DE60213107T2

DE60213107T2 - Verfahren zur senkung der viskosität von weichspülern

Info

Publication number: DE60213107T2
Application number: DE60213107T
Authority: DE
Inventors: David R. Unilever Research Port Sunl Wirral EYRES; David S. Unilever Research Port Sunl Wirral GRAINGER; Andrew D. Unilever Research Port Sun Wirral GREEN; John F. Unilever Research Port Sunli Wirral HUBBARD; Mansur Unilever Research Port Sunlig Wirral MOHAMMADI; Kevin A. Lever Faberge Limited Wirral ORMANDY
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: US6797689B2; MXPA04000633A; GB0121806D0; US20030114336A1; AR036469A1; BR0211503A; BRPI0211503B1; EP1425368B1; CA2456903C; WO2003022967A1; CA2456903A1; WO2003022967A9; ES2268151T3; ATE332956T1; DE60213107D1; EP1425368A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringerung der Viskosität von Gewebeweichspülzusammensetzungen.
Hintergrund der Erfindung
Bekanntermaßen werden weichmachende flüssige Gewebeweichspülzusammensetzungen im Spülkreislauf bereitgestellt.
Solche Zusammensetzungen umfassen weniger als 7,5 Gew.-% Weichmacher, wobei die Zusammensetzung in diesem Fall als „verdünnt" definiert wird, 7,5 bis etwa 30 Gew.-% Wirkstoff, wobei die Zusammensetzungen in diesem Fall als „konzentriert" definiert werden, oder mehr als etwa 30 Gew.-% Wirkstoff, wobei die Zusammensetzung in diesem Fall als „superkonzentriert" definiert wird.
Konzentrierte und superkonzentrierte Zusammensetzungen sind wünschenswert, da diese weniger Verpackung erfordern und daher umweltfreundlicher sind als verdünnte oder halbverdünnte Zusammensetzungen.
Ein Problem, auf das man häufig bei konzentrierten und superkonzentrierten Zusammensetzungen, wie oben definiert, trifft, ist, daß das Produkt nicht stabil ist, insbesondere wenn es bei hohen Temperaturen gelagert wird. Die Instabilität kann sich in der Verdickung des Produktes bei der Lagerung zeigen, selbst bis zu dem Punkt, wo das Produkt nicht länger gießbar ist.
Das Problem der Verdickung bei der Lagerung ist insbesondere bei konzentrierten und superkonzentrierten Wäscheweichspülzusammensetzungen, die ein Ester-verknüpftes Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterial mit einer oder mehreren vollständig gesättigten Alkylketten umfassen, erkennbar.
Ein weiteres Problem, das bekanntermaßen konzentrierte und superkonzentrierte Wäscheweichspülzusammensetzungen beeinträchtigt, die ein Ester-verknüpftes Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterial mit einer oder mehreren vollständig gesättigten Alkylketten umfassen, ist, daß die anfängliche Viskosität einer fertig formulierten Zusammensetzung sehr hoch sein kann, bis zu einem Punkt, bei dem die Zusammensetzung im wesentlichen nicht gießbar ist.
Es ist jedoch wünschenswert, aufgrund ihrer inhärenten Bioabbaubarkeit Ester-verknüpfte Verbindungen zu verwenden, und im wesentlichen vollständig gesättigte Quartärammonium-Wäscheweichspülverbindungen zu verwenden, aufgrund ihrer hervorragenden Weichspülfähigkeiten und weil sie gegenüber dem oxidativen Abbau (der üblen Geruch erzeugen kann) stabiler sind, als teilweise gesättigte oder vollständig ungesättigte Quartärammonium-Weichspülverbindungen.
Von den bekannten Arten der Ester-verknüpften Quartärammoniummaterialien werden wünschenswerterweise die verwendet, die auf Triethanolamin basieren, die eine zumindest etwas Monoester-verknüpfte Komponente und eine zumindest etwas Triester-verknüpfte Komponente erzeugen, da daß Rohmaterial eine niedrige Schmelztemperatur aufweist, wodurch das Herstellungsverfahren der Zusammensetzung bei niedrigen Temperaturen stattfinden kann. Dies verringert die Schwierigkeiten, die mit der Handhabung bei hoher Temperatur, dem Transport und der Verarbeitung des Rohmaterials und den daraus hergestellten Zusammensetzungen verbunden sind.
Dem Problem der hohen Ausgangsviskosität und der Viskositätsstabilität bei der Lagerung hat man sich bisher auf verschiedene Arten gewidmet.
Beispielsweise offenbart EP-A2-0415698 (Unilever) die Verwendung von Elektrolyten, Polyelektrolyten oder Entkopplungspolymeren zur Verringerung der Viskosität der Wäscheweichspülzusammensetzungen.
Es ist auch bekannt, daß eine Energiezufuhr wie Mahlen oder Scheren des Produktes die Produktviskosität verringern kann. Die Zusammensetzungen, die durch diesen Ansatz hergestellt werden, können jedoch unter kolloider Instabilität leiden. Das Mahlen oder Scheren von Produkten in einem Herstellungsverfahren in industriellem Maßstab ist auch zeitaufwendig und teuer.
DE 2503026 (Hoechst) offenbart Formulierungen, die 3–12% Weichmacher (ein Gemisch aus Nichtester-Quartärammoniumverbindungen-Imidazolingruppen-enthaltenden Verbindungen), 1–6% eines kationischen Desinfektionsmittels, 0,1–5% eines niederen Alkohols, 0,5–5% eines Fettalkohols und 0–5% eines nicht-ionischen Emulgators umfassen.
WO 99/50378 (Unilever) bezieht sich auf Zusammensetzungen, die 1 bis 8% einer Quartärammoniumverbindung, ein Stabilisierungsmittel und einen Fettalkohol umfassen. Der Fettalkohol soll die verdünnte Zusammensetzung dick machen. Die Offenbarung bezieht sich nur auf verdünnte Zusammensetzungen und ist somit in keinsterweise auf das Problem der Lagerstabilität bei hoher Temperatur der konzentrierten Zusammensetzungen, mit dem man sich in der vorliegenden Erfindung befaßt hat, gerichtet.
US 4844823 (Colgate-Palmolive) offenbart eine Zusammensetzung, die 3 bis 20 Gew.-% der Kombination eines Gemisches aus einer Quartärammonium-Wäscheweichspülverbindung und Fettalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 6:1 bis 2,8:1 umfaßt. Es werden nur Nichtester-Quartärammoniumverbindungen exemplarisch dargestellt und es gibt keine Offenbarung oder Lehre über vollständig gesättigte Quartärammoniumverbindungen.
Der Stand der Technik befaßt sich nicht mit der Überwindung der Probleme der hohen Ausgangsviskosität und/oder der Lagerstabilität bei hoher Temperatur in konzentrierten Zusammensetzungen, die vollständig gehärtete Ester-verknüpfte Quartärammoniumverbindungen, basierend auf Triethanolamin, umfassen, noch gibt er irgendeinen Vorschlag hierzu an.
WO 93/23510 (Procter & Gamble) nennt Fettalkohole und Fettsäuren als optionale nichtionische Weichmacher und lehrt, daß sie die Fluidität von Vormischungsschmelzen verbessern. Es gibt keinen bezug hinsichtlich der Verringerung der Viskosität von Dispersionen aus Vormischungsschmelzen.
WO 98/49132, US 4213867 , US 4386000 , GB-A-2007734, DE 2503026 , DE 3150179 , US 5939377 , US 93915867 und US 3644203 offenbaren alle Wäscheweichspülzusammensetzungen, die Fettalkohole umfassen. Fettalkohole sind als Coweichmacher und dafür, daß sie die Viskosität der Zusammensetzungen erhöhen, bekannt.
Nichts im Stand der Technik lehrt, daß Fettalkohole zur Verhinderung eine Erhöhung der Viskosität konzentrierter Wäscheweichspülzusammensetzungen und/oder zur Überwindung des Problems der hohen Ausgangsviskosität der vollständig formulierten Zusammensetzung verwendet werden können.
Ziele der Erfindung
Die vorliegende Erfindung versucht sich einem oder mehreren der oben genannten Probleme zu widmen und einen oder mehrere der oben genannten Nutzen, die die Verbraucher wünschen, zu liefern.
Es ist überraschend herausgefunden worden. daß die durch Einführung einer Fettkomponente, die eine lange Alkylkette wie einen Fettalkohol oder eine Fettsäure (hierin nachstehend als „Fettkomplexbildner" bezeichnet) enthält, in Weichmacherzusammensetzungen, die ein Quariärammoniumweichmachermaterial mit im wesentlichen vollständig gesättigten Alkylketten, zumindest eine etwas Monoester-verknüpfte Komponente und zumindest eine etwas Triester-verknüpfte Komponente, worin der Fettkomplexbildner in einer Menge vorhanden ist, die signifikant größer ist, als für gewöhnlich in herkömmlichen Wäscheweichspülzusammensetzungen vorhanden, die Stabilität und die Ausgangsviskosität der Zusammensetzung dann drastisch verbessert werden kann. Insbesondere das unerwünschte Verdicken der Zusammensetzung bei der Lagerung kann vermieden werden.
WO 02/20706 ( EP 1315788 ) bildet einen Teil des Standes der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ und offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Wäscheweichspülzusammensetzung, indem

(a) 7,5 bis 60 Gew.-% einer kationischen Wäscheweichspülverbindung der Formel (I), (II) oder (III), hierin definiert, wobei die Verbindung eine oder mehrere Hydrocarbylketten aufweisen, die aus Stammfettacylverbindungen oder Fettsäuren mit einem Iodwert von 0 bis 20 gebildet wurden;
(b) 0,01 bis 1,5 Gew.-% eines Viskositätsmodiflzierers auf der Basis eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels; und
(c) bis zu 1,4 Gew.-% eines Fettalkohols mit Wasser gemischt werden; worin die Kombination von (b) und (c), basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, nicht mehr als 1,5 Gew.-% beträgt und worin die Komponenten (a), (b) und (c) unter Bildung einer wässerigen Dispersion gemischt werden, wobei die wässerige Dispersion der Hochscherung unter der Phasenübergangstemperatur der Komponente (a) für einen Zeitraum, der ausreicht, um eine Zusammensetzung mit einer Viskosität von 10 bis 250 mPa·s, gemessen bei 20 s ^–1 unter Verwendung eines Haake MV1-Rotoviskometers bei 25 °C, zu liefern, unterzogen wird.

Die Beispiele 1, 4 und 8 offenbaren Zusammensetzungen und ihre Herstellung, die für die vorliegende Erfindung relevant sind und mittels Disclaimer ausgeschlossen werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird folgendes bereitgestellt: ein Verfahren zur Verdünnung einer Wäscheweichspülzusammensetzung, umfassend (a) 7,5 bis 80 Gew.-% eines Ester-verknüpften Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterials, umfassend zumindest eine Monoester-verknüpfte Komponente und zumindest eine Triesterverknüpfte Komponente; wobei das Verfahren den Schritt der Zugabe eines Fettkomplexbildners (b), ausgewählt aus Fettsäuren und Fettalkoholen, zu der Zusammensetzung in einer solchen Menge, daß das Gewichtsverhältnis der Monoester-verknüpften Komponente der Verbindung (a) zu Fettkomplexbildner (b) 2,93:1 bis 1:5 beträgt, umfaßt.
Ferner wird ein Verfahren zur Behandlung von Wäsche, umfassend die Kontaktierung einer Wäscheweichspülzusammensetzung, hergestellt gemäß dem Verfahren der Erfindung, mit Wäsche in einem Wäschebehandlungsverfahren bereitgestellt.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „umfassend" „enthaltend" oder „bestehend aus". Das heißt, daß die Schritte, Komponenten, Inhaltsstoffe oder Merkmale, auf die sich der Ausdruck „umfassend" bezieht, nicht ausschließlich sind.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt Weichspülerzusammensetzungen, stärker bevorzugt wässerige Weichspülerzusammensetzungen zur Verwendung im Spülkreislauf eines Haushaltswaschverfahrens.
Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterial
Das Wäscheweichspülmaterial, das in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfaßt ein oder mehrere Quartärammoniummaterialien, umfassend ein Gemisch aus Monoester-verknüpften, Diester-verknüpften und Triester-verknüpften Verbindungen.
Unter Mono-, Di- und Triester-verknüpften Komponenten ist zu verstehen, daß das Quartärammonium-Weichmachermaterial in dieser Reihenfolge eine Quartärammoniumverbindung, umfassend eine Einzelesterverknüpfung mit einer Fetthydrocarbylkette daran, eine Quartärammoniumverbindung, umfassend zwei Esterverknüpfungen, von denen jede eine Fetthydrocarbylkette daran aufweist, und eine Quartärammoniumverbindung, umfassend drei Esterverknüpfungen, von denen jede eine Fetthydrocarbylkette daran aufweist, umfaßt.
Nachstehend werden typische Niveaus von Mono-, Di- und Triester-verknüpften Komponenten in einem Wäscheweichspülmaterial, das in den Zusammensetzungen der Erfindung verwendet wird, gezeigt.
Das Niveau der Monoester-verknüpften Komponente des Quartärammoniummaterials, das in den Zusammensetzungen der Erfindung verwendet wird, liegt bevorzugt zwischen 8 und 40 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Rohmaterials, in das das Quartärammoniummaterial eingeführt wird.
Das Niveau der Triester-verknüpften Komponente liegt bevorzugt zwischen 20 und 50%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Rohmaterials, in das das Quartärammoniummaterial eingeführt wird.
Das Niveau der Triester-verknüpften Komponente liegt bevorzugt zwischen 20 und 50%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Quartärammoniummaterials.
Bevorzugt beträgt die durchschnittliche Kettenlänge der Alkyl- oder Alkenylgruppe mindest C₁₄, stärker bevorzugt mindestens C₁₆. Am stärksten bevorzugt hat mindestens die Hälfte der Ketten eine Länge von C₁₈.
Im allgemeinen sind die Alkyl- oder Alkenylketten bevorzugt vorwiegend linear.
Das bevorzugte kationische Ester-verknüpfte Quartärammonium-Weichmachermaterial zur Verwendung in der Erfindung wird durch die Formel (I):
dargestellt, worin jeder R unabhängig 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,
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, wie Halogenide oder Alkylsulfate, z. B. Chlorid, Methylsulfat oder Ethylsulfat, ist.
Besonders bevorzugte Materialien in 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 Corporation, Rewoquat WE18 und WE20 (beide sind teilweise gehärtete Talgester von Triethanolammoniummethylsulfat, 90% aktiv), beide von Goldschmidt Corporation und Stepantex VK-90 (teilweise gehärteter Talgester von Triethanolammoniummethylsulfat, 90% aktiv), von Stepan Company.
Iodwert der Stammfettacylgruppe oder -säure
Der Iodwert der Stammfettacylverbindung oder -säure, aus der das Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterial gebildet wird, beträgt 0 bis 20, bevorzugt 0 bis 5, stärker bevorzugt 0 bis 2. Am stärksten bevorzugt beträgt der Iodwert der Stammfettsäure- oder -acylgruppe, aus der das Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterial gebildet wird, 0 bis 1. Das heißt, die Alkyl- oder Alkenylketten sind bevorzugt im wesentlichen vollständig gesättigt.
Ist in der Zusammensetzung irgendein ungesättigtes Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterial vorhanden, stellt der Iodwert, auf den man sich oben bezieht, den mittleren Iodwert der Stammfettacylverbindungen oder -Fettsäuren aller vorhandenen Quartärammoniummaterialien dar.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird der Iodwert der Stammfettacylverbindung oder -säure, aus der das Wäscheweichspülmaterial gebildet wird, als die Grammzahl an Iod, die mit 100 Gramm der Verbindung reagieren, definiert.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zur Berechnung des Iodwertes einer Stammfettacylverbindung/säure die Auflösung einer vorgeschriebenen Menge (0,1–3 g) in etwa 15 ml Chloroform. Die aufgelöste Stammfettacylverbindung/fettsäure wird dann mit 25 ml Iodmonochlorid in Essigsäurelösung (0,1 M) umgesetzt. Hierzu werden 20 ml einer 10%igen Kaliumiodidlösung und etwa 150 ml deionisiertes Wasser zugegeben. Nach der Zugabe des Halogens wird der Überschuß an Iodmonochlorid durch Titration mit Natriumthiosulfatlösung (0,1 M) in Gegenwart eines blauen Stärkeindikatorpulvers bestimmt. Gleichzei tig wird eine Blindprobe mit derselben Menge an Reagenzien und unter denselben Bedingungen bestimmt. Durch den Unterschied zwischen dem Volumen an Natriumthiosulfat, das in der Blindprobe verwendet wird, und das bei der Umsetzung mit der Stammfettacylverbindung oder -fettsäure verwendet wird, kann der Iodwert berechnet werden.
Das Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterial der Formel (I) ist in einer Menge von etwa 7,5 bis 80 Gew.-% an Quartärammoniummaterial (Wirkstoff), basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, stärker bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 11 bis 40 Gew.-%, z. B. 12,5–25 Gew.-%, vorhanden.
Ausgeschlossene Ouartärammoniumverbindungen
Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterialien, die keine Esterverknüpfungen enthalten oder, wenn Ester-verknüpft, keine Monoesterkomponente und Triesterkomponente umfassen, sind vom Umfang der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen. Beispielsweise sind Quartärammoniumverbindungen mit den folgenden Formeln ausgeschlossen:
worin R¹, R², T, n und X^– wie oben definiert sind; und
worin R₁ bis R₄ nicht 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 Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen einen Fettkomplexbildner.
Besonders geeignete Fettkomplexbildner umfassen Fettalkohole und Fettsäuren. Von diesen sind Fettalkohole am stärksten bevorzugt.
Ohne sich an eine Theorie zu binden, wird angenommen, daß höhere Niveaus der Monoesterverknüpften Komponente die Viskosität des Produktes verringern. Mit anderen Worten, es wird angenommen, daß bei einem vorgegebenen Niveau der Monoester-verknüpften Komponente die Zugabe eines Fettkomplexbildners die Viskosität aus zwei Gründen erhöhen würde, nämlich weil zusätzliches aktives Material zugegeben wird, wodurch das Phasenvolumen erhöht wird, und weil der Fettalkohol die elektrostatischen Wechselwirkungen der Teilchen verändern kann. Es erhöht die Ladung an den Doppelschichten und setzt diese in ein größeres Phasenvolumen und somit eine größere Viskosität um.
Die Anmelder haben in der vorliegenden Erfindung jedoch herausgefunden, daß die Zugabe höherer Niveaus des Fettkomplexbildners die Viskosität verringert.
Bisher ist nicht vollständig geklärt, warum diese Wirkung auftritt, jedoch wird angenommen, daß ein signifikanter Faktor, der zur Verbesserung des Viskositätsprofils der Zusammensetzung beiträgt, die Komplexierung des Fettkomplexbildnermaterials mit der Monoesterverknüpften Komponente des Wäscheweichspülmaterials ist, wodurch eine Zusammensetzung bereitgestellt wird, die relativ höhere Niveaus der Diester- und Triester-verknüpften Komponenten aufweist.
Da diese Wirkung in Zusammensetzungen, die Quartärammoniummaterialien umfassen, die ein Gemisch aus Mono-, Di- und Triester-verknüpften Komponenten umfassen, am signifikantesten ist, liegen Zusammensetzungen, die weder Monoester-verknüpfte noch Triesterverknüpfte Komponenten umfassen, nicht im Umfang der Erfindung.
Überdies wird angenommen, daß die höheren Niveaus der Monoester-verknüpften Komponente in den Zusammensetzungen, die Quartärammoniummaterialien umfassen, die auf TEA basieren, die Zusammensetzung durch Erschöpfungsausflockung destabilisieren können.
Durch die Verwendung des Fettkomplexierungsmaterials zur Komplexierung mit der Monoester-verknüpften Komponente wird die Erschöpfungsausflockung signifikant verringert.
Mit anderen Worten, „neutralisiert" der Fettkomplexbildner bei den erhöhten Niveaus, wie sie in der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, die Monoester-verknüpfte Komponente des Quartärammoniummaterials.
Die Anmelder glauben ferner, daß die Komplexierung der Monoester-verknüpften Komponente (die nicht zum Weichmachen beiträgt) mit dem Fettkomplexierungsmaterial, somit ein Material liefert, 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 and Laurex CS, von Albright and Wilson) und Behenylalkohol, ein C₂₂-Kettenalkohol, erhältlich als Lanette 22 (von Henkel).
Der Fettkomplexbildner ist in einer Menge größer als 0,5 bis 15 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorhanden. Stärker bevorzugt ist die Fettkomponente in einer Menge von 0,75 bis 10 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 1,0 bis 5 Gew.-%, z. B. 1,25 bis 4 Gew.-%, vorhanden.
Das Gewichtsverhältnis der Monoesterkomponente des Quartärammonium-Wäscheweichspülmaterials zu dem Fettkomplexbildner beträgt 2,93:1 bis 1:5, stärker bevorzugt 2,8:1 bis 1:4, am stärksten bevorzugt 2,5:1 bis 1:3, z. B. 2:1 bis 1:2.
Berechnung der Monoester-verknüpften Komponente des Quartärammoniummaterials
Die quantitative Analyse der Monoester-verknüpften Komponente des Quartärammoniummaterials wird unter Verwendung von quantitativer ¹³C-NMR-Spektroskopie mit einem umkehrgesteuerten ¹H-Entkopplungsschema durchgeführt.
Die Probe mit der bekannten Masse an Quartärammoniumrohmaterial wird zuerst in einem bekannten Volumen von CDCl₃ zusammen mit einer bekannten Menge eines Assaymaterials wie Naphthalin gelöst. Dann wird ein ¹³C-NMR-Spektrum dieser Lösung unter Verwendung eines umkehrgesteuerten Entkopplungsschemas und eines Relaxationsmittels aufgezeichnet. Das umkehrgesteuerte Entkopplungsschema wird dazu verwendet, sicherzustellen, daß jegliche Overhauser-Effekte unterdrückt werden, während das Relaxationsmittel dazu verwendet wird, sicherzustellen, daß die negativen Folgen der langen t₁-Relaxationszeiten überwunden werden (d. h. adäquate Signal-Rausch-Verhältnisse in einem akzeptablen Zeitmaß erhalten werden).
Die Signalintensitäten der charakteristischen Peaks sowohl der Kohlenstoffatome in dem Quartärammoniummaterial als auch des Naphthalins werden zur Berechnung der Konzentration der Monoester-verknüpften Komponente des Quartärammoniummaterials verwendet. In dem Quartärammoniummaterial stellt das Signal den Kohlenstoff der Stickstoffmethylgruppe an der Quartärammoniumkopfgruppe dar. Die chemische Verschiebung der Stickstoffmethylgruppe variiert leicht aufgrund des unterschiedlichen Veresterungsgrades; charakteristische chemische Verschiebungen für die Mono-, Di- und Triesterverknüpfungen sind 48,28, 47,97 bzw. 47,76 ppm. Jeder der Peaks aufgrund der Napthalinkohlenstoffe, die frei von Interferenz von anderen Komponenten sind, kann dann zur Berechnung der Masse der Monoesterverknüpften Komponente, die in der Probe enthalten ist, wie folgt verwendet werden: MasseMQ (mg/ml) = (MasseNaph × IMQ × NNaph × MMQ)/(INaph × NMQ × MNaph),worin Masse_MQ = Masse des Monoester-verknüpften Quartärammoniummaterials in mg/ml, Masse_Naph = Masse von Naphthalin in mg/ml, I = Peakintensität, N = Anzahl der am Aufbau beteiligten Kerne und M = relative Molekularmasse. Die relative Molekularmasse an verwendetem Naphthalin beträgt 128,17 und die relative Molekularmasse der Monoesterverknüpften Komponente des Quartärammoniummaterials wird als 526 genommen.
Der Gewichtsprozentsatz des Monoester-verknüpften Quartärammoniummaterials in dem Rohmaterial kann daher berechnet werden: % Monoester-verknüpftes Quartärammoniummaterials in dem Rohmaterial = (MasseMQ / MasseHT-TEA) × 100wo Masse_HT-TEA = Masse des Quartärammoniummaterials 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 oberfächenaktives 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 Kettenlänge von 8 bis etwa 25, vorzugsweise 10 bis 20, beispielsweise 14 bis 18 Kohlenstoffatome 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 etwa 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 Nonadecaethoxylate von 3-Hexadecanol, 2-Octadecanol, 4-Eicosanol und 5-Eicosanol mit einem HLB innerhalb des hierin zitierten Bereiches sind nützliche Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeits-Modifikatoren im Rahmen dieser Erfindung. Beispielhafte ethoxylierte sekundäre Alkohole, die hierin als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeits-Modifikatoren der Zusammensetzungen nützlich sind, sind: C₁₄ EO(11); C₂₀ EO(11) und C₁₆ EO(14).
C. Alkylphenolalkoxylate
Wie in dem Fall der Alkoholalkoxylate sind die Hexa- bis Octadecaethoxylate von alkylierten Phenolen, besonders einwertigen Alkylphenolen, mit einem HLB innerhalb des hierin zitierten Bereiches als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeits-Modifikatoren der vorliegenden Zusammensetzungen nützlich. Die Hexa- bis Octadecaethoxylate von p-Tri-decylphenol, m-Pentadecylphenol und dergleichen sind hierin nützlich. Beispielhafte ethoxylierte Alkylphenole, die als Viskositäts- und/oder Dispergierbarkeits-Modifikatoren 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 anerkannt, ist eine Phenylengruppe in der nicht-ionischen Formel das Äquivalent einer Alkylengruppe, die 2 bis 4 Koh lenstoffatome 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 Dispergierbarkeits-Modifikatoren 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 Dispergierbarkeits-Modifikatoren der Zusammensetzungen hierin eingesetzt werden.
F. Oberflächenaktive Mittel auf Polyolbasis
Geeignete oberflächenaktive Mittel auf Polyolbasis umfassen Saccharoseester, wie Saccharosemono-oleate, A1kylpolyglukoside, 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 aus 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 Celluloseether (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 Quartärammoniumweichmachermaterials.
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 Zusammensetzungen der Erfindung können gemäß irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden.
In einem ersten bevorzugten Verfahren werden das Quartärammoniummaterial, der Fettkomplexbildner und gegebenenfalls das nicht-ionische Stabilisierungsmittel und Duftstoff zu sammen erwärmt, bis sich eine Co-Schmelze bildet. Dann wird Wasser erhitzt und die Co-Schmelze wird unter Rühren zu dem Wasser zugegeben. Alternativ kann der Duftstoff heiß zugegeben werden, nachdem die Wirkstoffe zugegeben worden sind, oder kann in anderen Stadien der Kühlung nach der Wirkstoffzugabe zugegeben werden.
Beispiele
Die Erfindung wird nun durch die folgenden nicht einschränkenden Beispiele veranschaulicht. Weitere Modifikationen werden einem Fachmann ersichtlich.
Proben der Erfindung werden durch eine Zahl dargestellt. Vergleichsproben werden durch einen Buchstaben dargestellt.
Alle Werte sind Gew.-% des Wirkstoffes, sofern nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Die Proben A bis C, 1 und 2 wurden in einem 200 ml Maßstab hergestellt. Der Fettkomplexbildner und die Ester-verknüpfte Quartärammoniumverbindung wurden zusammen auf zwischen 50 und 60 °C erwärmt und gerührt, um eine Co-Schmelze bereitzustellen. Die Co-Schmelze wurde dann bei derselben Temperatur unter Rühren langsam zu dem Wasser gegeben. Nach 10 Minuten Mischen wurde die Charge unter Verwendung von rezirkulierendem kaltem Wasser abgekühlt. Während des Verfahrens wurde keine Scherung oder Mahlen angewendet. Tabelle 1

^a digehärteter Talgoylester von Triethanolammoniummethylsufat (erhältlich als 85%ig aktives Weichspülmaterial in 15% IPA, von Kao)
^b Talgalkohol (erhältlich als Laurex CS, von Albright and Wilson)

Tabelle 2 zeigt die Teilchengröße und die Viskositätsdaten für die oben hergestellten Proben. Tabelle 2

^c gemessen bei 106 s^–1 bei 25 °C unter Verwendung eines RV20 Haake Rotoviskosimeters und NV Cup-and-bob.
^d gemessen unter Verwendung eines Malvern Mastersizers.

Da keine intensive Scher- oder Mahlvorrichtung bei der Herstellung dieser Beispiele eingesetzt wurde, sind die Viskositätsverringerungen bei höheren Niveaus an Fettalkohol direkt dem Fettalkoholniveau in den Zusammensetzungen zuzuschreiben.
Die D[4,3]-Teilchengrößenergebnisse in dieser Tabelle demonstrieren, daß, wenn zuerst niedrige Niveaus an Fettkomplexbildner zugegeben werden, die Viskosität der Zusammensetzung steigt (A bis B). Wird zusätzlicher Fettkomplexbildner zugegeben, sinkt die Viskosität (B bis 1). Dies ist besonders überraschend, da Fettalkohole als Verdickungsmittel für Wäscheweichspülzusammensetzungen bekannt sind (wie durch die Ergebnisse A bis B gezeigt), und so wird angenommen, daß die Zugabe von weiterem Fettkomplexbildner zu einer weiteren Steigerung der Viskosität führt.
Wenn das Gewichtsverhältnis der Monoester-verknüpften Komponente des Quartärammoniummaterials zu Fettkomplexbildner unter 2,93:1 verringert wird und 1:1 erreicht (Proben 1 bis 3) verringert sich die Viskosität weiter.
Beispiel 2: Bewertung des Fettkomplexbildners an dem Niveau der Monoester- und Triesterkomponenten
Für die Proben A bis B und 1 bis 3 wurden die Veränderung der DSC-Peakposition und die maximale Peakhöhe (mW) als eine Funktion der Fettalkoholkonzentration gemessen.
Die Peakposition und ihre Intensität wurden unter Verwendung eines Perkin Elmer DSC-7 mit einem Heiz-/Kühlkreislauf von 0 bis 85 °C bei 100 °C pro Minute gemessen, wobei die Übergänge im 2. Heizkreislauf gemessen wurden.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
Die Amplitude von Peak 1 zeigt die Menge der Monoesterkomponente an, die in der Zusammensetzung vorliegt. Die Amplitude von Peak 2 zeigt die Menge der Triester-verknüpften Komponente an (verbunden mit Diester), die in der Zusammensetzung vorliegt.
Die Ergebnisse in Tabelle 3 demonstrieren, daß durch die Bereitstellung eines Fettkomplexbildners in den Zusammensetzungen der Erfindung die Amplitude von Peak 1 (der Mono ester-reichen Phase der Weichspülerverbindung) drastisch verringert wird, was darauf schließen läßt, daß der Fettkomplexbildner die Monoesterkomponente neutralisiert.

Claims

Verfahren zur Verdünnung einer Wäscheweichspülzusammensetzung, umfassend (a) 7,5 bis 80 Gew.-% eines Ester-verknüpften Quartärammoniumwäscheweichspülmaterials, umfassend mindestens eine Monoester-verknüpfte Komponente und mindestens eine Triesterverknüpfte Komponente, umfassend den Schritt der Zugabe eines Fettkomplexbildners (b), ausgewählt aus Fettsäuren und Fettalkoholen, zu der Zusammensetzung in einer solchen Menge, daß das Gewichtsverhältnis der Monoester-verknüpften Komponente von Verbindung (a) zu Fettkomplexbildner (b) 2,93:1 bis 1:5 beträgt, mit der Maßgabe, daß das Verfahren kein Herstellungsverfahren für eine der folgenden Wäscheweichspülzusammensetzungen ist, in denen alle Werte in Gewichtsprozent, basierend auf der Gesamtzusammensetzung, ausgedrückt werden: Tabelle
worin das kationische oberflächenaktive Mittel ein Ester-verknüpftes Quartärammoniummaterial, basierend auf Triethanolamin, mit einem IW von weniger als 1 ist, das kommerziell von Kao unter dem Markennamen Tetranyl AHT1 erhältlich ist; der nicht-ionische Viskositätsstabilisator Coco-20EO ist, der kommerziell von Clariant unter dem Markennamen Genapol C200 erhältlich ist; und die Fettsäure Talgalkohol ist, der kommerziell von Sidobre Sinnova unter dem Markennamen Hydrenol erhältlich ist.
Verfahren nach in Anspruch 1, worin das Gewichtsverhältnis der Monoester-verknüpften Komponente der Quartärammoniumverbindung zu Fettkomplexbildner 2:1 bis 1:3 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Fettkomplexbildner ein Fettalkohol ist.
Verfahren nach Anspruch 3, worin der Fettalkohol Talgalkohol ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Quartärammoniummaterial durch die Formel (I) dargestellt wird:
worin jeder R unabhängig aus einer C_3-35-Alkyl- oder -Alkenylgruppe ausgewählt ist, R¹ eine C_1,4-Alkyl- oder -Hydroxyalkylgruppe oder eine C_2-4-Alkenylgruppe darstellt,
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, wie Halogenide oder Alkylsulfate, z. B. Chlorid, Methylsulfat oder Ethylsulfat, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend ein öliges Zuckerderivat.
Verfahren zur Behandlung von Wäsche, umfassend das Kontaktieren einer Wäscheweichspülzusammensetzung, hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit Wäsche in einem Wäschebehandlungsverfahren.