DE3812888A1 - Textilweichmachende oberflaechenaktive verbindungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft oberflächenaktive Verbindungen, die zusätzlich textilweichmachende Eigenschaften aufweisen.

Das Weichmachen von Textilien während des Waschens stellt eine wesentliche Vereinfachung bei der Pflege von Textilien dar. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, Waschmittel oder Waschverfahren auszuarbeiten, die neben einer reinigenden auch eine textilweichmachende Wirkung ausüben. Weichmachende Waschmittel sind beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen DE 23 34 899 und DE 28 17 834 beschrieben. Die DE 23 34 899 betrifft Waschmittel mit üblichen oberflächenaktiven Substanzen, denen als weichmachende Wirkstoffe natürlich vorkommende Schichtsilikate vom Typ der Smektite zugesetzt sind. Gegenstand der DE 28 17 834 sind flüssige Waschmittel, deren reinigend wirkende Komponente eine Kombination aus zwei unterschiedlichen nichtionischen Tensiden darstellt und die als weichmachend wirkende Komponente von Ammoniak oder Imidazolin abgeleitete quartäre Ammoniumverbindungen enthalten. Außer diesen beiden Lösungs-Vorschlägen für Waschmittel, die gleichzeitig weichmachen, gibt es noch zahlreiche andere Vorschläge, bei denen die Wasch- und Weichmachungswirkung unterschiedlichen Arten von Stoffklassen übertragen wird.

Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß bestimmte 2-Oxomorpholininiumderivate (im folgenden Morpholoniumderivate genannt) gleichzeitig oberflächenaktive reinigende Wirkung und textilweichmachende Wirkung aufweisen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Morpholoniumderivate der Formel I

mit R¹=C₂- bis C₂₀-Alkyl oder Alkenyl; R²=C₁- bis C₂₀-Alkyl oder Alkenyl oder C₂- bis C₂₂-Hydroxyalkyl; R³=C₈- bis C₂₀-Alkyl oder Alkenyl und X^-=einwertiges Anion, beispielsweise Halogenid. Derartige Verbindungen sind z. B. durch Umsetzung von Halogenessigsäureethylester und einem Fettalkylamin, an das 2 Mol Ethylenoxid angelagert sind, leicht zugänglich. Typische erfindungsmäße Verbindungen sind solche, bei denen R¹=H, R²= 2-Hydroxyethyl, R³ eine C₁₀- bis C₁₆-Alkyl- oder Alkenylgruppe und X^- ein Chlorid- oder Bromidanion darstellen. So erhält man beispielsweise eine Verbindung mit besonders wertvollen Eigenschaften, indem man Laurylamin, an das 2 Mol Ethylenoxid angelagert sind, mit Chloressigsäureethylester umsetzt. Die entstandene Verbindung ist 4-Dodecyl-4-beta-hydroxyethyl-2-oxomorpholiniumchlorid. Die wäßrige Lösung dieses Morpholoniumchlorids hydrolysiert und schäumt stark; das Hydrolyseprodukt ist ein echtes Betain der Formel II

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I durch Umsetzen eines diethoxylierten Amins der Formel III

R³-N-(C₂H₄OH)₂

mit einem Essigsäure-Derivat der Formel IV

X-CH₂-COOR′

wobei R³ und X die obengenannte Bedeutung haben und R′=H oder C₁- bis C₄-Alkyl, insbesondere eine Ethylgruppe ist.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich gut zum Waschen und Weichmachen von Textilien. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen zum Waschen und Weichmachen von Textilien. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen zum Weichmachen von Textilien während des Waschens. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Verbindungen aber auch zum Weichmachen frisch gewaschener Textilien in einem anschließenden Spülbad geeignet.

Während die weichmachende Wirkung der erfindungsgemäßen oberflächenaktiven Verbindungen an sich schon ausgeprägt ist, läßt sich die weichmachende Wirkung in markanter Weise noch verbessern, wenn man diese in Kombination mit Textilweichmachern vom Typ der quartären Ammoniumverbindungen mit zwei langen aliphatischen C₈- bis C₂₂-Resten, die gesättigt oder ungesättigt, linear oder verzweigt sind und Ester, Amid- oder Ethergruppen enthalten können, kombiniert. Diese Kombination mit quartären Ammoniumverbindungen führt zu einer synergistischen Wirkungssteigerung der weichmachenden Wirkung, insbesondere wenn man die erfindungsgemäßen Verbindungen in Kombination mit dem als ausgezeichneten Textilweichmacher in großem Maßstab verwendeten Distearyldimethylammoniumchlorid im Verhältnis von 10 : 1 bis 1 : 1, vorzugsweise im Verhältnis von 6 : 1 bis 2 : 1, insbesondere im Verhältnis von 4 : 1 einsetzt. Waschmittel, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen oberflächenaktiven Verbindungen hergestellt werden, sind besonders geeignet zum Waschen und Weichmachen von Textilien aus Wolle. Anstelle der erfindungsgemäßen Verbindungen kann man mit gleichem Erfolg auch deren Hydrolyseprodukte verwenden, was sich insbesondere bei Flüssigwaschmitteln auf wäßriger Basis anbietet.

Beispiele Beispiel 1 Herstellung von 4-Dodecyl-beta-hydroxyethyl-2-oxo-morpholinium­ chlorid

500,5 g (2,7 Mol) Laurylamin wurden im Autoklaven mit 237,6 g (5,4 Mol) Ethylenoxid innerhalb von 3 Stunden so umgesetzt, daß beginnend bei 80°C unter Steigerung der Temperatur auf 128°C das Ethylenoxid langsam zugesetzt wurde. Der Maximaldruck betrug 6 bar. Man erhielt ein flüssiges, klares gelbliches Produkt einer Aminzahl von 209.

510,2 g (1,9 Mol) des erhaltenen Laurylamin +2 EO wurden in einer 2 l Rührapparatur mit 465,9 g (3,8 Mol) Chloressigsäureethylester bei 80°C umgesetzt. Nach 16 Stunden war die Aminzahl auf 2 gesunken. Nichtumgesetzter Chloressigsäureethylester und gebildeter Alkohol wurden unter vermindertem Druck bei 80°C abdestilliert, der Rückstand zur Reinigung in Aceton gelöst und aus Acetonitril/ Isopropylalkohol umkristallisiert. Man erhielt ein festes weißes Pulver mit einem Schmelzpunkt von 139°C, dessen Analyse 4-Dodecyl- 4-beta-hydroxyethyl-2-oxo-morpholiniumchlorid ergab.

Beispiel 2

Die Rezeptur eines handelsüblichen flüssigen Wollwaschmittels mit je 9,5 Gew.-% C_14/17-Oxalkohol+7EO und C_10/12-Fettalkohol+6EO als Tensidkomponente wird verändert, indem man anstelle der nichtionischen Tenside 19 Gew.-% einer erfindungsgemäßen Verbindung (4-Dodecyl-4-beta-hydroxyethyl-2-oxo-morpholiniumchlorid) gemäß Beispiel 1 einsetzte. Man erhielt so ein Waschmittel folgender Zusammensetzung:

19 Gew.-% erfindungsgemäße Verbindung
4 Gew.-% Distearyldimethylammoniumchlorid
3 Gew.-% Propandiol -1,2
4 Gew.-% Ethanol
0,3 Gew.-% Ethylenglykolstearat
Rest Wasser, Farbstoff, Duftstoff.

Dieses Waschmittel wurde hinsichtlich seiner Primärwaschkraft in einer automatischen Trommelwaschmaschine im 1-Laugenprogramm bei 40°C mit dem genannten Handelsprodukt bei Soll-Dosierung verglichen. Eingesetzt wurden künstlich angeschmutzte Testgewebe, deren Remission bei 460 nm gemessen wurde, zusammen mit normal verschmutzter Haushaltswäsche.

Für veredelte Baumwolle wurde folgende Primärwaschkraft ermittelt:

handelsüblicher Vergleich:
31,9
erfindungsgemäß:	31,0
LSD-Wert:	2,4.

In gleicher Weise gewaschene Molton- und Frottier-Textilien wurden in ihrer Weichheit von fünf geübten Prüfern beurteilt. Die Note 6 bedeutet sehr weich, die Note 0 bedeutet sehr hart. Die Textilien wurden jeweils in entappretierter Form und in extra gehärteter Form eingesetzt. Man erhielt folgende Beurteilungen für die Weichheit als Mittelwert über alle Textilien nach 1 bis 5 Wäschen:

handelsüblicher Vergleich:
2,2
erfindungsgemäß:	5,7.

Das heißt, bei praktisch gleicher Waschkraft macht ein Waschmittel mit dem erfindungsgemäßen weichmachenden Tensid deutlich besser weich als das Handelsprodukt.

Beispiel 3

In einem Prüfgerät, in dem in kleinerem Maßstab als in einer automatischen Waschmaschine die Mechanik der Waschmaschinen-Trommel nachgeahmt wird (Wacker-Gerät), wurden Prüfmuster aus Molton und Frottier (jeweils vorher gehärtet) und vorgewaschenes Frottier fünf Minuten lang mit wäßrigen Behandlungsflotten, die die folgenden Textilweichmacher enthielten, behandelt:

(a) erfindungsgemäße Verbindung von Beispiel 1 (0,3 g pro l)
(b) erfindungsgemäße Verbindung von Beispiel 1 (0,24 g pro l)
(c) b + 0,06 g/l Distearyldimethylammoniumchlorid (0,3 g pro l).

Nach Abschleudern des Wassers und Trocknen der Prüfmuster wurde die Weichheit von fünf geübten Prüfern mit den Noten 0=sehr hart bis 6=sehr weich beurteilt. Man erhielt folgendes Ergebnis (Mittelwert) über alle drei Textilien:

(a) = 2,5
(b) = 2,4
(c) = 3,5.

Das heißt, die 1 : 4 Kombination (c) des als Textilweichmacher im großen Maßstab verwendeten quartären Ammoniumsalzes (a) mit der erfindungsgemäßen Verbindung (b) von Beispiel 1 führt in der Summe zu einer deutlich höheren Weichheit der damit behandelten Textilien als von der Weichheitsleistung der Einzelsubstanz (b) und der geringen Menge Distearyldimethylammoniumchlorid her zu erwarten gewesen wäre, was für einen synergistischen Effekt spricht.

Claims (9)

1. Morpholoniumderivate der Formel I mit R¹=C₂- bis C₂₀-Alkyl oder Alkenyl; R²=C₁- bis C₂₀-Alkyl oder Alkenyl oder C₂- bis C₂₂-Hydroxyalkyl; R³=C₈- bis C₂₀-Alkyl oder Alkenyl und X^-=einwertiges Anion, beispielsweise Halogenid.

2. Morpholoniumderivate nach Anspruch 1 mit R³=C₁₀- bis C₁₆- Alkyl- oder Alkenylgruppen und X^-=Chlorid oder Bromid.

3. 4-Dodecyl-4-beta-hydroxyethyl-2-oxomorpholiniumchlorid.

4. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch 1 durch Umsetzen eines ethoxylierten Amins der Formel II R³-N-(C₂H₄OH)₂ (II)mit einem Derivat von Essigsäureethylester der Formel IIIX-CH₂-COOR′ (III)wobei R³ und X die obengenannte Bedeutung haben und R′=H oder C₁- bis C₄-Alkyl, insbesondere eine Ethylgruppe ist.

5. Verwendung von Verbindungen der Ansprüche 1 bis 3 zum Waschen und/oder Weichmachen von Textilien.

6. Verwendung einer Verbindung nach Anspruch 3 in Mitteln zum gleichzeitigen Weichmachen und Waschen von Textilien.

7. Verwendung nach Anspruch 5 zum Weichmachen frisch gewaschener Textilien in einem Spülbad.

8. Verwendung nach Anspruch 5 in Kombination mit Textilweichmachern vom Typ der quartären Ammoniumverbindungen mit zwei aliphatischen C₈- bis C₂₂-Resten, die gesättigt oder ungesättigt, linear oder verzweigt sind und Ester-, Amid- oder Ethergruppen enthalten können.

9. Verwendung nach Anspruch 8 in Kombination mit Di-stearyldimethylammoniumchlorid im Verhältnis von 10 : 1 bis 1 : 1, vorzugsweise 6 : 1 bis 2 : 1, insbesondere 4 : 1.