DE4242689A1 - Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel - Google Patents

Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel

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Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft stickstofffreie anionaktive Avivage­ mittel mit einem Gehalt an sulfatierten Fettsäurepartialgly­ ceriden sowie die Verwendung der sulfatierten Fettsäurepar­ tialglyceride zur Herstellung der genannten Mittel.
Stand der Technik
Für das Weichmachen von Textilien, Garnen und Fasern, aber auch im Bereich der Lederzurichtung und Papierherstellung werden überwiegend kationische oder pseudokationische Ver­ bindungen eingesetzt. Wichtige Vertreter dieser Gruppe sind z. B. Distearyldimethylammoniumchlorid (DSDMAC), quaternierte Difettsäurealkanolaminester-Salze oder Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit Polyaminen, z. B. Aminoethylethanolamin. Ob­ schon diese Verbindungen über ausgezeichnete avivierende Ei­ genschaften verfügen, ist die biologische Abbaubarkeit sowie das Sensibilisierungspotential einer Reihe von Produkten nicht vollständig befriedigend [vgl. Seifen-Öle-Fette-Wachse, 117, 287 und 690 (1991)]. Die - freilich mehr theoretische - Möglichkeit, daß ausgehend von kationischen Tensiden in wäß­ rigen Zubereitungen Spuren von Nitrosaminen gebildet werden könnten, führt ferner zu einem Marktbedürfnis nach Avivage­ mitteln, die frei von stickstoffhaltigen Verbindungen sind.
Aus dem umfangreichen Stand der Technik auf dem Gebiet der Avivage- und Wäscheweichspülmittel sind tatsächlich eine Reihe von anionischen Verbindungen bekannt, die ebenfalls über avivierende Eigenschaften verfügen und dabei gut bio­ logisch abbaubar sind. Das Leistungsvermögen der bislang be­ kannten anionischen Avivagemittel ist jedoch so gering ein­ zustufen, daß sie trotz ökotoxikologischer Vorteile bislang nicht Eingang in Handelsprodukte gefunden haben.
Die Aufgabe der Erfindung bestand nun darin, neue stick­ stofffreie anionaktive Avivagemittel zu entwickeln, die frei von den geschilderten Nachteilen sind.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung sind stickstofffreie anionaktive Avivagemittel, enthaltend sulfatierte Fettsäurepartialglyce­ ride der Formel (I)
in der
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für mindestens einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, mindestens eine Sulfatgruppe und gege­ benenfalls eine Hydroxylgruppe und m, n und p für 0 oder Zah­ len von 1 bis 10 stehen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß sulfatierte Fettsäu­ repartialglyceride sehr gute avivierende Eigenschaften be­ sitzen, biologisch leicht abbaubar sind und somit alle Vor­ aussetzungen erfüllen, um erfolgreich in Avivage- und Wäsche­ weichspülmittel eingesetzt werden zu können.
Einsatzstoffe
Bei den sulfatierten Fettsäurepartialglyceriden handelt es sich um bekannte Stoffe, die mit Hilfe einschlägiger Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Ein bevorzugtes Verfahren besteht beispielsweise darin, tech­ nische Partialglyceridgemische mit hohem Diglyceridgehalt in kontinuierlich betriebenen Fallfilmreaktoren mit gasförmigem Schwefeltrioxid zu sulfatieren und die Produkte anschließend in Natronlauge einzutragen und zu neutralisieren [vgl. DE-A1 40 38 477, Henkel].
Unter dem Begriff Fettsäurepartialglycerid ist danach ein technisches Gemisch von Mono-, Di- und Triglyceriden zu ver­ stehen, das noch Anteile freien Glycerins enthalten kann. Vorzugsweise werden solche Gemische eingesetzt, die einen Gehalt von 25 bis 50, vorzugsweise 35 bis 40 Gew.-% Digly­ cerid - bezogen auf die Mischung - aufweisen.
Dementsprechend stellen die resultierenden sulfatierten Fettsäurepartialglyceride ebenfalls technische Mischungen dar, die neben sulfatierten Diglyceriden, vor allem Mono­ glyceridsulfate und unsulfierte Anteile enthalten können. Vorzugsweise liegt der Anteil der sulfatierten 1,2- bzw. 1,3-Diglyceride bei 30 bis 60 Gew.-% - bezogen auf den An­ iontensidgehalt.
Die sulfatierten Fettsäurepartialglyceride können auch Ethy­ lenoxidgruppen im Molekül enthalten. Derartige Verbindungen sind ebenfalls prinzipiell bekannt und können beispielsweise durch Ethoxylierung von Fettsäurepartialestern und nachfol­ gende Sulfatierung hergestellt werden. Die Summe der Indices m, n und p gibt den Ethoxylierungsgrad wieder, wobei jeder einzelne Index für 0 oder Zahlen von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 7 stehen kann. Demzufolge werden die bevorzugten Ethy­ lenoxid enthaltenden sulfatierten Fettsäurepartialglyceride durch Sulfatierung von Anlagerungsprodukten von durchschnitt­ lich 6 bis 21 und insbesondere 10 bis 15 Mol Ethylenoxid an Fettsäurepartialglyceride erhalten. Es sei darauf hingewie­ sen, daß m, n und p nicht zwangsläufig die gleichen Werte darstellen müssen, da im Fall der Ethoxylierung von Fettsäu­ repartialestern eine Konkurenz zwischen der Anlagerung von Ethylenoxid an freie Hydroxylgruppen und der Insertion in die Esterbindung vorliegt. Auch die resultierende Homologenver­ teilung kann in Abhängigkeit des verwendeten Katalysators konventionell oder eingeengt sein.
Vorzugsweise sind in den erfindungsgemäßen Mitteln sulfatier­ te Fettsäurepartialglyceride der Formel (I) enthalten, in der R1 und R3 für Acylreste und R2 für eine Sulfatgruppe bzw. in der R¹ und R² für Acylreste und R³ für eine Sulfatgruppe und m, n und p für 0 steht. Unter dem Begriff "Sulfatgruppe" ist in diesem Zusammenhang eine -SO3X-Gruppe zu verstehen, in der X für Ammonium, Alkylammonium bzw. ein Alkali- und/oder Erd­ alkalimetall, vorzugsweise Natrium steht.
Weiterhin bevorzugt sind Mittel, die sulfatierte Fettsäu­ repartialglyceride der Formel (I) enthalten, in der R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für mindestens einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und m, n und p für 0 stehen.
Als besonders vorteilhaft im Hinblick auf ihre weichmachenden Eigenschaften haben sich solche stickstofffreien anionaktiven Avivagemittel erwiesen, die sulfatierte Diglyceride auf Basis von C16/18-Talgfettsäure enthalten. Die Talgfettsäurekompo­ nente kann dabei gesättigt, teilweise gesättigt oder über­ wiegend ungesättigt sein.
Üblicherweise können die erfindungsgemäßen stickstofffreien anionaktiven Avivagemittel die sulfatierten Fettsäurepartial­ glyceride der Formel (I) in Mengen von 1 bis 100, vorzugswei­ se 50 bis 95 Gew.-% - bezogen auf den Feststoffgehalt der Mittel - enthalten. Die Mittel selbst kommen in der Regel als wäßrige Konzentrate mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 70 Gew.-% oder in Form geschuppter Ware in den Handel. Neben den genannten sulfatierten Fettsäurepartialglyceriden können sie weitere übliche Hilfs- und Zusatzstoffe in den üblichen Men­ gen enthalten, so z. B. Dispergatoren, Parfümstoffe und Vis­ kositätsregulatoren.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die in den erfindungsgemäßen Avivagemitteln enthaltenen sul­ fatierten Fettsäurepartialglyceride sind ökotoxikologisch sehr gut verträglich und verleihen textilen Flächengebilden, aber auch Leder und Papier einen angenehmen Weichgriff. Die erfindungsgemäßen Mittel können daher beispielsweise zur kon­ tinuierlichen oder diskontinuierlichen Ausrüstung von Texti­ lien eingesetzt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher ihre Verwendung zur Herstellung von Avivage- und Wäscheweichspül­ mitteln, in denen sie in Mengen von 1 bis 70, vorzugsweise 10 bis 50 und insbesondere 15 bis 30 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können. Des weiteren können die er­ findungsgemäßen Mittel weitere übliche Zusatzstoffe, wie z. B. Tenside, Emulgatoren, Kunstharze, Katalysatoren und op­ tische Aufheller enthalten.
Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.
Beispiele I. Herstellbeispiel
Sulfierung von C16/18-Talgfettsäurediglycerid. In einem kon­ tinuierlich arbeitenden Fallfilmreaktor (Länge 120 cm, Quer­ schnitt 1 cm, Eduktdurchsatz 600 g/h) mit Mantelkühlung und seitlicher SO3-Begasung wurden 2780 g (5 mol) eines techni­ schen Diglycerids der Zusammensetzung
Monoglycerid: 15,1 Gew.-%
Diglycerid: 38,3 Gew.-%
Triglycerid: 38,0 Gew.-%
Hydroxylzahl: 97
Verseifungszahl: 187
Säurezahl: 2,6
Iodzahl: 41
bei 95°C mit Schwefeltrioxid umgesetzt. Das Einsatzverhältnis betrug 0,95 mol SO3 pro Mol im Partialglyceride enthaltener Hydroxylgruppen. Das Schwefeltrioxid wurde durch Erhitzen aus einer entsprechenden Menge 65 gew.-%igen Oleums ausgetrieben, mit Stickstoff auf eine Konzentration von 5 Vol.-% verdünnt und über eine Düse mit dem Diglyceridfilm in Kontakt ge­ bracht. Danach wurde das rohe Sulfierprodukt mit 37 gew.-%iger Natriumhydroxidlösung in eine 1 gew.-%igen Lösung von Natriumtriphosphat eingerührt und bei pH = 6,5 bis 8 neutra­ lisiert.
Kenndaten des Produktes
Aniontensidgehalt nach Epton: 21,3 Gew.-% (MG = 680,5)
Unsulfiertes: 10,1 Gew.-%
Natriumsulfat: 1,4 Gew.-%
Wasser: 61,2 Gew.-%
Der Aniontensidgehalt (WAS) sowie die Unsulfierten Anteile (US) wurden nach den DGF-Einheitsmethoden, Stuttgart 1950- 1984, H-III-10 und G-II-6b ermittelt.
II. Anwendungsbeispiel
Die Avivagewirkung des erfindungsgemäßen Mittels (A) wurde im Foulard-Verfahren durch Zwangsapplikation auf ein Baumwoll­ gewebe ermittelt. Die Weichheitsleistung wurde durch Abtasten von einem Testpersonen-Panel (6 Personen) bestimmt. Als Ver­ gleich diente ein handelsübliches Avivagemittel auf Basis eines Fettsäurepolyaminkondensats (B). Dabei galten folgende Vorgaben:
Konzentration: 30 g/l der 20gew.-%igen Produkte
Material: Frottee-Gewebe
Flottenaufnahme: ca. 80 Gew.-% bezogen auf trockenes Gewebe
Trocknung: 3 min bei 1340°C
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt:
Tabelle 1
Bestimmung der Weichheitsleistung

Claims (7)

1. Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel, enthaltend sulfatierte Fettsäurepartialglyceride der Formel (I) in der
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für mindestens ei­ nen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, mindestens eine Sulfat­ gruppe und gegebenenfalls eine Hydroxylgruppe und m, n und p für 0 oder Zahlen von 1 bis 10 stehen.
2. Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie sulfatierte Fettsäu­ repartialglyceride der Formel (I) enthalten, in der R1 und R3 für Acylreste, R2 für eine Sulfatgruppe und m, n und p für 0 steht.
3. Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel nach den An­ sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie sul­ fatierte Fettsäurepartialglyceride der Formel (I) ent­ halten, in der R1 und R2 für Acylreste, R3 für eine Sul­ fatgruppe und m, n und p für 0 steht.
4. Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel nach den An­ sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie sul­ fatierte Fettsäurepartialglyceride der Formel (I) ent­ halten, in der R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für mindestens einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffato­ men und m, n und p für 0 stehen.
5. Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel nach den An­ sprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie sul­ fatierte Diglyceride auf Basis von C16/18-Talgfettsäure enthalten.
6. Stickstofffreie anionaktive Avivagemittel nach den An­ sprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie die sulfatierten Fettsäurepartialglyceride der Formel (I) in Mengen von 1 bis 100 Gew.-% - bezogen auf den Fest­ stoffgehalt der Mittel - enthalten.
7. Verwendung von sulfatierten Fettsäurepartialglyceriden nach Anspruch 1 zur Herstellung von Avivage- und Wä­ scheweichspülmitteln.
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