oder Aralkyl sowie ein unterschiedliches Anion im Alkylierungsmittel benützt.

Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sind vorzugsweise wäßrige Zusammensetzungen und können irgendeinen gewünschten Anteil an quaternärem Imidazoliniumsalz enthalten. Die Zusammensetzungen enthalten jedoch vorzugsweise etwa 1 bis etwa 15% des Salzes und insbesondere etwa 2 bis etwa 8%.

Zusätzlich zu dem bevorzugten quaternären Imidazoliniumsalz können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch andere Textilkonditionier- (weichmachende/antistatischmachende) Mittel enthalten. Solche andere Mittel können als kationische oder nichtionische organische Materialien beschrieben werden, die von primären Aminen, sekundären Aminen und cyclischen tertiären Aminsalzen frei sind und allgemein als Textilkonditioniermittel während des Spülabschnittes eines Haushaltswaschverfahrens angewendet werden. Sie sind organische, wachsartige Materialien, die einen Schmelz- (oder Erweichungs-) punkt zwischen 25°C und 115°C aufweisen. Solche Materialien besitzen sowohl Textilweichmachereigenschaften als auch antistatische Eigenschaften für Textilien.

Im allgemeinen haben die kationischen stickstoffhaltigen Verbindungen, wie quaternäre Ammoniumverbindungen, eine oder zwei geradkettige organische Gruppen mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise haben sie eine oder zwei solcher Gruppen mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen.

Wegen ihrer ausgezeichneten Weichmacherwirksamkeit und leichten Verfügbarkeit sind im Rahmen der Erfindung bevorzugte kationische Verbindungen mit antistatischer bzw. Weichmacherwirkung wie Dialkyldimethylammoniumchloride, worin die Alkylgruppen 12 bis 22 Kohlenstoffatome aufweisen und sich von langkettigen Fettsäuren, wie hydriertem Talg, ableiten. Im Rahmen der Erfindung wird der Ausdruck "Alkyl" auch zur Bezeichnung ungesättigter Verbindungen verwendet, wie sie in Alkylgruppen vorliegen, die sich von natürlich vorkommenden fetten Ölen ableiten. Der Ausdruck "Talg" bezieht sich auf Fettalkylgruppen, die sich von Talgfettsäuren ableiten.

Zu nichtionischen Materialien, die Geweben antistatische Eigenschaften bzw. Weichheit verleihen, gehört eine umfassende Vielheit von Materialien einschließlich Sorbitanester, Fettalkohole und ihre Derivate u. dgl. Ein bevorzugter Typ von nichtionischem Material, das Textilien anstistatische Eigenschaften bzw. Weichheit verleiht, umfaßt die veresterten cyclischen Dehydratationsprodukte von Sorbit, d. h. Sorbitanester.

Ein weiterer nützlicher Typ von nichtionischem Material zum Antistatischmachen bzw. Weichmachen von Textilien umfaßt die im wesentlichen wasserunlöslichen Verbindungen, die chemisch als Fettalkohole klassifiziert werden. Im Rahmen der Erfindung sind Monoole, Diole und Polyole, die die erforderlichen Schmelzpunkte und Eigenschaften der Wasserunlöslichkeit, wie sie oben angegeben sind, aufweisen, nützlich. Solche Textilkonditioniermaterialien vom Alkoholtyp umfassen auch die Mono- und Difettglyceride, die wenigstens eine "freie" OH-Gruppe aufweisen.

Die oben erwähnten Antistatika bzw. Weichmacher für Textilien können bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung allein oder als Mischungen in Kombination mit der Imidazoliniumverbindung verwendet werden. Die Menge der Mittel beträgt, wenn sie in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegen, normalerweise etwa 1 bis 12 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise etwa 1 bis 8 Gew.-%.

Bevorzugte Mischungen sind Gemische des quaternären Imidazoliniumsalzes mit einem Sorbitanester, einem Fettalkohol oder einer quaternären Ammoniumverbindung. Am meisten bevorzugt wird ein Gemisch aus dem quaternären Imidazoliniumsalz mit Ditalgdimethylammoniumchlorid (DTDMAC). Diese beiden Verbindungen werden vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis von etwa 80/20 bis etwa 20/80 und insbesondere in einem Gewichtsverhältnis von 30/70 bis 70/30 Imidazolinium/DTDMAC angewendet.

In der Zusammensetzung können übliche flüssige Komponenten von Textilkonditionierzusammensetzungen gelöst oder dispergiert sein. Diese üblichen Komponenten umfassen Tonmaterialien, Aldehydschutzstoffe, Emulgiermittel, Verdickungsmittel, Trübungsmittel, Farbstoffe, Aufheller, Fluoreszenzstoffe, pH-regelnde Mittel und Parfume-Materialien. Solche fakultative Materialien machen im allgemeinen etwa 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung aus.

Die wäßrigen Textilkonditionierzusammensetzungen gemäß der Erfindung können hergestellt werden, indem man unter Anwendung üblicher Methoden die Mittel zum Weichmachen der Textilien und zur Regelung der statischen Eigenschaften Wasser hinzufügt. Beispielsweise kann das Mittel oder können die Mittel erhitzt werden, um eine flüssige ölige Phase zu bilden, welche man unter Mischen zu Wasser gibt, das bei erhöhten Temperaturen gehalten wird. Fakultative Bestandteile können nach an sich bekannten Methoden zugegeben werden. Die Zusammensetzung wird dann auf einen pH-Wert von etwa 3 bis etwa 9, vorzugsweise von etwa 4,5 bis 7, eingestellt.

Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise im Spülabschnitt der üblichen automatischen Waschprogramme angewendet. Im allgemeinen hat Spülwasser eine Temperatur von etwa 15°C bis etwa 60°C.

Werden Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung im Spülabschnitt zugesetzt, so liegen die Textilkonditioniermittel im allgemeinen in Konzentrationen von etwa 2 Teilen/Million bis etwa 500 Teilen/Million, vorzugsweise etwa 10 Teilen/Million bis etwa 100 Teilen/Million, vor. Diese Konzentrationswerte ermöglichen die Erzielung überlegener Ergebnisse beim Weichmachen von Textilien und bei der Regelung der statischen Eigenschaften derselben.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Imidazoliniumsalze, die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zum Konditionieren von Textilien sowie die Vorteile, die durch Anwendung solcher Zusammensetzungen erzielt werden. Diese Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ein Imidazoliniumsalz, das im wesentlichen von Aminen und Aminsalzen und propoxylierten Imidazoliniumsalzen frei ist, kann in folgender Weise hergestellt werden:

• A Einem Reaktionsbehälter werden Diäthylentriamin und gehärtetes Talgtriglycerid in einem Molverhältnis von Amin/ Triglycerid von annähernd 1,4/1 zugesetzt.
• B Das Amin und das Triglycerid werden während eines Zeitraumes von 3 Stunden bei einer Temperatur von annähernd 185°C und Atmosphärendruck umgesetzt.
• C Der Druck im Reaktionsbehälter wird auf annähernd 10 mm Hg verringert und während eines Zeitraumes von zwei Stunden unter dieser Bedingung gehalten. Das in diesem Zeitpunkt vorliegende Produkt ist das Imidazolin-Zwischenprodukt für das gewünschte Imidazoliniumsalz plus nicht-umgesetzte Komponenten und primäre und sekundäre Amine aus als Zwischenprodukt auftretendem Amid. Die Reaktionsmischung wird unter Anwendung üblicher analytischer Methoden zur Bestimmung der Menge an Imidazolin und primären und sekundären Aminen analysiert.
• D Der Reaktionsbehälter wird auf 80°C abgekühlt und mit Isopropylalkohol in einer Menge versetzt, die annähernd 20% des Behälterinhaltes entspricht. Das Lösungsmittel trägt dazu bei, das Reaktionsmedium fließfähig zu halten.
• E Dem Reaktionsbehälter wird Propylenoxid in einer Menge zugesetzt, die annähernd 2% des Imidazolins und der nichtumgesetzten Komponenten entspricht. Diese Menge ist ausreichend, um nicht-umgesetzte primäre und sekundäre Amine in propoxyliertes tertiäres Amin überzuführen.
• F Der Reaktionsbehälter wird während eines Zeitraums von 1 Stunde einem Vakuum von annähernd 10 mm Hg unterworfen.
• G Die propoxylierte Reaktionsmischung wird schließlich mit einem Alkylierungsmittel in Form von Dimethylsulfat versetzt. Die Menge des ursprünglich verwendeten Alkylierungsmittels ist etwas geringer als die Anzahl der Mole Imidazolin, die nach der Stufe C oben gebildet worden sind. Während des Fortschrittes der Alkylierung wird der pH-Wert des Reaktionsmediums überwacht und zusätzlich Dimethylsulfat wird zugefügt, bis der pH-Wert im Bereich von 5-7 liegt.

Das bei der obigen Reaktion gebildete Produkt ist 1-Methyl-1-talgamidoäthyl-2-talg-imidazoliniummethylsulfat, das im wesentlichen von Aminen und Aminsalzen frei ist.

Beispiel 2

Es werden die folgenden Zusammensetzungen herstellt:

Der pH-Wert beider Proben wurde mit Natriumhydroxid auf 5,8 eingestellt.

Die Zusammensetzungen A und B werden auf restlichen Aldehyd nach einwöchiger Lagerung bei den nachstehend angegebenen Temperaturen untersucht. Die Menge an ursprünglich in der Zusammensetzung enthaltenem Aldehyd beträgt 550 Teile/ Million.

Die obigen Zahlenangaben zeigen die verbesserte Aldehydstabilität des Imidazoliniumprodukts, das im wesentlichen von Aminen und Aminsalzen frei ist. Ähnliche Ergebnisse werden mit anderen Imidazoliniumsalzen erhalten, die unter Verwendung von Polyaminen und Acylierungs- oder Veresterungsmitteln hergestellt worden sind, welche von dem Diäthylentriamin und Talgtriglycerid des Beispiels 1 verschieden sind.

Claims (13)

1. Textilkonditionierungsmittel, enthaltend Aldehyd und ein quaternäres Imidazoliniumsalz der allgemeinen Formel I: worin R und R₁ aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, R₂ einen Alkyl- oder Aralkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt, R₃ und R₄ Wasserstoff, Hydroxylgruppen, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, D einen zweiwertigen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, der Sauerstoff- und/oder Stickstoffatome, aber keine Aminogruppe enthalten kann, darstellt und X ein Anion darstellt, wobei das Mittel insgesamt weniger als 4%, primäre Amine, sekundäre Amine und cyclische tertiäre Amine, bezogen auf das Gewicht des Imidazoliniumsalzes enthält.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in wäßriger flüssiger Form vorliegt und das Imidazoliniumsalz in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% enthält.

3. Mittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein quaternäres Imidazoliniumsalz der allgemeinen Formel I enthält, worin D bedeutet, wobei n eine Zahl von 1 bis 6 ist.

4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein quaternäres Imidazoliniumsalz der Formel I enthält, worin R und R₁ aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen sind.

5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein quaternäres Imidazoliniumsalz der Formel I enthält, worin R₃ und R₄ Wasserstoff bedeuten.

6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es ein quaternäres Imidazoliniumsalz der Formel I enthält, worin R und R₁ von Talgfettsäure abgeleitet sind.

7. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es ein quaternäres Imidazoliniumsalz der Formel I enthält, worin R₂ den Methylrest und X das Methylsulfatanion bedeuten.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein quaternäres Imidazoliniumsalz der Formel I enthält, worin D für steht, wobei die Konzentration des Imidazoliniumsalzes 2 bis 8 Gew.-% ausmacht und der pH-Wert des Mittels 4, 5 bis 7 beträgt.

9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es 2 bis 8 Gew.-% des Imidazoliniumsalzes und zusätzlich ein weiteres organisches Textilkonditioniermittel in einer Menge von 1 bis 12 Gew.-% enthält, das von primären Aminen, sekundären Aminen und cyclischen tertiären Aminsalzen frei ist.

10. Mittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Textilkonditionierungsmittel ein aus Fetten stammendes nichtionisches oder kationisches Mittel ist.

11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Textilkonditionierungsmittel eine quaternäre Ammoniumverbindung, ein Fettalkohol oder ein Sorbitanester ist.

12. Mittel nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es als zusätzliches Textilkonditioniermittel Dimethylditalgammoniumchlorid enthält und das Gewichtsverhältnis des Imidazoliniumsalzes zu Dimethylditalgammoniumchlorid 20/80 bis 80/20 beträgt.

13. Verwendung des Textilkonditioniermittels nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Verfahren zum Konditionieren von Textilien.