DE4212156A1 - Wäßrige Textil-Behandlungsmittel mit geringer Viskosität - Google Patents

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft wäßrige Textilweichmacher-Kon­ zentrate, die trotz hoher Konzentration an quartären Ammoniumverbindungen, die 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylreste am Stickstoff gebunden enthalten, eine niedrige Viskosität haben, die sich auch bei längerer Lagerung nicht oder nur unwesentlich erhöht.

Mittel zum Behandeln von Textilien, die den damit behandelten Textilien eine erwünschte Weichheit verleihen, sind seit langem bekannt. Quartäre Ammoniumverbindungen, die wegen ihres kationischen Charakters leicht und vollständig auf die negativ geladene Faseroberfläche aufziehen, sind dabei besonders gern eingesetzte Wirkstoffe. Wegen ihrer leichten biologischen Abbaubarkeit haben in letzter Zeit vor allem solche quartäre Ammoniumver­ bindungen an Interesse gewonnen, die Fettacyloxyalkylreste am Stickstoff gebunden enthalten. Derartige Verbindungen sind ebenfalls seit langem be­ kannt, beispielsweise aus der DE-A-16 19 058, der DE-A-19 35 499 oder der US 3,915,867. Man kann diese Verbindungen beispielsweise leicht durch Veresterung von Alkanolaminen mit Fettsäure oder durch Umesterung von Fettsäureestern mit Alkanolamin und anschließender Quaternierung herstel­ len. Entsprechende Verfahren zur Herstellung im großtechnischen Maßstab sind ebenfalls seit langem bekannt.

Die Behandlung von Textilien mit den genannten quartären Ammoniumverbin­ dungen mit Fettacyloxyalkylresten erfolgt in wäßrigen Behandlungsflotten, die pro Liter etwa ein oder wenige Gramm an quartären Ammoniumverbindun­ gen, gegebenenfalls in Kombination mit anderen weichmachenden Wirkstoffen sowie Hilfs- und Zusatzstoffen enthalten. Bei der Herstellung und der Konfektionierung strebt man gießfähige und leicht mit Wasser verdünnbare Zubereitungen an, die eine wesentlich höhere Konzentration an Wirkstoffen enthalten, als es dem Anwendungskonzentration entspricht. So sind bei­ spielsweise Handelsprodukte bekannt, wie etwa 4 Gew.-% an quartären Ammo­ niumverbindungen des oben beschriebenen Typs enthalten. Das heißt, der Hauptbestandteil derartiger Produkte ist Wasser. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, Produkte mit einem höherem Wirkstoffgehalt herzustellen, die erst unmittelbar vor der Anwendung vom Verbraucher auf die gewünschte Anwendungskonzentration verdünnt werden. Es sind daher auch Handelspro­ dukte entwickelt worden, die etwa 50 Gew.-% an weichmachenden Wirkstoffen enthalten. Derart hoch konzentrierte Produkte weisen aber auch den Nach­ teil auf, daß ihre Viskosität sehr hoch ist und beim Lagern oft sogar noch zunimmt, bzw., daß ihre Verdünnbarkeit mit Wasser auf die Anwendungskon­ zentration oft problematisch ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher, ein wäßriges Textil­ weichmacher-Konzentrat mit geringer Viskosität bereitzustellen, das die wegen ihrer leichten biologischen Abbaubarkeit interessanten quartären Ammoniumverbindungen, die 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylreste am Stick­ stoffatom gebunden enthalten, enthält und dessen Viskosität auch nach längerer Lagerung nicht oder nur unwesentlich ansteigt. Überraschender­ weise hat sich dabei herausgestellt, daß der Anteil von Fettacylgruppen, die sich ganz oder teilweise von in cis-Form vorliegenden ungesättigten Fettsäuren ableiten, einen Einfluß auf das Viskositäts- und das Lage­ rungsverhalten haben.

Die Erfindung betrifft daher wäßrige Textilweichmacher-Konzentrate mit geringer Viskosität, enthaltend quartäre Ammoniumverbindungen, die 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylreste am Stickstoffatom gebunden enthalten, und die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Fettacylgruppen sich ganz oder teil­ weise von ungesättigten Fettsäuren ableiten, die zu wenigsten 30% in cis-Form vorliegen. Im Rahmen dieser Patentanmeldung bedeutet "geringe Viskosität" eine Viskosität von höchstens 1000 mPas. Bei der Herstellung von quartären Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylresten ist es daher wichtig, solche Fettsäuren, bzw. Fettsäure-Derivate zu ver­ wenden, die sich ganz oder teilweise von ungesättigten Fettsäuren ablei­ ten, die zu wenigstens 55% in cis-Form vorliegen. Damit lassen sich Tex­ tilweichmacher-Konzentrate herstellen, die auch bei niedrigen Temperaturen lagerstabil sind und darüberhinaus noch eine geringe Empfindlichkeit ge­ genüber Scherbelastung, zum Beispiel beim Pumpen oder Abfüllen aufweisen. Bevorzugt ist, daß wenigstens 50%, insbesondere wenigstens 70% der sich von ungesattigten Fettsäuren ableitenden Fettacylgruppen in cis-Form vor­ liegen. Ein hoher Anteil an in cis-Form vorliegenden Fettacylgruppen wirkt sich ausgesprochen günstig auf die Viskosität bei der Herstellung und La­ gerung von erfindungsgemäßen Textilweichmacher-Konzentraten aus. Unter Textilweichmacher-Konzentraten im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung sind solche wäßrige Zubereitungen zu verstehen, die quartäre Ammoniumver­ bindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten in einer Konzentration von 4 bis 55 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Konzentrats enthal­ ten; derartige Textilweichmacher-Konzentrate sind daher bevorzugt. In ge­ wissem Sinne gilt das für quartäre Ammoniumverbindungen mit Fett­ acyloxyethylresten enthaltende Produkte Gesagte auch für solche Produkte, die quartäre Ammoniumverbindungen mit anderen Fettacyloxyalkylresten als Fettacyloxyethylreste enthalten, beispielsweise für Produkte, die quartäre Ammoniumverbindungen mit Fettacyloxypropylresten und mit Fett­ acyloxyisopropylresten enthalten. Wegen ihres hohen Wirkstoffanteils sind Textilweichmacher-Konzentrate mit 15 bis 40 Gew.-% quartären Ammoniumver­ bindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Herstellung von Konzentraten geht man zweckmäßigerweise von quartären Ammoniumverbindungen aus, deren Fettacylreste zu einem großen Anteil ungesättigt sind, beispielsweise Ölsäurereste sind. Neben Wasser setzt man in Konzentraten auch nennens­ werte Mengen organischer Lösemittel ein.

Die zuvor beschriebenen Textilweichmacher können als Wirkstoff zwar grundsätzlich quartäre Ammoniumverbindungen enthalten, die entweder 1 oder 2 oder 3 Fettacyloxyalkylreste enthalten. Da derartige Verbindungen im industriellem Maßstab aber nur aufwendig herstellbar sind, sind Textil­ weichmacher-Konzentrate bevorzugt, die quartäre Ammoniumverbindungen in Form eines Gemischs von Verbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkyl­ resten, insbesondere mit 1, 2 und 3 Fettacyloxyethylresten enthalten. Da­ bei werden solche Textilweichmacher-Konzentrate bevorzugt, die in dem Ge­ misch der quartären Ammoniumverbindungen solche Verbindungen enthalten, bei denen der Anteil mit 2 Fettacyloxyalkylresten größer ist als der An­ teil quartärer Ammoniumverbindungen mit 1 oder 3 Fettacyloxyethylresten.

Die erfindungsgemäßen Textilweichmacher-Konzentrate enthalten zusätzlich in wäßrigen Textilweichmacher-Konzentraten übliche Hilfsstoffe wie bei­ spielsweise Dispergatoren, Konservierungsmittel, anorganische oder orga­ nische Säuren, Puffersubstanzen, Elektrolyte, Viskositätsstellmittel, Farbstoffe, Duftstoffe oder Lösungsmittel. Die genannten Hilfsstoffe kön­ nen fakultativ zusätzlich in erfindungsgemäßen wäßrigen Textilweichmacher- Konzentraten enthalten sein. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Textilweichmacher-Konzentrate neben quar­ tären Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten zusätz­ lich einen oder mehrere andere weichmachende Wirkstoffe anderer Verbin­ dungsklassen. Beispiele hierfür sind Sorbitanester, quellfähige Schicht­ silikate, Fettsäurekondensationsprodukte mit Polyaminen, quartäre Ammoni­ umverbindungen mit Fettalkyl- bzw. -alkenylresten, Alkylpolyglykoside oder Fettsäuren.

Zweckmäßigerweise werden die erfindungsgemäßen Textilweichmacher-Konzen­ trate auf einen pH-Wert im Bereich von 2,5 bis 7, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 5, gemessen bei 20°C nach Verdünnen mit destilliertem Wasser auf eine Konzentration zwischen 0,5 und 5 Gew.-% quartärer Ammoniumver­ bindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten eingestellt. Von beson­ derer praktischer Bedeutung sind Textilweichmacher-Konzentrate, die einen pH-Wert im Bereich von 2,5 bis 4,5, gemessen bei einer Konzentration zwi­ schen 0,5 und 2,0 Gew.-% quartären Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten haben. Derartige Textilweichmacher-Konzentrate sind daher besonders bevorzugt.

Wäßrige Textilweichmacher-Konzentrate, die quartäre Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylresten am Stickstoff gebunden enthalten und deren Fettacylgruppen sich ganz oder teilweise von ungesättigten Fett­ säuren ableiten, die zu wenigstens 55 Gew.-% in cis-Form vorliegen und deren wäßrige Verdünnungen die obengenannte pH-Werte haben, lassen sich leicht zu lagerstabilen Produkten konfektionieren, deren Viskosität auch bei Lagerung bei niedrigen Temperaturen nicht oder nur unwesentlich ansteigt und die gegenüber Scherbelastung unempfindlich sind. Die ge­ nannten Vorteile gehen ganz oder teilweise verloren, wenn zur Herstellung der genannten Produkte quartäre Ammoniumverbindungen verwendet werden, deren Fettacyloxyalkylgruppen sich von Fettsäuren ableiten, deren Anteil an ungesättigten Fettsäuren in cis-Form unter 30% liegt.

Beispiele Beispiele 1 bis 8

Eine quartäre Ammoniumverbindung mit der idealisierten Formel Methyl­ hydroxyethyldifettacyloxyethyl-ammonium-methosulfat wurde zur Herstellung eines wäßrigen Weichspülmittel-Konzentrats mit 17,2 Gew.-% quartärer Am­ moniumverbindung verwendet. Der Fettrest leitete sich von Talgfettsäure mit einem ungesättigten Anteil ab, der in unterschiedlichem cis/trans-Verhältnis vorlag.

Bei mehreren Lagertemperaturen wurden die Konzentrate mit und ohne vor­ heriger Scherbelastung bis zu 12 Wochen lang gelagert und die Viskosi­ tätsveränderung gemessen. Die Ergebnisse und die Versuchsbedingungen sind aus den folgenden Abbildungen 1 bis 8 ersichtlich.

Wie zu sehen ist, führt ein cis/trans-Verhältnis von 30 : 70 bei allen Lagertemperaturen mit und ohne Scherbelastung zu einem unerwünschten Vis­ kositätsanstieg bereits nach wenigen Tagen, wohingegen bei einem cis/trans-Verhältnis von 70 : 30 unabhängig von der Scherbelastung kein nennenswerter Viskositätsanstieg auch nach 12wöchiger Lagerung erfolgt. Dieser durch ein cis/trans-Verhältnis von über 50 : 50 bewirkte Effekt ließ sich weder durch Zusätze von organischen Lösungsmitteln (Glycerin, Dipropyenglykol) noch Magnesiumchlorid oder Ammoniumchlorid erzielen.

Claims (10)

1. Wäßrige Textil-Behandlungsmittel mit geringer Viskosität enthaltend quartäre Ammoniumverbindungen, die 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylreste am Stickstoffatom gebunden enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettacylgruppen sich ganz oder teilweise von ungesättigten Fettsäuren ableiten, die zu wenigstens 30% in cis-Form vorliegen.

2. Textil-Behandlungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 50% und insbesondere wenigstens 70% der sich von unge­ sättigten Fettsäuren ableitenden Fettacylgruppen in cis-Form vor­ liegen.

3. Textil-Behandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie quartäre Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten in einer Konzentration von 4 bis 55 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Konzentrats, enthalten.

4. Textil-Behandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 15 bis 40 Gew.-% quartäre Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten enthalten.

5. Textil-Behandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die quartäre Ammoniumverbindung ein Gemisch von Verbindungen mit 1, 2 und 3 Fettacyloxyethylresten darstellt.

6. Textil-Behandlungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gemisch quartäre Ammoniumverbindungen mit 2 Fettacyloxyethyl­ resten in größerer Menge enthalten sind als quartäre Ammoniumverbin­ dungen mit 1 oder 3 Fettacyloxyethylresten.

7. Textil-Behandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich in wäßrigen Textilweichmacher-Kon­ zentraten übliche Hilfsstoffe wie Dispergatoren, Konservierungsmittel, anorganische oder organische Säuren, Puffersubstanzen, Elektrolyte, Viskositätsstellmittel, Farbstoffe, Duftstoffe und Lösungsmittel ent­ halten.

8. Textil-Behandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als weichmachenden Wirkstoff neben quartären Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyethylresten zusätzlich einen oder mehrere weichmachende Wirkstoffe anderer Verbindungsklassen enthalten.

9. Textil-Behandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert im Bereich von 2,5 bis 7, vor­ zugsweise im Bereich von 2,5 bis 5, gemessen bei 20°C nach Verdünnen mit destilliertem Wasser auf eine Konzentration zwischen 0,5 und 5 Gew.-% quartären Ammoniumverbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyl­ oxyethylresten, haben.

10. Textil-Behandlungsmittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert im Bereich von 2,5 bis 4,5, gemessen bei einer Konzentration zwischen 0,5 und 2,0 Gew.-% quartären Ammoniumverbin­ dungen, haben.