DE60207874T2

DE60207874T2 - Weichspülmittel

Info

Publication number: DE60207874T2
Application number: DE60207874T
Authority: DE
Inventors: D. S. Wirral GRAINGER; A. D. Wirral GREEN; J. F. Wirral HUBBARD; M. S. Wirral MOHAMMADI; D. C. Wirral SAYLE
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: CZ299081B6; DE60207874D1; ES2252543T3; CN1250690C; HUP0402091A2; MXPA04002237A; ZA200401542B; EP1425373A1; CA2459170A1; HUP0402091A3; CN1582323A; BR0212382A; WO2003022970A1; GB0121802D0; AR036465A1; CZ2004347A3; US20030114338A1; US6992059B2; PL369073A1; ATE312156T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Weichmacherzusammensetzungen. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf Weichmacherzusammensetzungen, umfassend eine Esterverknüpfte quartäre Ammoniumverbindung und eine langkettige Fettverbindung.
Hintergrund der Erfindung
Es ist allgemein bekannt, flüssige Weichmacherzusammensetzungen bereitzustellen, die in dem Spülkreislauf weichmachen.
Solche Zusammensetzungen umfassen weniger als 7,5 Gew.-% Weichmacher, wobei in diesem Fall die Zusammensetzung als „verdünnt" definiert wird, 7,5 bis etwa 30 Gew.-% aktive Verbindungen, wobei in diesem Fall die Zusammensetzungen als „konzentriert" definiert werden, oder mehr als etwa 30 Gew.-% aktive Verbindungen, wobei in diesem Fall die Zusammensetzung als „superkonzentriert" definiert wird.
Konzentrierte und superkonzentrierte Zusammensetzungen sind wünschenswert, da diese weniger Verpackung benötigen und deshalb umweltverträglicher sind als verdünnte oder halbverdünnte Zusammensetzungen.
Ein Problem, das häufig mit konzentrierten und superkonzentrierten Weichmacherzusammensetzungen, wie oben definiert, verbunden ist, ist, daß das Produkt bei der Lagerung nicht stabil ist, insbesondere wenn es bei hohen Temperaturen gelagert wird. Die Instabilität kann sich selbst durch das Verdicken des Produktes bei der Lagerung manifestieren, sogar bis zu dem Punkt, daß das Produkt nicht länger gießbar ist.
Das Problem des Verdickens bei der Lagerung ist besonders offensichtlich in konzentrierten und superkonzentrierten Weichmacherzusammensetzungen, die ein Ester-verknüpftes quartä res Ammoniumweichmachermaterial mit einer oder mehreren vollständig gesättigten Alkylketten umfassen.
Jedoch ist es wünschenswert, Ester-verknüpfte Verbindungen aufgrund ihrer inhärenten biologischen Abbaubarkeit zu verwenden, und im wesentlichen vollständig gesättigte quartäre Ammoniumweichmacherverbindungen aufgrund ihrer ausgezeichneten Weichmacherfähigkeiten und, weil sie gegen den oxidativen Abbau (was zur Erzeugung von üblem Geruch führen kann) stabiler sind als teilweise gesättigte oder vollständig ungesättigte quartäre Ammoniumweichmacherverbindungen, zu verwenden.
Von den Typen der bekannten Ester-verknüpften quartären Ammoniummaterialien ist es wünschenswert, die zu verwenden, die auf Triethanolamin basieren, das mindestens eine Monoester-verknüpfte Komponente und mindestens eine Triester-verknüpfte Komponente produziert, da das Rohmaterial eine niedrige Schmelztemperatur aufweist, was es ermöglicht, daß das Herstellungsverfahren der Zusammensetzung bei niedrigen Temperaturen stattfindet. Dies verringert die Schwierigkeiten, die mit der Handhabung bei hohen Temperaturen, dem Transport und Verarbeiten des Rohmaterials und den daraus hergestellten Zusammensetzungen verbunden sind.
Ein weiteres bekanntes Problem, das die konzentrierten und superkonzentrierten Weichmacherzusammensetzungen betrifft, ist, daß die anfängliche Viskosität einer vollständig formulierten Zusammensetzung sehr hoch sein kann, bis zu einem Punkt, so daß die Zusammensetzung im wesentlichen nicht gießbar ist.
Das Problem der unerwünscht hohen anfänglichen Viskosität und Viskostabilität bei der Lagerung ist vorher in verschiedenen Wegen angesprochen worden.
Beispielsweise offenbart EP-A2-0415698 (Unilever) die Verwendung von Elektrolyten, Polyelektrolyten oder entkoppelnden Polymeren, um die anfängliche Viskosität der Weichmacherzusammensetzungen zu verringern.
Es ist ebenso bekannt, daß eine Energiezufuhr, wie Mahlen oder Scherung des Produktes, die Produktviskosität verringern kann. Jedoch können die Zusammensetzungen, die durch beide diese Ansätze hergestellt wurden, unter kolloidaler Instabilität leiden. Ebenso sind Mahl- oder Scherprodukte in einem Herstellungsverfahren im industriellen Maßstab zeitaufwendig und teuer.
DE 2503026 (Hoechst) offenbart Formulierungen, umfassend 3 bis 12% eines Weichmachers (ein Gemisch aus Nicht-Esterquartärammoniumverbindungen und Imidazolingruppenenthaltenden Verbindungen), 1 bis 6% eines kationischen Desinfektionsmittels, 0,1 bis 5% eines Niederalkohols, 0,5 bis 5% eines Fettalkohols und 0 bis 5% eines nicht-ionischen Emulgators.
WO 99/50378 (Unilever) bezieht sich auf Zusammensetzungen, umfassend 1 bis 8% einer quartären Ammoniumverbindung, eines Stabilisators und eines Fettalkohols. Der Fettalkohol liegt vor, um die verdünnte Zusammensetzung zu verdicken. Die Offenbarung bezieht sich nur auf verdünnte Zusammensetzungen und ist daher keineswegs auf das Problem, das in der vorliegenden Erfindung angesprochen wird, der Lagerstabilität bei hoher Temperatur von konzentrierten Zusammensetzungen, gerichtet.
US 48448-23 (Colgate-Palmolive) offenbart eine Zusammensetzung, umfassend 3 bis 20 Gew.-% der Kombination eines Gemisches aus quartären Ammoniumweichmacherverbindungen und Fettalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 6 : 1 bis 2,8 : 1. Es werden nur Nicht-Esterquartärammoniumverbindungen veranschaulicht und es gibt keine Offenbarung oder Lehre von vollständig gesättigten quartären Ammoniumverbindungen.
Der Stand der Technik richtet sich nicht darauf, wie man die Probleme der hohen anfänglichen Viskosität und/oder der Lagerungsstabilität bei hohen Temperaturen in konzentrierten Zusammensetzungen, umfassend vollständig gehärtete Quariärammoniumester-verknüpfte Verbindungen, basierend auf Triethanolamin, überwindet, noch schlägt er es vor.
WO 93/23510 (Procter & Gamble) erwähnt Fettalkohole und Fettsäuren als optionale nichtionische Weichmacher und lehrt, daß sie das Fließvermögen der Vormischungsschmelzen verbessern können. Es gibt keinen Verweis auf das Verringern der Viskosität von Dispersionen, die aus Vormischungsschmelzen hergestellt wurden.
WO 98/49132, US 4213867, US 4386000, GB-A-2007734, DE 2503026 , DE 3150179, US 5939377, US 93915867 und US 3644203 offenbaren alle Weichmacherzusammensetzungen, die Fettalkohole umfassen. Fettalkohole sind als Co-Weichmacher und zur Erhöhung der Viskosität der Zusammensetzungen bekannt.
WO 01/46360 (Unilever) ist auf eine Weichmacherzusammensetzung gerichtet, umfassend eine Quartärammoniumweichmacherverbindung mit mindestens einer Esterverknüpfung und einem alkoxylierten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel. Jedoch offenbart dieses Dokument kein spezielles Gemisch aus quartären Ammoniumverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gegenstände der Erfindung
Die vorliegende Erfindung versucht ein oder mehrere der oben erwähnten Probleme anzusprechen, und einen oder mehrere der oben erwähnten Vorteile, die von den Verbrauchern gewünscht werden, zu gewährleisten.
Es ist überraschenderweise herausgefunden worden, daß durch Einbringen einer Fettkomponente, die eine lange Alkylkette umfaßt, und Fettalkohole oder Fettsäuren umfaßt (hierin nachstehend als „Fettkomplexbildner" bezeichnet), zusammen mit einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel in Weichmacherzusammensetzungen, umfassend ein quartäres Ammoniumweichmachermaterial mit im wesentlichen vollständig gesättigten Alkylketten, mindestens einer Monoester-verknüpften Komponente und mindestens einer Triesterverknüpften Komponente, wobei der Fettkomplexbildner in einer Menge vorliegt, die signifikant höher ist, als sie normalerweise in traditionellen Weichmacherzusammensetzungen vorliegt, die Stabilität und die anfängliche Viskosität der Zusammensetzung dramatisch verbessert werden kann. Insbesondere kann das unerwünschte Verdicken der Zusammensetzung bei der Lagerung vermieden werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Weichmacherzusammensetzung bereitgestellt, umfassend:

(a) 7,5 bis 80 Gew.-% eines Ester-verknüpften Quartärammoniumweichmachermaterials, umfassend mindestens eine Monoester-Komponente und mindestens eine Triester-Komponente;
(b) 0,01 bis 10 Gew.-% eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels, und
(c) mehr als 1,5 bis 15 Gew.-% eines Fettkomplexbildners, der einen Fettalkohol oder eine Fettsäure umfaßt;

Es wird ebenso ein Verfahren zur Behandlung von Geweben bereitgestellt, welches das Kontaktieren der obengenannten Zusammensetzung mit Geweben in einem Wäschebehandlungsverfahren umfaßt.
Es wird außerdem die Verwendung eines Fettalkohols oder einer Fettsäure in einer konzentrierten Weichmacherzusammensetzung, die ein Ester-verknüpftes quartäres Ammoniumweichmachermaterial umfaßt, umfassend mindestens eine Komponente mit einer einzelnen Esterverknüpfung und mindestens eine Komponente mit drei Esterverknüpfungen, bereitgestellt, um die Lagerstabilität der Zusammensetzung zu verbessern.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „umfassend" „einschließlich" oder „bestehend aus". Das heißt, die Schritte, Komponenten, Inhaltsstoffe oder Merkmale, auf die sich der Ausdruck „umfassend" bezieht, sind nicht erschöpfend.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind vorzugsweise Weichspülerzusammensetzungen, stärker bevorzugt wässerige Weichspülerzusammensetzungen zur Verwendung in dem Spülkreislauf eines Haushaltswäscheverfahrens.
quartäres Ammoniumweichmachermaterial
Das Weichmachermaterial, das in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet wird, umfaßt ein oder mehrere quartäre Ammoniummaterialien, die mindestens eine Monoester-verknüpfte und mindestens eine Triester-verknüpfte Komponente umfassen.
Unter Mono-, Di- und Tri-ester-verknüpften Komponenten ist zu verstehen, daß das quartäre Ammoniumweichmachermaterial eine quartäre Ammoniumverbindung, umfassend eine einzelne Esterverknüpfung mit einer daran angelagerten Fetthydrocarbylkette, eine quartäre Ammoniumverbindung, umfassend zwei Esterverknüpfungen, wobei jede davon eine daran angelagerte Fetthydrocarbylkette aufweist, und eine quartäre Ammoniumverbindung, umfassend drei Esterverknüpfungen, wobei jede davon eine daran angelagerte Fetthydrocarbylkette aufweist, umfaßt.
Nachstehend werden typische Niveaus von Mono-, Di- und Triester-Komponenten in einem Weichmachermaterial, das in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet wird, gezeigt.
Das Niveau der Monoester-verknüpften Komponente des quartären Ammoniummaterials, das in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet wird, liegt vorzugsweise zwischen 8 und 40 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Rohmaterials, zu dem das quartäre Ammoniummaterial zugeführt wird.
Das Niveau der Triester-verknüpften Komponente liegt vorzugsweise zwischen 20 und 50%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Rohmaterials, zu dem das quartäre Ammoniummaterial zugeführt wird.
Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Kettenlänge der Alkyl- oder Alkenylgruppe mindestens C₁₄, stärker bevorzugt mindestens C₁₆. Am stärksten bevorzugt haben mindestens die Hälfte der Ketten eine Länge von C₁₈.
Es ist im Allgemeinen bevorzugt, wenn die Alkyl- oder Alkenylketten überwiegend linear sind.
Das bevorzugte Ester-verknüpfte kationische Quartärammoniumweichmachermaterial zur Verwendung in der Erfindung wird durch Formel (I):
dargestellt, worin jedes R unabhängig voneinander aus einer C_5-35-Alkyl- oder -Alkenylgruppe ausgewählt ist, R¹ eine C_1-4-Alkyl- oder -Hydroxyalkylgruppe oder eine C_2-4-Alkenylgruppe darstellt,
ist;
n 0 oder eine ganze Zahl, ausgewählt aus 1 bis 4, ist, m 1, 2 oder 3 ist und die Zahl an Einheiten angibt, auf die es sich bezieht und die direkt an dem N-Atom hängen, und X^– eine anionische Gruppe ist, wie Halogenide oder Alkylsulfate, beispielsweise Chlorid, Methylsulfat oder Ethylsulfat.
Besonders bevorzugte Materialien innerhalb dieser Klasse sind Dialkyl- und Dialkenylester von Triethanolammoniummethylsulfat. Kommerzielle Beispiele von Verbindungen innerhalb dieser Formel sind Tetranyl^® AHT-1 (di-gehärteter Talgoylester von Triethanolammoniummethylsulfat 85% aktiv), L1/90 (teilweise gehärteter Talgester von Triethanolammoniummethylsulfat 90% aktiv) und L5/90 (Palmester von Triethanolammoniummethylsulfat 90% aktiv), alle von Kao Coporation, Rewoquat WE18 und WE20 (beide sind teilweise gehärteter Talgester von Triethanolammoniummethylsulfat 90% aktiv), beide von Goldschmidt Corporation und Stepantex VK-90 (teilweise gehärteter Talgester von Triethanolammoniummethylsulfat 90% aktiv), von Stepan Company.
Iodzahl der Stammfettacylgruppe oder -säure
Die Iodzahl der Stammfettacylverbindung oder -säure, aus der das quartäre Ammoniumweichmachermaterial gebildet wird, beträgt 0 bis 20, vorzugsweise 0 bis 5, stärker bevorzugt 0 bis 2. Am stärksten bevorzugt beträgt die Iodzahl der Stammfettsäure oder -acylgruppe, aus der das quartäre Ammoniumweichmachermaterial gebildet wird, 0 bis 1. Das heißt, es ist bevorzugt, daß die Alkyl- oder Alkenylketten im wesentlichen vollständig gesättigt sind.
Wenn irgendein ungesättigtes quartäres Ammoniumweichmachermaterial in der Zusammensetzung vorliegt, stellt die Iodzahl, auf die man sich oben bezieht, die mittlere Iodzahl der Stammfettacylverbindungen oder -fettsäuren von allen vorliegenden quartären Ammoniummaterialien dar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Iodzahl der Stammfettacylverbindung oder -säure, aus der das Weichmachermaterial gebildet wird, als die Grammzahl von Iod definiert, welches mit 100 g der Verbindung reagiert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zur Berechnung der Iodzahl einer Stammfettacylverbindung/säure das Lösen einer vorgeschriebenen Menge (von 0,1 bis 3 g) in etwa 15 ml Chloroform. Die gelöste Stammfettyacylverbindung/fettysäure wird dann mit 25 ml Iodmonochlorid in Essigsäurelösung (0,1 M) umgesetzt. Dazu werden 20 ml 10%ige Kaliumiodidlösung und etwa 150 ml vollentsalztes Wasser zugegeben. Nachdem die Zugabe des Halogens stattfand, wird der Überschuß des Iodmonochlorids durch Titration mit Natriumthiosulfatlösung (0,1 M) in Gegenwart eines blauen Stärkeindikatorpulvers bestimmt. Gleichzeitig wird eine Blindprobe mit derselben Menge an Reagenzien und unter denselben Bedingungen bestimmt. Der Unterschied zwischen dem Volumen an Natriumthiosulfat, das in der Blindprobe verwendet wird, und dem, das in der Reaktion mit der Stammfettacylverbindung oder -fettsäure verwendet wird, ermöglicht es, die Iodzahl zu berechnen.
Das Quartärammoniumweichmachermaterial der Formel (I) liegt in einer Menge von etwa 7,5 bis 80 Gew.-% des Quatärammoniummaterials (Wirkstoff), basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, stärker bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 11 bis 40 Gew.-%, beispielsweise 12,5 bis 25 Gew.-% vor.
Ausgeschlossene quartäre Ammoniumverbindungen
quartäre Ammoniumweichmachermaterialien, die frei von Esterverknüpfungen sind, oder wenn Ester-verknüpft, keine Monoester-verknüpfte Komponente und Triester-verknüpfte Komponente umfassen, sind aus dem Umfang der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen. Beispielsweise werden quartäre Ammoniumverbindungen mit den folgenden Formeln ausgeschlossen:
worin R¹, R², T, n und X^– wie oben definiert sind; und
wo R₁ bis R₄ durch Esterverknüpfungen unterbrochen sind, R₁ und R₂ C_8-28-Alkyl- oder -Alkenylgruppen sind; R₃ und R₄ C_1-4-Alkyl- oder C_2-4-Alkenylgruppen sind und X^– wie oben definiert ist.
Fettkomplexbildner
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen einen Fettkomplexbildner, der Fettalkohole und Fettsäuren umfaßt. Von diesen sind Fettalkohole am stärksten bevorzugt.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Monoesterquartärammoniumspezies von Verbindung (a) mit dem Fettkomplexiermaterial mit Vorzug auf irgendein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel, das in der Zusammensetzung vorliegt, komplexiert und das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel befreit wird, wodurch die Struktur der Zusammensetzung fragmentiert wird, wobei die Zusammensetzung mit verringerter Teilchen größe bereitgestellt wird und dadurch zu der überraschenden Verringerung der Viskosität der konzentrierten Zusammensetzung beiträgt.
Es wird ebenso angenommen, daß die höheren Monoesterniveaus, die in den Zusammensetzungen vorliegen, die die quartären Ammoniummaterialien auf Triethanolaminbasis umfassen, die Zusammensetzung durch Erschöpfungsausflockung destabilisieren können. Durch die Verwendung des Fettkomplexiermaterials, um die Monoesterkomponente zu komplexieren. wird die Erschöpfungsausflockung signifikant verringert.
Mit anderen Worten „neutralisiert" die Fettkomponente bei erhöhten Niveaus, wie durch die vorliegende Erfindung erfordert, die Monoesterkomponente des quartären Ammoniummaterials.
Die Anmelder nehmen ebenso an, daß das Komplexieren der Monoester-verknüpften Komponente (die nicht zum Weichmachen beiträgt) mit dem Fettkomplexiermaterial ein Material bereitstellt, das zum Weichmachen beiträgt.
Bevorzugte Fettsäuren umfassen gehärtete Talgfettsäure (erhältlich unter dem Markennamen Pristerene von Uniqema).
Bevorzugte Fettalkohole umfassen gehärteten Talgalkohol (erhältlich unter den Markennamen Stenol und Hydrenol von Cognis und Laurex CS von Albright and Wilson) und Behenylalkohol, ein C22-Kettenalkohol, erhältlich als Lanette 22 (von Henkel).
Der Fettkomplexbildner liegt in einer Menge von mehr als 1,5 bis 15 Gew.-% vor, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Stärker bevorzugt liegt die Fettkomponente in einer Menge von 1,6 bis 10 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 1,7 bis 5 Gew.-%, beispielsweise 1,8 bis 4 Gew.-% vor.
Das Gewichtsverhältnis der Monoesterkomponente des quartären Ammoniumweichmachermaterials zu dem Fettkomplexbildner beträgt vorzugsweise 5 : 1 bis 1 : 5, stärker bevorzugt 4 : 1 bis 1 : 4, am stärksten bevorzugt 3 : 1 bis 1 : 3, beispielsweise 2 : 1 bis 1 : 2.
Berechnung der Monoester-verknüpften Komponente des quartären Ammoniummaterials
Die quantitative Analyse der Monoester-verknüpften Komponente des quartären Ammoniummaterials wird durch die Verwendung von quantitativer ¹³C-NMR-Spektroskopie mit umkehrgesteuertem ¹H-Entkopplungsschema durchgeführt.
Die Probe der bekannten Masse des Quartärammoniumrohmaterials wird zunächst in einem bekannten Volumen von CDCl₃ zusammen mit einer bekannten Menge eines Assaymaterials, wie Naphthalin, gelöst. Ein ¹³C-NMR-Spektrum dieser Lösung wird dann unter Verwendung von sowohl einem umkehrgesteuertem Entkopplungsschema als auch einem Relaxationsmittel aufgezeichnet. Das umkehrgesteuerte Entkopplungsschema wird verwendet, um sicherzustellen, daß irgendwelche Overhauser-Effekte unterdrückt werden, während das Relaxationsmittel verwendet wird, um sicherzustellen, daß die negativen Folgen der langen t₁ Relaxationszeiten überwunden werden (d. h. ein adäquates Singal-Rausch-Verhältnis kann in einer vernünftigen Zeitskala erreicht werden).
Die Signalintensitäten von charakteristischen Peaks von sowohl den Kohlenstoffatomen in dem quartären Ammoniummaterial als auch dem Naphthalin werden verwendet, um die Konzentration der Monoester-verknüpften Komponente des quartären Ammoniummaterials zu berechnen. In dem quartären Ammoniummaterial stellt das Signal den Kohlenstoff der Stickstoff-Methylgruppe an der quartären Ammoniumkopfgruppe dar. Die chemische Verschiebung der Stickstoff-Methylgruppe verändert sich leicht aufgrund des unterschiedlichen Veresterungsgrades; charakteristische chemische Verschiebungen für die Mono-, Di- und Triesterverknüpfungen sind 48,28, 47,97 bzw. 47,76 ppm. Alle Peaks aus den Naphthalinkohlenstoffen, die frei von gegenseitiger Beeinflussung von anderen Komponenten sind, können verwendet werden, um die Masse der Monoester-verknüpften Komponente, die in der Probe vorliegt, folgendermaßen zu berechnen: MasseMQ(mg/ml) = (MasseNaph × IMQ × NNaph × MMQ)/(INaph × NMQ × MNaph)wo Masse_MQ = Masse Monoester-verknüpftes quartäres Ammoniummaterial in mg/ml, Masse_Naph = Masse Naphthalin in mg/ml, I = Peakintensität, N = Zahl an teilhabenden Kernen und M = relative Molekularmasse. Die relative Molekularmasse von verwendetem Naphthalin beträgt 128,17 und die relative Molekularmasse der Monoester-verknüpften Komponente des quartären Ammoniummaterials wird als 526 genommen.
Der Gewichtsprozentsatz des Monoester-verknüpften quartären Ammoniummaterials in dem Rohmaterial kann daher berechnet werden: % Monoester-verknüpftes quartäres Ammoniummaterials in dem Rohmaterial = (MasseMQ/MasseHT-TEA) × 100wo Masse_HT-TEA = Masse des quartären Ammoniummaterials und sowohl Masse_MQ als auch Masse_HT-TEA werden als mg/ml ausgedrückt.
Zur Erläuterung der NMR-Technik siehe „100 and More Basic NMR Experiments", S Braun, H-O Kalinowski, S Berger, 1. Auflage, Seiten 234–236.
Nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel
Es ist bevorzugt, daß die Zusammensetzungen außerdem ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel umfassen. Typischerweise können diese für die Zwecke zur Stabilisierung der Zusammensetzungen einbezogen werden.
Geeignete nicht-ionische oberflächenaktive Mittel umfassen Additionsprodukte von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid mit Fettalkoholen, Fettsäuren und Fettaminen.
Irgendwelche der alkoxylierten Materialien des speziellen Typs, die nachstehend beschrieben werden, können als nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel verwendet werden.
Geeignete oberflächenaktive Mittel sind im wesentlichen wasserlösliche oberflächenaktive Mittel der allgemeinen Formel: R-Y-(C₂H₄O)_z-C₂H₄OH wo R aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus primären, sekundären und verzweigtkettigen Alkyl- und/oder Acylhydrocarbylgruppen; primären, sekundären und verzweigtkettigen Alkenylhydrocarbylgruppen; und primären, sekundären und verzweigtkettigen Alkenylsubstituierten phenolischen Hydrocarbylgruppen; wobei die Hydrocarbylgruppen eine Ketten länge von 8 bis etwa 25, vorzugsweise 10 bis 20, beispielsweise 14 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweisen.
In der allgemeinen Formel für das ethoxylierte nicht-ionische oberflächenaktive Mittel ist Y typischerweise:
--O--, --C(O)O--, --C(O)N(R)-- oder --C(O)N(R)R--
worin R die oben angegebene Bedeutung aufweist oder Wasserstoff sein kann; und Z mindestens 8, vorzugsweise mindestens etwa 10 oder 11 ist.
Vorzugsweise weist das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel einen HLB von etwa 7 bis etwa 20, stärker bevorzugt 10 bis 18, beispielsweise 12 bis 16 auf.
Beispiele der nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel folgen. In den Beispielen definiert die ganze Zahl die Anzahl an Ethoxygruppen (EO-Gruppen) in dem Molekül.
A. Geradkettige primäre Alkoholalkoxylate
Die Deca-, Undeca-, Dodeca-, Tetradeca- und Pentadecaethoxylate von n-Hexadecanol und n-Octadecanol mit einem HLB innerhalb des hierin zitierten Bereiches sind nützliche Viskositäts/Dispergierbarkeits-Modifikatoren im Rahmen dieser Erfindung. Beispielhafte ethoxylierte primäre Alkohole, die hierin als die Viskositäts/Dispergierbarkeits-Modifikatoren der Zusammensetzungen nützlich sind, sind C₁₈ EO(10) und C₁₈ EO(11). Die Ethoxylate der gemischten natürlichen oder synthetischen Alkohole in dem „Talgkettenlängenbereich" sind ebenso hierin nützlich. Spezielle Beispiele von solchen Materialien umfassen Talgalkohol-EO(11), Talgalkohol-EO(18) und Talgalkohol-EO(25), Kokosalkohol-EO(10), Kokosalkohol-EO(15), Kokosalkohol-EO(20) und Kokosalkohol-EO(25).
B. Geradkettige sekundäre Alkoholalkoxylate
Die Deca-, Undeca-, Dodeca-, Tetradeca-, Pentadeca-, Octadeca- und Nonadeca-ethoxylate von 3-Hexadecanol, 2-Octadecanol, 4-Eicosanol und 5-Eicosanol mit einem HLB innerhalb des hierin zitierten Bereiches sind nützliche Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeitsmodifikatoren im Rahmen dieser Erfindung. Beispielhafte ethoxylierte sekundäre Alkohole, die hierin als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeitsmodifikatoren der Zusammensetzungen nützlich sind, sind: C₁₆ EO(11); C₂₀ EO(11) und C₁₆ EO(14).
C. Alkylphenolalkoxylate
sie in dem Fall der Alkoholalkoxylate sind die Hexa- bis Octadeca-ethoxylate von alkylierten Phenolen, besonders einwertigen Alkylphenolen, mit einem HLB innerhalb des hierin zitierten Bereiches als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeitsmodifikatoren der vorliegenden Zusammensetzungen nützlich. Die Hexa- bis Octadeca-ethoxylate von p-Tri-decylphenol, m-Pentadecylphenol und dergleichen sind hierin nützlich. Beispielhafte ethoxylierte Alkylphenole, die als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeitsmodifikatoren der Gemische hierin nützlich sind, sind: p-Tridecylphenol EO(11) und p-Pentadecylphenol EO(18).
Wie hierin verwendet und wie im allgemeinen in der Technik erkannt, ist eine Phenylengruppe in der nicht-ionischen Formel das Äquivalent einer Alkylengruppe, die 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält. Für die vorliegenden Zwecke enthalten nicht-ionische Verbindungen, die eine Phenylengruppe enthalten, eine äquivalente Anzahl an Kohlenstoffatomen, berechnet als die Summe der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe plus etwa 3,3 Kohlenstoffatome für jede Phenylengruppe.
D. Olefinische Alkoxylate
Die Alkenylalkohole, sowohl primär als auch sekundär, und Alkenylphenole, die denen entsprechen, die direkt hierin oben offenbart wurden, können auf einen HLB innerhalb des hierin zitierten Bereiches ethoxyliert und als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeitsmodifikatoren der vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden.
E. Verzweigtkettige Alkoxylate
Verzweigtkettige primäre und sekundäre Alkohole, die aus dem allgemein bekannten „OXO"-Verfahren erhältlich sind, können ethoxyliert und als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeitsmodifikatoren der Zusammensetzungen hierin eingesetzt werden.
F. Oberflächenaktive Mittel auf Polyolbasis
Geeignete oberflächenaktive Mittel auf Polyolbasis umfassen Saccharoseester, wie Saccharosemono-oleate, Alkylpolyglukoside, wie Stearylmonoglukoside und Stearyltriglukosid und Alkylpolyglycerole.
Die obigen nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel sind in den vorliegenden Zusammensetzungen allein oder in Kombination nützlich, und der Ausdruck „nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel" umfaßt gemischte nicht-ionische oberflächenaktive Mittel.
Vorzugsweise liegt das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 0,35 bis 3,5 Gew.-%, beispielsweise 0,5 bis 2 Gew.-% vor, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Duftstoff
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen vorzugsweise einen oder mehrere Duftstoffe.
Die Hydrophobie des Duftstoffes und öligen Duftstoffträgers wird durch ClogP gemessen. ClogP wird unter Verwendung des „ClogP"-Programmes (Berechnung der Hydrophobien als logP (Öl/Wasser)) Version 4.01, erhältlich von Daylight Chemical Information Systems Inc of Irvine California, USA, berechnet.
Es ist allgemein bekannt, daß der Duftstoff als ein Gemisch aus verschiedenen Komponenten bereitgestellt wird.
Es ist bevorzugt, daß mindestens ein Viertel (bezogen auf das Gewicht) oder mehr, vorzugsweise die Hälfte oder mehr der Duftstoffkomponenten ein ClogP von 2,0 oder mehr, stärker bevorzugt 3,0 oder mehr, am stärksten bevorzugt 4,5 oder mehr, beispielsweise 10 oder mehr aufweisen.
Geeignete Duftstoffe mit einem ClogP von 3 oder mehr werden in US 5500137 offenbart.
Der Duftstoff liegt vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 0,5 bis 4,0 Gew.-% vor, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Flüssiger Träger
Der flüssige Träger, der in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingesetzt wird, ist vorzugsweise Wasser aufgrund seiner relativ günstigen Verfügbarkeit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit. Das Niveau an Wasser in dem flüssigen Träger beträgt mehr als etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als etwa 80 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als etwa 85 Gew.-% des Trägers. Das Niveau des flüssigen Trägers beträgt mehr als etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als etwa 65 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als etwa 70 Gew.-%. Gemische aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht, beispielsweise < 100, beispielsweise ein Niederalkohol, wie Ethanol, Propanol, Isopropanol oder Butanol, sind als flüssiger Träger nützlich. Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht, einschließlich einwertigen, zweiwertigen (Glykol usw.), dreiwertigen (Glycerol usw.) und mehrwertigen (Polyole) Alkoholen sind ebenso geeignete Träger zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Co-aktive Weichmacher
Co-aktive Weichmacher für das kationische oberflächenaktive Mittel können ebenso in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,05 bis 10 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eingeführt werden. Bevorzugte co-aktive Weichmacher umfassen Fettester und Fett-N-oxide.
Bevorzugte Fettester umfassen Fettmonoester, wie Glycerolmonostearat. Wenn GMS vorliegt, dann ist es bevorzugt, daß das Niveau von GMS in der Zusammensetzung 0,01 bis 10 Gew.-% beträgt, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Der co-aktive Weichmacher kann ebenso ein öliges Zuckerderivat umfassen. Geeignete ölige Zuckerderivate, ihre Herstellungsverfahren und ihre bevorzugten Mengen werden in WO-A1-01/46361 auf Seite 5 Zeile 16 bis Seite 11 Zeile 20 beschrieben, wobei die Offenbarung hierin einbezogen ist.
Polymere Viskositätskontrollmittel
Es ist nützlich, obwohl nicht wesentlich, wenn die Zusammensetzungen ein oder mehrere polymere Viskositätskontrollmittel umfassen. Geeignete polymere Viskositätskontrollmittel umfassen nicht-ionische und kationische Polymere, wie hydrophob modifizierte Cellulose ether (beispielsweise Natrosol Plus von Hercules), kationisch modifizierte Stärken (beispielsweise Softgel BDA und Softgel BD, beide von Avebe). Ein besonders bevorzugtes Viskositätskontrollmittel ist ein Copolymer von Methacrylat und kationisches Acrylamid, erhältlich unter dem Markenname Flosoft 200 (von SNF Floerger).
Nicht-ionische und/oder kationische Polymere liegen vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,02 bis 4 Gew.-% vor, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Andere optionale Inhaltsstoffe
Andere optionale nicht-ionische Weichmacher, Bakterizide, Schmutztrennmittel können ebenso in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingeführt werden.
Die Zusammensetzungen können ebenso ein oder mehrere optionale Inhaltsstoffe enthalten, die konventionell in Weichmacherzusammensetzungen eingeschlossen werden, wie pH-Puffer, Duftstoffträger, fluoreszierende Stoffe, Farbstoffe, hydrotrope Verbindungen, Antischaummittel, Antivergrauungsmittel, Polyelektrolyte, Enzyme, optische Aufheller, Antischrumpfmittel, Antifaltenmittel, Antifleckenmittel, Antioxidationsmittel, Sonnenschutzmittel, Antikorrosionsmittel, guten Fall verleihende Mittel, Antistatikmittel, Bügelhilfen und Farbstoffe.
Produktform
In seinem unverdünnten Zustand bei Umgebungstemperatur umfaßt das Produkt eine wässerige Flüssigkeit.
Die Zusammensetzungen sind vorzugsweise wässerige Dispersionen des quartären Ammoniumweichmachermaterials.
Produktverwendung
Die Zusammensetzung wird vorzugsweise in dem Spülkreislauf eines Haushaltswaschvorgangs verwendet, wo sie direkt in einem unverdünnten Zustand zu der Waschmaschine gegeben werden kann, beispielsweise durch ein Dispenserfach oder für einen Toplader direkt in die Trommel. Alternativ kann sie vor der Verwendung verdünnt werden. Die Zusammensetzungen können ebenso in einem Haushaltshandwäschevorgang verwendet werden.
Es ist ebenso möglich, obwohl weniger wünschenswert, für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, in industriellen Waschvorgängen, beispielsweise als ein Appreturmittel zum Weichmachen von neuen Kleidungsstücken vor dem Verkauf an den Verbraucher verwendet zu werden.
Herstellung
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können gemäß einem geeigneten Verfahren hergestellt werden.
In einem ersten bevorzugten Verfahren wird das quartäre Ammoniummaterial, der Fettkomplexbildner, der nicht-ionische Stabilisator und der Duftstoff gemeinsam erhitzt, bis eine Co-Schmelze gebildet wird. Wasser wird dann erhitzt und die Co-Schmelze zu Wasser unter Rühren zugegeben. Das Gemisch kann sich dann abkühlen. In einem alternativen Verfahren kann der Duftstoff zu dem Gemisch zugegeben werden, nachdem die Co-Schmelze gebildet wurde, beispielsweise zu jedem Zeitpunkt während der Kühlphase.
Beispiele
Die Erfindung wird nun durch die folgenden nicht-einschränkenden Beispiele erläutert. Weitere Modifikationen werden dem Fachmann offensichtlich sein.
Proben der Erfindung werden durch eine Zahl dargestellt. Vergleichsproben werden durch einen Buchstaben dargestellt.
Alle Werte sind Gew.-% des Wirkstoffes, wenn nicht anders angegeben.
Beispiel 1; die Wirkung des Fettalkohols und des nicht-ionischen Stabilisators auf die Viskosität der Zusammensetzung
Die Proben A bis C und 1 bis 3 wurden durch gemeinsames Co-Schmelzen des quartären Ammoniumweichmachermaterials, Talgalkohols, nicht-ionischen Stabilisators und Lösungsvermittlers, Erhitzen von Wasser und Zugeben der Co-Schmelze zu Wasser unter Rühren hergestellt. Das Rühren wurde fortgesetzt, bis ein homogenes Gemisch gebildet wurde.
Die anfängliche Viskosität der Zusammensetzungen wurde dann bewertet. Tabelle 1

^a digehärteter Talgoylester von Triethanolammoniummethylsulfat 85% aktiv (von Kao)
^b Laurex CS (von Albright und Wilson)
^c Genapol C200 (von Clariant)
^d Genapol C150 (von Clariant)
^e Nicht-ionischer Lösungsvermittler auf Pflanzenbasis, enthaltend ethoxyliertes süßes Mandelöl, PEG-60 und ethoxyliertes Glycerolmonocaprylat PEG-6 (von Croda Oleochemicals)
^f gemessen bei 106 s^–1 bei 25°C unter Verwendung eines RC20 Haake Rotoviskosimeters und NV Cup-and-bob

Die Ergebnisse zeigen, daß die Zusammensetzungen, die Talgalkohol umfassen, niedrigere Viskositäten als vergleichbare Zusammensetzungen ohne den Talgalkohol aufwiesen. Beispielsweise gelierte die Probe C, während Probe 3, die dieselben Komponenten wie Probe C und außerdem 2 Gew.-% Talgalkohol enthielt, eine gießbare Flüssigkeit war.
Beispiel 2; Stabilitätsbewertung
Die Proben D und 4 bis 6 wurden durch Co-Schmelzen des AHT1, des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels und des Fettkomplexbildners, Zugeben der Co-Schmelze zu Wasser bei 70°C in einen 3-Liter-Behälter unter Rühren hergestellt. Der Behälter wurde dann auf etwa 30°C abgekühlt, bevor der Inhalt des Behälters einmal (1 Chargenvolumen) in eine Yanke-und-Kunkel-Mühle geleitet wurde und der Inhalt der Hochschermahlung unterzogen wurde.
In Probe D wurde der Duftstoff während der Abkühlphase zugegeben, wenn die Inhalte 50°C erreichten.
In Probe 4 wurde der Duftstoff während der Abkühlphase zugegeben, wenn die Inhalte 30°C erreichten.
In Probe 5 wurde der Duftstoff nach der Mahlphase zugegeben.
In Probe 6 wurde der Duftstoff in die anfängliche Co-Schmelze gegeben. Tabelle 5

^a siehe oben
^b siehe oben
^c siehe oben

Die Viskosität der Proben bei der Lagerung wurde über einen Zeitraum von Wochen gemessen und die Ergebnisse werden nachstehend angegeben. Die Viskositätsmessungen wurden bei sowohl 20 s^–1 als auch 106 s^–1 bei 25°C unter Verwendung eines RC20 Haake Rotoviskosimeters und NV Cup-und-Bob vorgenommen.
Tabelle 6
Die Ergebnisse zeigen, daß die Vergleichsprobe D eine viel höhere anfängliche Viskosität als die Proben gemäß der Erfindung aufwiesen und bei der Lagerung mit hoher Temperatur gelierte, während die Proben 4 bis 6 gießbare Flüssigkeiten blieben.

Claims

Weichmacherzusammensetzung, umfassend: (a) 7,5 bis 80 Gew.-% eines Ester-verknüpften Quartärammoniumweichmachermaterials, umfassend mindestens eine Monoester-verknüpfte Komponente und mindestens eine Triesterverknüpfte Komponente; (b) 0,01 bis 10 Gew.-% eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels; und (c) mehr als 1,5 bis 15 Gew.-% eines Fettkomplexbildners, der einen Fettalkohol oder eine Fettsäure umfaßt; wobei das Gewichtsverhältnis der Monoester-Komponente der Verbindung (a) zu dem Fettkomplexbildner (c) 5 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis der Monoester-Komponente der Verbindung (a) zu dem Fettkomplexbildner (c) 3 : 1 bis 1 : 3 beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Fettkomplexbildner einen Fettalkohol umfaßt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das kationische Quartärammoniumweichmachermaterial durch Formel (I):
dargestellt ist, worin jedes R unabhängig voneinander aus einer C_5-35-Alkyl- oder -Alkenylgruppe ausgewählt ist, R¹ eine C_1-4-Alkyl- oder -Hydroxyalkylgruppe oder eine C_2-4-Alkenylgruppe darstellt,
ist; n 0 oder eine ganze Zahl, ausgewählt aus 1 bis 4, ist, m 1, 2 oder 3 ist und die Zahl an Einheiten angibt, auf die es sich bezieht und die direkt an dem N-Atom hängen, und X^– eine anionische Gruppe ist, wie Halogenide oder Alkylsulfate, beispielsweise Chlorid, Methylsulfat oder Ethylsulfat.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend ein öliges Zuckerderivat.
Verfahren zur Behandlung von Geweben, umfassend das Kontaktieren der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit Geweben in einem Wäschebehandlungsverfahren.
Verwendung von mehr als 1,5 bis zu 15 Gew.-% eines Fettalkohols oder einer Fettsäure in einer konzentrierten Weichmacherzusammensetzung, umfassend ein Ester-verknüpftes Quartärammoniumweichmachermaterial, umfassend mindestens eine Monoesterkomponente und mindestens eine Triesterkomponente, um die Lagerstabilität der Zusammensetzung zu verbessern.