DE69824579T2

DE69824579T2 - Verwendung spezieller polydiorganosiloxane in gewebeweichmacherzusammensetzungen

Info

Publication number: DE69824579T2
Application number: DE69824579T
Authority: DE
Inventors: Monika Schaumann; Jürgen Kaschig; Caroline Schäfer; Frank Lee; Erich Rössler; Harald Chrobaczek; Dieter Walz
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG; Ciba Spezialitaetenchemie Pfersee GmbH
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1997-05-01
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2018-04-22
Also published as: EP0980417A1; TR199902694T2; RU2202602C2; NZ500873A; ID22881A; CN1192082C; NO995241L; KR20010012135A; PL336483A1; JP4158125B2; CA2287175A1; AU737841B2; JP2001522417A; NO995241D0; HUP0002973A2; DE69824579D1; US20020032146A1; EP0980417B1; ATE269388T1; AU7645898A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von ausgewählten Polydiorganosiloxanen in Weichspülmittelzusammensetzungen sowie diese Polydiorganosiloxane enthaltende Weichspülmittelzusammensetzungen.
Weichspülmittelzusammensetzungen, die beim Waschen von Haushaltswäsche dem Spülwasser zugegeben werden können, sind als "Weichspüler" allgemein bekannt. Solche Zusammensetzungen enthalten normalerweise als Aktivsubstanz eine wasserunlösliche quaternäre Ammoniumverbindung. Kommerziell erhältliche Weichspülmittelzusammensetzungen basieren auf wässrigen Dispersionen von wasserunlöslichen quaternären Verbindungen. In jüngster Zeit treten immer mehr biologisch abbaubare Aktivsubstanzen in den Vordergrund. Solche Verbindungen sind z. B. Ester von quaternären Ammoniumverbindungen, sogenannte "Esterquats", die mindestens eine durch Carboxygruppen unterbrochene langkettige hydrophobe Alkyl- oder Alkenylgruppe aufweisen. Solche Verbindungen sind beispielsweise in der EP-A-0,239,910 oder der WO 95/24460 beschrieben.
Besonders geeignete Ester quaternärer Ammoniumverbindungen entsprechen der Formel
worin
R den aliphatischen Rest der Talgfettsäure, insbesondere ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische C₁₇-Reste
bedeutet.
Aktivsubstanzen in Weichspülmittelzusammensetzungen, die dem behandelten Textilgut einen guten Weichgriff verleihen, haben den Nachteil, dass sie die Wasseraufnahmefähigkeit der mit dem Weichspüler behandelten Textilgewebe, insbesondere Baumwollgewebe, verringern. Dieser nachteilige Effekt der geringen Wiederbenetzbarkeit ist insbesondere bei den oben angesprochenen Esterquats stark ausgeprägt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, einen Zusatz für Weichspülmittelzusammensetzungen zu finden, der die Wiederbenetzbarkeit der behandelten Textilwaren verbessert und gleichzeitig die übrigen positiven Eigenschaften, wie Weichgriff und statische Eigenschaften der behandelten Ware nicht beeinträchtigt.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass gewisse Polysiloxane diese Voraussetzungen erfüllen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung von Weichspülmittelzusammensetzungen, enthaltend

(a) als Aktivsubstanz eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel (1); und
(b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit einem Molekulargewicht von 20000 bis 90000 mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxylgruppen, worin das Polydiorganosiloxan als wässrige Emulsion eingesetzt wird;

Die Polydiorganosiloxane sind lineare oder praktisch lineare Siloxanpolymere mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxylresten. Derartige Polydiorganosiloxane verfügen über etwa 2, insbesondere etwa 1,9 bis 2, organische Reste pro Siliciumatom, und sie können nach bekannten Verfahren hergestellt werden.
Die Polydiorganosiloxane haben ein mittleres Molekulargewicht von mindestens 20000, wobei mindestens 50% der organischen Reste im Polydiorganosiloxan Methylreste sind und alle sonstigen vorhandenen organischen Reste einwertige Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen.
Als einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen kommen dabei beispielsweise Alkyl- oder Cycloalkylreste, wie Ethyl, Propyl, Butyl, n-Octyl, Tetradecyl, Octadecyl oder Cyclohexyl, Alkenylreste, wie Vinyl oder Allyl, und Aryl- oder Aralkylreste wie Phenyl oder Tolyl, in Betracht.
Die bevorzugten Polydiorganosiloxane sind Poiydimethylsiloxane, die der Formel
entsprechen, worin
x 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 800 bedeutet.
Die Bestimmung der durchschnittlichen Anzahl der Hydroxylgruppen pro Siliciumatom kann auf folgendem Weg erfolgen: Man ermittelt über ²⁹Si-NMR-Spektroskopie das Verhältnis der Anzahl derjenigen Siliciumatome, an die die Hydroxylgruppen, ggf. z. T. über Aikyienbrücken, gebunden sind, zur Anzahl derjenigen Siliciumatome, an die keine OH-Gruppen oder OH-Gruppen enthaltende Reste gebunden sind.
Geeignete Verbindungen sind z. B. in der DE-B-24 59 936 beschrieben.
Die erfindungsgemäss verwendeten Polydiorganosiloxane werden bei der Herstellung der Weichspülmittel in Form von wässrigen Emulsionen eingesetzt. Diese Emulsionen können folgendermassen hergestellt werden: das Polydiorganosiloxan wird unter Anwendung von Scherkräften, z. B. mittels einer Kolloidmühle, in Wasser unter Verwendung eines oder mehrerer Dispergatoren emulgiert. Geeignete Dispergatoren sind dem Fachmann bekannt, z. B. können ethoxylierte Alkohole oder Polyvinylalkohol verwendet werden. Der oder die Dispergatoren werden in üblichen, dem Fachmann bekannten Mengen eingesetzt und können vor der Emulgierung entweder dem Polysiloxan oder dem Wasser zugesetzt werden. Gegebenenfalls kann bzw. muss der Emulgiervorgang bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden.
Gegebenenfalls können die Polydiorganosiloxandispersionen zusätzlich dispergierte Polyalkylenwachse enthalten. Als Polyalkylenwachse kommen z. B. oxidierte Polyethylenwachse in Frage.
Die Herstellung von Dispersionen, welche Polysiloxan und ein solches Wachs enthalten, kann erfolgen, indem man eine Dispersion eines Polysiloxans nach der oben beschriebenen Methode anfertigt, und dann mit einer separat hergestellten Dispersion eines oxidierten Polyethylenwachses vereinigt. Geeignete Wachsdispersionen sind auf dem Markt erhältlich.
Eine erfindungsgemäss eingesetzte Polydimethylsiloxandispersion hat z. B. folgende Zusammensetzung:
1 bis 60, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%, α,ω-Dihydroxydimethylpolysiloxan,
0 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% Polyethylenwachs,
0,5 bis 15, vorzugsweise 1 bis 10,0 Gew.-% Fettalkoholethoxylat (C₁₆-C₁₈, gesättigt),
0 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 2,0 Gew.-% Stearylamin-octa-ethoxylat, und Wasser ad 100%.
Als textile Fasermaterialien, die mit der erfindungsgemässen Weichspülmittelzusammensetzung behandelt werden können, kommen z. B. Materialien aus Seide, Wolle, Polyamid oder Polyurethanen, und insbesondere cellulosehaltige Fasermaterialien aller Art in Betracht. Solche Fasermaterialien sind beispielsweise die natürliche Cellulosefaser, wie Baumwolle, Leinen, Jute und Hanf und regenerierte Cellulose. Bevorzugt sind textile Fasermaterialien aus Baumwolle. Die erfindungsgemässen Weichspülmittelzusammensetzungen eignen sich auch für hydroxylgruppenhaltige Fasern, die in Mischgeweben enthalten sind, z. B. Gemische aus Baumwolle mit Polyesterfasern oder Polyamid-fasern.
Einen weiteren Erfindungsgegenstand bildet eine Weichspülmittelzusammensetzung, enthaltend

(a) eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
(b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit einem Molekulargewicht von 20000 bis 90000 mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxylgruppen, worin R den aliphatischen Rest der Talgfettsäure, insbesondere ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische C₁₇-Reste

Vorzugsweise enthält die erfindungsgemässe Weichspülmittelzusammensetzung als Komponente (b) ein Polydiorganosiloxan der Formel
worin
x 300 bis 1000 bedeutet.
Die Weichspülmittelzusammensetzung enthält vorzugsweise
1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% der Komponente (a) und
0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-% der Komponente (b).
Die erfindungsgemässe Weichspülmittelzusammensetzung kann auch die für handelsübliche Weichspülmittel üblichen Zusätze enthalten, wie z. B. Alkohole, wie Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, mehrwertige Alkohole, wie z. B. Glycerin und Propylenglykol; amphotere und nichtionische Tenside, wie z. B. Carboxylderivate des Imidazols, oxethylierte Fettalkohole, hydriertes und ethoxyliertes Rizinusöl, Alkylpolyglycoside, beispielsweise Decylpolyglucose und Dodecyipolyglucose, Fettalkohole, Fettsäureester, Fettsäuren, ethoxylierte Fettsäureglyceride oder Fettsäurepartialglyceride; weiterhin anorganische oder organische Salze, wie z. B. wasserlösliche Kalium-, Natrium- oder Magnesiumsalze, nichtwässrige Lösungsmittel, pH-Puffer, Parfüme, Farbstoffe, Hydrotropiermittel, Antischaummittel, Antiredepositionsmittel, polymere oder andere Verdickungsmittel, Enzyme, optische Aufheller, Anti-Einlaufmittel, Anti-Fleckenmittel, Germicide, Fungizide, Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren und Faltenfreimittel.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Weichspülmittelzusammensetzung erfolgt gewöhnlich so, dass man zunächst die Aktivsubstanz, d. h. die quaternäre Ammoniumverbindung der Formel (1) in geschmolzenem Zustand in Wasser einrührt, anschliessend gegebenenfalls weitere gewünschte Zusätze hinzufügt und nach Abkühlen zum Schluss die Polydiorganosiloxanemulsion hinzugibt.
Die erfindungsgemässen Weichspülmittelzusammensetzungen verleihen dem behandelten Textilgut einen weichen Griff und sind biologisch gut abbaubar. Ganz besonders zeichnen sich die mit der erfindungsgemässen Weichspülmittelzusammensetzung behandelten Fasermaterialien durch eine gute Wiederbenetzbarkeit aus.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung, ohne sie darauf zu beschränken.
Beispiel 1: Herstellung der erfindungsgemässen Weichspülmittelzusammensetzung
Es werden die in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen nach folgender Vorschrift hergestellt:
80% des Wassers werden vorgelegt und auf 60°C erhitzt. Unter Rühren erfolgt die Zugabe des geschmolzenen Esterquats. Es wird 30 Minuten gerührt. Danach wird die Heizung abgestellt. Die Restmenge Wasser wird mit dem Salz gemischt und unter Rühren in zwei Schritten zu dem Ansatz gegeben. Es wird 30 Minuten gerührt, danach wird der Ansatz unter weiterem Rühren abgekühlt. Das Parfümöl wird bei einer Temperatur < 30°C zudosiert. Am Schluss wird die Polydimethylsiloxan-Emulsion zugegeben.
Tabelle 1

Die Polydimethylsiloxan-Emulsion hat etwa folgende Zusammensetzung:

12,5 Gew.-%	α,ω-Dihydroxydimethylpolysiloxan
12,5 Gew.-%	Polyethylenwachs
1,0 Gew.-%	Fettalkoholethoxylat (C₁₆-C₁₈, gesättigt)
1,0 Gew.-%	Stearylamin-octa-ethoxylat und
73,0 Gew.-%	Wasser

Beispiel 2: Test auf Saugfähigkeit gem. DIN 53924
Molton und Krefelder Kontrollgewebe, 40 × 40 cm, werden in kaltem Wasser bei einem Flottenverhältnis von 1 : 5 (5 Gewichtsteile Ausrüstungsflotte auf 1 Gewichtsteil Trockenwäsche) 5 Minuten im Wackergerät (Beschreibung des Gerätes in K. Bräuer, H. Fehr, R. Puchta, Tens. Dct. 17, 281 (1980)) behandelt. Die Konzentration der Weichspülmittelzusammensetzungen (a) bis (f) wird so gewählt, dass 30 g Weichspülmittel auf 1 kg Trocken wäsche eingesetzt werden. Das Textilgut wird nach der Behandlung entnommen, 15 Sekunden geschleudert und hängend getrocknet.
Die Zusammensetzungen werden nach DIN 53924 auf ihre Saugfähigkeit geprüft. Nach dieser Norm wird die Sauggeschwindigkeit, das ist die Geschwindigkeit, mit der Wasser in textilen Flächengebilden durch Kapillarkräfte transportiert wird, bestimmt. Es wird nur die Geschwindigkeit des Wassertransports entgegen der Schwerkraft bestimmt. Als Mass gilt die Steighöhe [mm] innerhalb verschiedener Zeitabstände.
Die Testergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt:
Tabelle 2: Bestimmung der Saugfähigkeit

Steighöhe in mm

Die in der Tabelle aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass die Saugfähigkeit der behandelten Textilien durch den Zusatz der Polydimethylsiloxan-Emulsion signifikant gesteigert werden kann.

Claims

Verwendung von Weichspülmittelzusammensetzungen, enthaltend (a) als Aktivsubstanz eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
R den aliphatischen Rest der Talgfettsäure, insbesondere ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische C₁₇-Reste bedeutet; und (b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit einem Molekulargewicht von 20000 bis 90000 mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxylgruppen, worin das Polydiorganosiloxan als wässrige Emulsion eingesetzt wird, zur Behandlung von textilen Fasermaterialien.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (b) ein Polydiorganosiloxan mit einem Molekulargewicht von mindestens 750 ist, wobei mindestens 50% der organischen Substituenten im Polydiorganosiloxan Methylreste sind und alle sonstigen vorhandenen organischen Substituenten einwertige Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polydiorganosiloxan der Formel
entspricht, worin x 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 800 bedeutet.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als textiles Fasermaterial Baumwolle verwendet wird.
Weichspülmittelzusammensetzung, enthaltend (a) eine quaternäre Ammoniumverbindung der Formel
(b) ein stickstofffreies Polydiorganosiloxan mit einem Molekulargewicht von 20000 bis 90000 mit endständigen siliciumgebundenen Hydroxylgruppen, worin R den aliphatischen Rest der Talgfettsäure, insbesondere ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische C₁₇-Reste bedeutet.
Weichspülmittelzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Polydiorganosiloxan der Formel
enthält, worin x 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 800 bedeutet.
Weichspülmittelzusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% der Komponente (a) und 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-% der Komponente (b) enthält.