EP0920486A2 - Wässriges wäscheweichspülmittel mit hohem zeta-potential - Google Patents

Wässriges wäscheweichspülmittel mit hohem zeta-potential

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EP0920486A2
EP0920486A2 EP97927127A EP97927127A EP0920486A2 EP 0920486 A2 EP0920486 A2 EP 0920486A2 EP 97927127 A EP97927127 A EP 97927127A EP 97927127 A EP97927127 A EP 97927127A EP 0920486 A2 EP0920486 A2 EP 0920486A2
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EP
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carbon atoms
fatty
fatty acids
weight
fabric softener
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EP0920486B2 (de
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Ansgar Behler
Anneliese Wilsch-Irrgang
Theodor Völkel
Bernhard Guckenbiehl
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Henkel AG and Co KGaA
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Definitions

  • the present invention relates to aqueous dispersions which contain fatty substances and emulsifiers as fabric softeners, which are distinguished by a high positive zeta potential of the dispersion.
  • Textile treatment agents which have a soft-care effect on laundry are well known. They are usually used in the last rinse of a machine wash and give the laundry a pleasant, soft feel, since they have a pronounced sorption capacity on a wide variety of fiber surfaces.
  • the coating of the fibers with the long-chain molecules leads to a sliding effect between the fibers and thus prevents the water or dry rigidity that is responsible for the hard grip of the fabric.
  • a possible adsorption mechanism for drawing up softening materials consists in the electrostatic attraction between the e.g. due to washing alkali negatively charged fiber surface and positively charged plasticizer particles.
  • zeta potential is the galvanic voltage across the diffuse electrochemical double layer at the phase boundary between the surface of a solid, for example a dispersed plasticizer, and a liquid. for example, the wash liquor.
  • Water-insoluble quaternary ammonium compounds which contain two long-chain alkyl or alkenyl radicals are usually used as textile-softening active substances. Frequently used compounds are ditallow dimethyl ammonium chloride or disartyl dimethyl ammonium chloride. However, since such compounds are considered to be ecologically questionable, increasingly used are difatty acid trialkanolamine ester salts which are obtained by reacting a trialkanolamine with technical fatty acids and subsequent quaternization, such as, for example, methyl-N- (2-hydroxyethyl) -N, N-di ( tallow acyl oxyethyl) ammonium methosulfate.
  • compositions contain a fatty alcohol with 10 to 24 carbon atoms, the weight ratio between cationic softeners to fatty alcohols being between 3.5: 1 and 6: 1. Ethoxylated amines are used as emulsifiers.
  • Solid agents are known from German patent application 42 32 448 A1 which contain quaternary difatty acid trialkanolamine salts and a hydroxy compound selected from the group of fatty alcohols, fatty alcohol polyglycol ethers, polyol fatty acid partial esters and carbohydrates and which are suitable for the production of liquid, aqueous plasticizer compositions (with 1 up to 50% by weight of active substance).
  • the weight ratio between quaternary esteramine salt and hydroxy compound should be between 9: 1 and 1: 1.
  • a disadvantage of these agents is that relatively large amounts of ecologically unsatisfactory nitrogen-containing compounds are still used.
  • EP 497 769 A2 proposes acidic, aqueous fabric softeners which contain pentaerythritol esters as a softening component in amounts between 1 and 25% by weight and 0.1 to 10% by weight of a nonionic emulsifier and are therefore ecologically harmless are.
  • the object of the invention was therefore to produce stable, aqueous textile softener dispersions based on largely biodegradable ingredients with advantageous ecotoxicological properties. It has now been found that combinations of biodegradable, water-insoluble fatty substances with emulsifiers in specific proportions leads to efficient means if the zeta potential of the aqueous dispersions exceeds a certain value.
  • the invention therefore relates to fabric softening agents in the form of an aqueous dispersion of an anti-fouling component, the softening agent, based on the weight of the softening agent, consisting of 0.5 to 20% by weight of at least one nonionic fatty substance and 0.2 to 10% by weight .-% of a water-soluble and / or water-insoluble katio ⁇ African emulsifier and 0 to 10 wt .-% of a nonionic emulsifier, the weight ratio between fat and emulsifiers between 10: 1 and 0.5: 1 and the proviso that Zeta potential of the aqueous dispersion at a pH of 7 and a temperature of 25 ° C is at least + 30 mV.
  • zeta potential is a common method for characterizing solid / liquid dispersions (RJ Hunter, Zeta Potential in Colloid Science, pages 150 to 162, Academic Press, New York 1981).
  • Dispersed particles can become electrically charged, for example through the adsorption of ions on their surface.
  • an electrical double layer forms on the surface of these electrically charged particles, which is firmly bonded to the particles and causes an apparent increase in volume.
  • This solid layer is enveloped by a movable and diffuse ion layer.
  • the potential ⁇ o on the particle surface now drops within the solid ion layer with the thickness ⁇ line ⁇ ar to the value ⁇ ⁇ in order to decrease exponentially to the value 0 in the diffuse layer.
  • the potential difference between the inner solid ion layer ⁇ ⁇ and the point within the diffuse ion layer at which the potential has decreased to 1 / e • ⁇ ⁇ is called the zeta potential.
  • E- ⁇ ⁇ zeta potential (in mV)
  • ⁇ dielectric constant of the dispersing agent
  • v electrophoretic migration rate (in cm / s)
  • E field strength (in mV)
  • f numerical factor (friction factor), which depends on the shape of the particles, their conductivity and the size of the particles compared to the thickness of the diffuse double layer
  • the migration speed is measured either by means of light microscopic observation or, in particular in the case of smaller particles, by means of laser correlation spectroscopy (W. Demtröder, laser spectroscopy: basics and techniques, 2nd edition, Springer-Verlag, Berlin 1991, chapters 12.7 to 12.7.2).
  • the high positive zeta potential of the dispersions means that the dispersed particles can completely absorb onto the negatively charged fibers and that the fibers are completely coated with hydrophobic, long-chain alkyl residues, which has a good softening effect.
  • Agents are particularly suitable that have the highest possible zeta potential over a wide pH range, as is present in the wash liquor.
  • Particularly preferred are dispersions according to the invention which not only have a zeta potential of at least + 30 mV at a pH of 7, but also at a pH of 8, which is often achieved in the wash liquor during the wash cycle show at least a zeta potential of + 25 mV (temperature 25 ° C each).
  • Dispersions whose zeta potential shows at least + 40 mV at a temperature of 25 ° C. and a pH of 7 are particularly preferred.
  • the dispersions according to the invention contain at least one fatty substance in amounts between 0.5 and 20% by weight, preferably between 2 and 12% by weight and in particular between 4 and 6% by weight, based on the total amount of the agent, and the cationic emulsifier in amounts between 0.2 and 10% by weight, preferably between 0.3 and 8% by weight, in particular between 0.4 and 6% by weight, and optionally a nonionic emulsifier in amounts up to 10% by weight. It is essential that the weight ratio between fat and emulsifier is between 10: 1 and 0.5: 1 and the amounts of the ingredients are adjusted so that the zeta potential of the dispersion at a pH of 7 and 25 ° C is at least + 30 mV.
  • Particularly preferred dispersions have a weight ratio between fat and emulsifiers of between 1: 1 and 8: 1, and in particular between 2: 1 and 6: 1.
  • fatty substances are understood to mean solid fats, fatty alcohols, waxes and hydrocarbons at normal temperature (20 ° C.). These include, for example, hardened fats and oils of animal and vegetable origin, as well as non-cyclic, branched and unbranched hydrocarbons with 12 to 30 carbon atoms. Examples of such compounds are tetradecane, hexadecane, octadecane and octa-decene.
  • the fatty substances are preferably selected from the group of the fatty acid esters of fatty acids with 12 to 22 carbon atoms with mono- or polyhydric alcohols with 1 to 22 carbon atoms, as well as fatty acids or fatty alcohols with 12 to 22 carbon atoms and mixtures of these substances.
  • mono- or diesters of fatty acids with pentaerythritol Monoester and diesters of C ⁇ 2 - 1 8 acids with Gly or cerin Monoester of C ⁇ 2 . ⁇ acids with C ⁇ preferably 2 -i 8 fatty alcohols.
  • Examples of such compounds are lauric, myristic, palmitic or stearic acid and methyl and ethyl esters of these acids.
  • decanol, dodecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol or octadecanol and mixtures of these alcohols are used as fatty alcohol.
  • Examples of preferred fatty substances are technical pentaerythritol distearic acid esters or glycerol monostearic acid esters as well as technical fatty alcohols.
  • cationic emulsifiers are understood to mean compounds which are selected from the group of the quaternary ammonium compounds of the formulas (I) and (II),
  • R is an acyclic alkyl radical having 12 to 24 carbon atoms
  • R 1 is a saturated C 1 -C 4 alkyl or hydroxyalkyl radical
  • R 2 is either R or R 1
  • COR 3 is an aliphatic acyl radical having 12 to 22 carbon atoms is 0, 1, 2 or 3 double bonds
  • R 4 is H or OH
  • n is 1, 2 or 3
  • X is either a halide, methosulfate, metophosphate or phosphate ion, as well as mixtures of these compounds.
  • Compounds which contain alkyl radicals having 16 to 18 carbon atoms are particularly preferred.
  • Examples of cationic surfactants of the formula (I) are didecyldimethylammonium chloride, ditallow dimethylammonium chloride or dihexadecylammonium chloride.
  • Examples of compounds of the formula (II) are methyl-N- (2-hydroxyethyl) -N, N-di (tallow acyl-oxyethyl) ammonium methosulfate, bis- (palmitoyl) ethyl-hydroxyethyl-methyl-ammonium methosulfate or methyl-N, N-bis (acyloxyethyl) -N- (2-hydroxyethyl) ammonium methosulfate.
  • quaternized compounds of the formula (II) which have unsaturated alkyl chains
  • R 5 is a saturated alkyl radical having 12 to 18 carbon atoms
  • R 6 is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms or H
  • Z is an NH group or oxygen and A is an anion.
  • R 7 each independently represents a C 1-4 alkyl, alkenyl or hydroxyalkyl group
  • R 8 each independently represents a C 8-28 alkyl group
  • n is a number between 0 and 5.
  • nonionic emulsifiers are understood to mean compounds which are selected from the group of the alkoxylated fatty acids with 12 to 22 carbon atoms, the alkoxylated fatty acid esters from fatty acids with 12 to 22 carbon atoms with alcohols with 1 to 10 carbon atoms and the alkoxylated fatty alcohols with 12 up to 22 carbon atoms, the alkoxylated compounds having HLB values between 3 and 20, and fatty acid amides and monoalkanolamides from C 2 -C 22 fatty acids with amines or alkanotamines with 1 to 9 carbon atoms, and alkyl glycosides or glucamides, are selected.
  • alkoxylated compounds having an HLB value of between 3 and 20, preferably between 8 and 14.
  • nonionic emulsifiers are C 12-1 8- fatty alcohols with 7 EO, cetyl / stearyl alcohol with 20 EO or fatty acid.
  • the alkyl glycosides used are compounds of the general formula RO (G) x in which R denotes a primary straight-chain or methyl-branched, in particular methyl-branched aliphatic radical having 8 to 22, preferably 12 to 18, C atoms and G is the symbol which stands for a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose.
  • the degree of oligomerization x which indicates the distribution of monoglycosides and oligoglycosides, is any number between 1 and 10; x is preferably 1.2 to 1.4.
  • Fatty acid N-alkylglucamides such as are represented by the formula (IV) are preferably used as glucamides,
  • R is hydrogen or an alkyl group and R CO is the acyl radical of caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachic acid , Gadoleic acid, behenic acid or erucic acid or their technical mixtures.
  • fatty acid N-alkyl glucamides of formula (IV) / ⁇ by reductive amination of glucose with methylamine and subsequent acylation with lauric acid or coconut oil fatty acid C 12 4 a corresponding derivative are obtained respectively.
  • the agents according to the invention can also contain other substances customary in textile softeners. These include, for example, organic solvents such as ethanol or isopropyl alcohol, fungicides, enzymes, for example cellulase, dyes, optical brighteners, lecithin, UV absorbers, preservatives, soil repellents, pearlescent agents or fragrances.
  • the agents may further contain electrolytes, preferably sodium, magnesium or calcium chloride, and pH adjusting agents such as e.g. organic and inorganic acids.
  • the dispersions according to the invention are prepared in a manner known per se by mixing the ingredients with the necessary amount of water, then heating to a temperature of 60 ° C. and mixing for 5 to 30 minutes in a high-speed mixer.
  • the aqueous white rinse dispersions thus obtained have a pH between 2 and 7, preferably between 3 and 6.
  • the aqueous dispersions mentioned in Examples 1 to 8 were prepared by introducing the corresponding fatty substances with the emulsifiers and water and heating them to 80 ° C. with thorough mixing. After the raw materials had been homogeneously dispersed, the cationic emulsifier was added with thorough mixing. The dispersion was cooled to 30 ° C. with moderate stirring and then the remaining constituents, such as, for example, perfume oils, were metered in.
  • the determination of the gripping effect was carried out on prewashed terry towels, which were equipped with the agents to be examined and then dried in the air.
  • the test fabrics were treated in a glass drum with the agents to be examined (concentration 15 g / kg dry wash, water hardness 16 ° d, liquor ratio 1: 5) for 5 minutes, the drum being set in reversing movements.
  • the cloths were assessed by a test panel (5 people) in terms of grip.
  • the zeta potential was measured using a Malvern-Zetazisers ® 3 at a temperature of 25 ° C. To determine the zeta potential, the respective dispersion was diluted 1: 400 with 0.001 molar potassium chloride solution and then the pH was adjusted to the desired value using hydrochloric acid or sodium hydroxide. The values given represent mean values from 5 measurements.
  • the dispersions according to the invention with a small proportion of quaternary N-containing compounds, had good grip properties which are comparable with the performance of conventional plasticizers which contain only cationic N-containing salts as the finishing component.
  • the two examples 7 and 8 not according to the invention and a commercial plasticizer 9 based on a known quaternary esteramine salt were investigated.
  • 7 has a combination of fatty substance and cationic and nonionic emulsifier
  • 8 represents a combination of a cationic and two nonionic emulsifiers without the addition of a fatty substance according to the invention.
  • Example 10 shows that the combination tion of the ingredients according to the invention does not necessarily lead to dispersions with high zeta potential.
  • the absence of amounts means up to 100% by weight of water and minor other constituents (electrolytes, perfume oil, auxiliaries, etc.).

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Description

Wäßriges Wäscheweichspülmittel mit hohem Zeta-Potential
Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige Dispersionen, die Fettstoffe und Emulgatoren enthalten, als Wäscheweichspülmittel, die sich durch ein hohes positives Zeta-Potential der Dispersion auszeichnen.
Textilbehandlungsmittel, die einen weichpflegenden Effekt auf Wäsche haben sind wohlbe¬ kannt. Sie werden üblicherweise im letzten Spülgang einer maschinellen Wäsche einge¬ setzt und verleihen der Wäsche einen angenehmen, weichen Griff, da sie ein ausgeprägtes Sorptionsvermögen auf den unterschiedlichsten Faseroberflächen aufweisen. Die Belegung der Faser mit den langkettigen Molekülen führt zu einem Gleiteffekt zwischen den Fasern und verhindert damit die Wasser- oder Trockenstarre, die für den harten Griff des Gewebes verantwortlich ist. Ein möglicher Adsorptionsmechanismus für das Aufziehen von weichma¬ chenden Wrkstoffen besteht in der elektrostatischen Anziehung zwischen der, z.B. durch Waschalkalie negativ geladenen Faseroberfläche und positiv geladenen Weichmacher- Partikeln. Aussagen über die Größe und das Vorzeichen der Oberflächenladung können durch Messung des sogenannten Zeta-Potentials erhalten werden, welches die Galvani- Spannung an der diffusen elektrochemischen Doppelschicht an der Phasengrenze zwi¬ schen der Oberfläche eines Feststoffs, beispielsweise eines dispergierten Weichmachers, und einer Flüssigkeit, beispielsweise der Waschflotte, beschreibt.
Üblicherweise werden als textilweichmachende Wirkstoffe wasserunlösliche quaternäre Ammoniumverbindungen, die zwei langkettige Alkyl- oder Alkenylreste enthalten, verwen¬ det. Häufig eingesetzte Verbindungen sind Ditalgdimethylammmoniumchlorid oder Diste- aryldimethylammoniumchlorid. Da derartige Verbindungen aber als ökologisch bedenklich gelten, werden zunehmend Difettsäuretrialkanolaminestersalze eingesetzt, die durch Um¬ setzung eines Trialkanolamins mit technischen Fettsäuren und anschließender Quatemie- rung erhalten werden, wie beispielsweise Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyl- oxyethyl)ammonium-methosulfat.
Üblicherweise werden Wäscheweichspülmittel in Form wäßriger Dispersionen angeboten. Dabei stellt sich das Problem, daß mit zunehmenden Anteil an Aktivsubstanz die Viskosität der Dispersion ansteigt, was die Handhabung durch den Verbraucher erschwert, und wei- terhin die Stabilität derartiger Produkte nicht ausreicht. Um derartige Probleme zu überwin¬ den wurde beispielsweise in der EP 043 622 B1 eine wäßrige stabile Dispersion vorge¬ schlagen, die 8 bis 22 Gew.-% eines wasserunlöslichen kationischen Textilweichmachers enthält, sowie ein die Viskosität regulierendes System, enthaltend 0,5 bis 6 Gew.-% C10.24- Kohlenwasserstoffe, Cιo-24-Fettsäuren oder Cιo-24-Fettsäureester aus Fettsäuren mit kurz- kettigen Alkoholen oder Cιo-24-Fettalkohole und 0,05 bis 1 Gew.-% eines wasserlöslichen kationischen Polymers. Der Zusatz von Polymeren zur Viskositätsregelung führt aber häufig zu einer verringerten Leistung der Weichspülmittel. Mittel ohne polymere Viskositätsregler werden in der DE 36 02 089 C2 beschrieben. Die Mittel enthalten neben üblichen kationi¬ schen Textilweichmachern einen Fettalkohol mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen kationischen Weichmachern zu Fettalkoholen zwischen 3,5 : 1 und 6 : 1 liegt. Als Emulgatoren werden ethoxylierte Amine eingesetzt. Aus der Deutschen Patentanmeldung 42 32 448 A1 sind feste Mittel bekannt, die quartäre Difettsäuretrialkano- laminestersalze, sowie eine Hydroxyverbindung, ausgewählt aus der Gruppe der Fettalko¬ hole, Fettalkoholpolyglykolether, Polyolfettsäurepartialester und Kohlenhydrate enthalten und die sich zur Herstellung flüssiger, wäßriger Weichmacherzusammensetzungen (mit 1 bis 50 Gew.-% Aktivsubstanz) eignen. Das Gewichtsverhältnis zwischen quartärem Esteraminsalz und Hydroxyverbindung soll zwischen 9 : 1 und 1 : 1 liegen. Nachteilig bei diesen Mittel ist aber, daß noch relativ hohe Mengen an ökologisch unbefriedigenden, stickstoffhaltigen Verbindungen eingesetzt werden. Dagegen werden in der EP 497 769 A2 saure, wäßrige Weichspülmittel vorgeschlagen, die als weichmachende Komponente Pen- taerythrithester in Mengen zwischen 1 und 25 Gew.-%, sowie 0,1 bis 10 Gew.-% eines nichtionischen Emulgators enthalten und somit ökologisch unbedenklich sind. Die in dieser Schrift offenbarten Mittel können aber auch bis zu 0,5 Gew.-% quaternierte Ammoniumver¬ bindungen enthalten. Derartige Zusammensetzungen weisen aber bei pH=7 nur Zeta- Potentiale von höchstens +27 mV auf.
Trotz dieser unterschiedlichen Ansätze, stabile, problemlos handhabbare Textilweichma- cherdispersionen herzustellen, besteht nach wie vor das Bedürfnis, die bestehenden For¬ mulierungen in der Leistung und ökologischem Verhalten zu verbessern. Aufgabe der Er¬ findung war es daher, stabile, wäßrige Textilweichmacherdispersionen auf Basis weitge¬ hend biologisch abbaubarer Inhaltsstoffe mit vorteilhaften ökotoxikologischen Eigenschaf¬ ten herzustellen. Es wurde nun gefunden, daß Kombinationen biologisch abbaubarer, was¬ serunlöslicher Fettstoffe mit Emulgatoren in bestimmten Mengenverhältnissen gerade dann zu leistungsfähigen Mitteln führt, wenn das Zeta-Potential der wäßrigen Dispersionen einen bestimmten Wert überschreitet.
Gegenstand der Erfindung sind daher Wäscheweichspülmittel in Form einer wäßrigen Dis¬ persion einer Avivagekomponente, wobei die Avivagekomponente, bezogen auf das Ge¬ wicht des Weichspülmittels, aus 0,5 bis 20 Gew.-% mindestens eines nichtionischen Fettstoffs und 0,2 bis 10 Gew.-% eines wasserlöslichen und/oder wasserunlöslichen katio¬ nischen Emulgators und 0 bis 10 Gew.-% eines nichtionischen Emulgators besteht, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Fettstoff und Emulgatoren zwischen 10 : 1 und 0,5 : 1 liegt und der Maßgabe, daß das Zeta-Potential der wäßrigen Dispersion bei einem pH-Wert von 7 und einer Temperatur von 25 °C mindestens + 30 mV beträgt.
Um Mittel mit den gewünschten Zeta-Potentialen zu erhalten, ist es vorteilhaft zunächst den Fettstoff mit einer geeigneten Menge an nichtionischem Emulgator vollständig in Wasser zu dispergieren und dann durch Zugabe des kationischen Emulgators das Zeta-Potential ein¬ zustellen.
Die Messung des Zeta-Potentials stellt eine übliche Methode zur Charakterisierung von fest/flüssig-Dispersionen dar (R.J. Hunter, Zeta Potential in Colloid Science, Seiten 150 bis 162, Academic Press, New York 1981). Dispergierte Teilchen können sich, beispielsweise durch Adsorption von Ionen auf ihrer Oberfläche, elektrisch aufladen. An der Oberfläche dieser elektrisch geladenen Teilchen bildet sich dadurch eine elektrische Doppelschicht, die fest mit den Partikeln verbunden ist und eine scheinbare Volumenzunahme bewirken. Diese feste Schicht wird von einer beweglichen und diffusen lonenschicht umhüllt. Das Potential Ψo an der Partikeloberfläche fällt nun innerhalb der festen lonenschicht mit der Dicke δ line¬ ar auf den Wert ψδ ab, um in der diffusen Schicht annähernd exponentiell bis auf den Wert 0 zurückzugehen. Die Potentialdifferenz zwischen der inneren festen lonenschicht ψδ und dem Punkt innerhalb der diffusen lonenschicht, bei der das Potential auf 1/e • ψδ zurückge¬ gangen ist, bezeichnet man als Zeta-Potential.
Das Zeta-Potential kann aus der Wanderungsrichtung und -geschwindigkeit der dispergier- ten Teilchen im elektrischen Feld direkt ermittelt werden (M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik II, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1977, Seiten 260 bis 264), wobei man folgende Beziehung zugrunde legt: f -π- v- η ζ =
E-ε ζ = Zeta-Potential (in mV) ε = Dielektrizitätskonstante des Dispersionsmittels v = elektrophoretische Wanderungsgeschwindigkeit ( in cm/s) η = Viskosität des Dispersionsmittels (Poise, 1 Poise = 0,1 Pa • s)
E = Feldstärke (in mV) f = Zahlenfaktor (Reibungsfaktor), der von der Form der Teilchen, ihrer Leitfähigkeit und der Größe der Teilchen im Vergleich zur Dicke der diffusen Doppelschicht abhängt
Die Messung der Wanderungsgeschwindigkeit erfolgt dabei, je nach Größe der zu untersu¬ chenden Teilchen entweder mittels lichtmikroskopischer Beobachtung oder, insbesondere bei kleineren Teilchen, mittels Laser-Korrelations-Spektroskopie (W. Demtröder, Laserspek¬ troskopie: Grundlagen und Techniken, 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin 1991 , Kapitel 12.7 bis 12.7.2).
Das hohe positive Zeta-Potential der Dispersionen führt dazu, daß die dispergierten Teil¬ chen vollständig auf die negativ geladenen Fasern aufziehen können und durch die voll¬ ständige Umhüllung der Fasern mit hydrophoben, langkettigen Alkylresten eine gute weichmachende Wirkung erzielt wird. Dabei sind Mittel besonders geeignet, die über einen breiten pH-Wertbereich, wie er in der Waschflotte vorliegt, ein möglichst hohes Zeta- Potential aufweisen. Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Dispersionen, die nicht nur bei einem pH von 7 ein Zeta-Potential von mindestens + 30 mV aufweisen, sondern die auch bei einem pH-Wert von 8, der häufig in der Waschflotte während des Spülgangs er¬ reicht wird, noch mindestens ein Zeta-Potential von + 25 mV zeigen (Temperatur jeweils 25 °C). Besonders bevorzugt sind Dispersionen, deren Zeta-Potential bei einer Temperatur von 25 "C und einem pH-Wert von 7 mindestens + 40 mV zeigen.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen enthalten mindestens einen Fettstoff in Mengen zwi¬ schen 0,5 und 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 12 Gew.-% und insbesondere zwischen 4 und 6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Mittels, sowie den kationi¬ schen Emulgator in Mengen zwischen 0,2 und 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,3 und 8 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,4 und 6 Gew.-% und gegebenenfalls einen nichtioni¬ schen Emulgator in Mengen bis zu 10 Gew.-%. Wesentlich ist dabei, daß das Gewichtsver¬ hältnis zwischen Fettstoff und Emulgator zwischen 10 : 1 und 0,5 : 1 liegt und die Mengen der Inhaltsstoffe so abgestimmt werden, daß das Zeta-Potential der Dispersion bei einem pH-Wert von 7 und 25 °C mindestens + 30 mV beträgt. Nur dann ist es möglich, daß in aus¬ reichender Menge weichmachende Substanzen auf die Textilfasern aufziehen, um einen guten weichmachenden Effekt zu erzielen. Besonders bevorzugte Dispersionen weisen dabei ein Gewichtsverhältnis zwischen Fettstoff und Emulgatoren zwischen 1 : 1 und 8 : 1 , und insbesondere zwischen 2 : 1 und 6 : 1 auf.
Unter Fettstoffen werden im Rahmen dieser Anmeldungen bei Normaltemperatur (20 °C) feste Fette, Fettalkohole, Wachse und Kohlenwasserstoffe verstanden. Dazu gehören bei¬ spielsweise gehärtete Fette und öle tierischen und pflanzlichen Ursprungs, sowie nichtzy¬ klische, verzweigte und unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit 12 bis 30 Kohlenstoff atomen. Beispiele für derartige Verbindungen sind Tetradecan, Hexadecan, Octadecan und Octa- decen. Vorzugsweise werden die Fettstoffe aus der Gruppe der Fettsäureester von Fettsäu¬ ren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoff atomen, sowie Fettsäuren oder Fettalkoholen mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und Mischungen aus diesen Substanzen ausgewählt. Insbesondere sind Mono- oder Die- ster von Fettsäuren mit Pentaerythrit, Monoester und Diester von Cι2-18-Fettsäuren mit Gly- cerin oder Monoester von Cι2.ιβ-Fettsäuren mit Cι2-i8-Fettalkoholen bevorzugt.
Beispiele für derartige Verbindungen sind Laurin-, Myristin-, Palmitin- oder Stearinsäure sowie Methyl- und Ethylester dieser Säuren. Als Fettalkohle werden beispielsweise Deca- nol, Dodecanol, Tetradecanol, Pentadecanol, Hexadecanol oder Octadecanol sowie Mi¬ schungen dieser Alkohole eingesetzt. Beispiele für bevorzugt eingesetzte Fettstoffe sind technische Pentaerytrithdistearinsäureester oder Glycerinmonostearinsäureester sowie technische Fettalkohole.
Unter kationische Emulgatoren werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung Verbin¬ dungen verstanden, die aus der Gruppe der quatemären Ammoniumverbindungen der Formeln (I) und (II) ausgewählt sind,
R - X"
wobei R für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R1 für einen ge¬ sättigten C1-C4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R2 entweder gleich R oder R1 ist und COR3 für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht sowie R4 gleich H oder OH bedeutet, wobei n den Wert 1 , 2 oder 3 hat und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat- , Metophosphat- oder Phosphation ist, sowie Mischungen dieser Verbindungen. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, die Al- kylreste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten.
Beispiele für kationische Tenside der Formel (I) sind Didecyldimethylammoniumchlorid, Ditalgdimethylammoniumchlorid oder Dihexadecylammoniumchlorid. Beispiele für Verbin¬ dungen der Formel (II) sind Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyl-oxyethyl)ammonium- methosulfat, Bis-(palmitoyl)-ethyl-hydroxyethyl-methyl-ammonium-methosulfat oder Methyl- N,N-bis(acyloxyethyl)-N-(2-hydroxyethyl)ammonium-methosulfat. Neben den Verbindungen der Formeln (I) und (II) können auch kurzkettige, wasserlösliche, quaternäre Ammonium¬ verbindungen eingesetzt werden, wie beispielsweise Trihydroxyethyl-methyl-ammonium- methosulfat oder Cetyl-trimethylammonium-chlorid. Auch protonierte Alkylaminverbindun- gen, die weichmachende Wirkung aufweisen, sowie die nicht quatemierten, protonierten Vorstufen der kationischen Emulgatoren sind geeignet.
Werden quarternierte Verbindungen der Formel (II) eingesetzt, die ungesättigte Alkylketten aufweisen, sind die Aclygruppen bevorzugt, deren korrespondierenden Fettsäuren eine Jodzahl zwischen 5 und 25, vorzugsweise zwischen 10 und 25 und insbesondere zwischen 15 und 20 aufweisen und die ein cis/trans-lsomerenverhältnis (in Gew.-%) von 30 : 70, vor¬ zugsweise größer als 50 : 50 und insbesondere größer als 70 : 30 haben.
Neben den oben beschriebenen quarternären Verbindungen können auch andere bekannte Verbindungen eingesetzt werden, wie beispielsweise quarternäre Imidazoliniumverbindun- gen der Formel (III)
wobei R5 eine gesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R6 einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen oder H bedeutet und Z eine NH-Gruppe oder Sauerstoff bedeu¬ tet und A ein Anion ist.
Weitere geeignete quarternäre Verbindungen sind durch Formel (IV) beschrieben, + (R7)3N— (CH2)n— CH— OOCR8
CH?— OOCR8
(IV) wobei R7 jeweils unabhängig ausgewählt für eine C^ Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkyl- gruppe steht, R8 jeweils unabhängig ausgewählt eine C8-28 Alkylgruppe darstellt und n eine Zahl zwischen 0 und 5 ist.
Im Rahmen dieser Anmeldung werden unter nichtionischen Emulgatoren Verbindungen verstanden, die aus der Gruppe der alkoxylierten Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffato¬ men, der alkoxylierten Fettsäureester aus Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoff atomen mit Alkoholen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und der alkoxylierten Fettalkohole mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei die alkoxylierten Verbindungen HLB-Werte zwischen 3 und 20 aufweisen, sowie Fettsäureamiden und Monoalkanolamiden aus Cι2-C22-Fettsäuren mit Aminen oder Alkanotaminen mit 1 bis 9 Kohlenstoff atomen, sowie Alkylglykosiden oder Glucamiden, ausgewählt sind. Bevorzugt sind alkoxylierte Verbindungen mit einem HLB- Wert zwischen 3 und 20, vorzugsweise zwischen 8 und 14. Beispiel für erfindungsgemäße nichtionische Emulgatoren sind C12-18- Fettalkohole mit 7 EO, Cetyl/Stearylalkohol mit 20 EO oder Fettsäurepolyglykolester. Als Alkylglykoside werden Verbindungen der allgemeinen Formel RO(G)x eingesetzt, in der R einen primären geradkettigen oder methylverzweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugswei¬ se 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oiigomerisierungsgrad x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine beliebige Zahl zwi¬ schen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4.
Als Glucamide werden bevorzugt Fettsäure-N-alkylglucamide eingesetzt wie sie durch die Formel (IV) wiedergegeben werden,
10
OH OH OH
R CO-N-CH -CH-CH-CH-CH-CH OH (IV)
2 2
OH 10 9 wobei R für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe steht und R CO für den Acylrest der Ca- pronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmolein¬ säure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure oder Erucasäure beziehungswei¬ se derer technischer Mischungen steht. Besonders bevorzugt sind Fettsäure-N- alkylglucamide der Formel (IV), die durch reduktive Aminierung von Glucose mit Methylamin und anschließende Acylierung mit Laurinsäure oder C12/ι4-Kokosfettsäure beziehungsweise einem entsprechenden Derivat erhalten werden.
Neben den oben genannten Inhaltsstoffen können die erfindungsgemäßen Mittel auch weitere, in Textilweichmachern übliche Stoffe enthalten. Dazu gehören beispielsweise or¬ ganische Lösungsmittel wie Ethanol oder Isopropylalkohol, Fungizide, Enzyme, beispiels¬ weise Cellulase, Farbstoffe, optische Aufheller, Lecithin, UV-Absorbentien, Konservie¬ rungsmittel, soil-repellents, Perlglanzmittel oder Duftstoffe. Weiterhin können die Mittel Elektrolyte enthalten, vorzugsweise Natrium-, Magnesium- oder Caiciumchlorid, sowie pH- Stellmittel wie z.B. organische und anorganische Säuren.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen erfolgt in an sich bekannter Weise, indem man die Inhaltsstoffe mit der notwendigen Menge Wasser vermischt, anschließend auf eine Temperatur von 60 °C erhitzt und 5 bis 30 Minuten in einem Hochgeschwindig¬ keitsmischer vermischt. Die so erhaltenen wäßrigen Weispülerdispersionen weisen einen pH-Wert zwischen 2 und 7, vorzugsweise zwischen 3 und 6 auf.
Beispiele
Die in den Beispielen 1 bis 8 genannten wäßrigen Dispersionen wurden hergestellt indem die entsprechenden Fettstoffe mit den Emulgatoren und Wasser vorgelegt und unter guter Durchmischung auf 80 °C erhitzt wurden. Nachdem die Rohstoffe homogen dispergiert wa¬ ren erfolgte die Zugabe des kationischen Emulgators unter guter Durchmischung. Die Dis¬ persion wurde unter mäßigem Rühren auf 30 °C abgekühlt und anschließend die restlichen Bestandteile, wie beispielsweise Parfümöle zudosiert.
Die Zeta-Potentiale der wäßrigen Dispersionen und die Beurteilung der griffgebenden Wir¬ kung kann der Tabelle 1 entnommen werden.
Die Ermittlung der griffgebenden Wirkung erfolgte an vorgewaschenen Frottiergewebetü¬ cher, die mit den zu untersuchenden Mitteln ausgerüstet und anschließend an der Raumluft getrocknet wurden. Die Testgewebe wurden dazu in einer Glastrommel mit den zu untersu¬ chenden Mitteln (Konzentration 15 g/kg Trockenwäsche, Wasserhärte 16 °d, Flottenver¬ hältnis 1:5) 5 Minuten lang behandelt, wobei die Trommel in reversierende Bewegungen versetzt wurde. Die Tücher wurden von einem Testpanel (5 Personen) grifftechnisch beur¬ teilt. Der Wäschegriff wurde als Durchschnittswert aus drei Bestimmungen in Noten ange¬ geben (0 = hart, 6 = weich), wobei Griffnoten ab 3,8 als gut bewertet wurden.
Die Messung des Zeta-Potential erfolgte mit Hilfe eines Malvern-Zetazisers® 3 bei einer Temperatur von 25 °C. Zur Bestimmung des Zeta-Potentials wurde die jeweilige Dispersion mit 0,001 molarer Kaliumchlorid-Lösung 1 : 400 verdünnt und anschließend der pH-Wert mit Salzsäure beziehungsweise Natriumhydroxid auf den gewünschten Wert eingestellt. Die angegebenen Werte stellen Mittelwerte aus 5 Messungen dar.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen wiesen, bei geringem Anteil an quatemären N- haltigen Verbindungen, gute griffgebende Eigenschaften auf, die mit der Leistung marktüb¬ licher Weichmacher vergleichbar sind, welche als Avivagekomponente nur kationische N- haltige Salze enthalten.
Zum Vergleich wurden die beiden nichterfindungsgemäßen Beispiele 7 und 8 sowie ein handelsüblicher Weichmacher 9 auf Basis eines bekannten quatemären Esteraminsalzes untersucht. 7 weist zwar eine Kombination aus Fettstoff und kationischem und nichtioni¬ schem Emulgator auf, das Zeta-Potential bei pH = 7 liegt aber unter + 30 mV. 8 stellt eine Kombination aus einem kationischen und zwei nichtionischen Emulgatoren dar, ohne daß ein erfindungsgemäßer Fettstoff zugesetzt wurde. Das Beispiel 10 zeigt, daß die Kombina- tion der erfindungsgemäßen Inhaltsstoffe nicht zwangsläufig zu Dispersionen mit hohem Zeta-Potential führt.
Für alle Beispielzusammensetzungen gilt, daß die fehlenden Mengen bis 100 Gew.-% Wasser und geringe sonstige Bestandteile (Elektrolyte, Parfümöl, Hilfsstoffe etc.) bedeuten.
Beispiel 1
1,26 Gew.-% C16-18 Fettalkohol
0,70 Gew.-% Laurinsäuremethylester +12 EO
0,54 Gew.-% Bis-(palmytoyl)ethylhydroxyethyl-methylammonium-methosulfat
Beispiel 2
5,00 Gew.-% Di-Ciβ-iβ-alkyl-pentaerythritester
0,36 Gew.-% Trimethyl-hexadecyl-ammoniumchlorid
0,30 Gew.-% C12-ι6-Fettalkohol-1 ,4-glykosid
Beispiel 3
7,70 Gew.-% Di-C16-i8-alkyl-pentaerythritester
0,82 Gew.-% Talgamin + 2 EO Addukt (Handelsprodukt Genamin® T 020, Fa. Hoechst)
1.25 Gew.-% Tris-(oligooxyethyl)-alkylammoniumphosphat
Beispiel 4
5,00 Gew.-% Di-Cι6.i8-alkyl-ρentaerythritester
1 ,08 Gew.-% Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N , N-di(talgacyloxyethyl)-ammonium-methosulfat
0,56 Gew.-% Laurinsäuremethylester +12 EO
Beispiel 5
4,00 Gew.-% C16-ιβ Fettalkohol
1 ,35 Gew.-% Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyloxyethyl)-ammonium-methosulfat
0,75 Gew.-% Laurinsäuremethylester +12 EO
Beispiel 6
4,00 Gew.-% Glycerin-mono-di-palmitat
1 ,35 Gew.-% Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyloxyethyl)-ammonium-methosulfat
0,90 Gew.-% Laurinsäuremethylester +12 EO
Beispiel 7
5,00 Gew.-% Di-C 16-18-alkyl-pentaerythritester
0,17 Gew.-% Methyl-N,N-bis(acyloxyethyl)-N-(2-hydroxyethyl)-ammonium-methosulfat
1.26 Gew.-% Laurinsäuremethylester +12 EO Beispiel 8
2,50 Gew.-% C12.i6-Fettalkohol-1 ,4-glykosid
0,19 Gew.-% Methyl-N,N-bis(acyloxyethyl)-N-(2-hydroxyethyl)-ammonium-methosulfat
0,84 Gew.-% Laurinsäuremethylester +12 EO
Beispiel 9
4,50 Gew.-% Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyloxyethyl)-ammonium-methosulfat
Beispiel 10
5,00 Gew.-% Di-Ciβ-iβ-alkyl-pentaerythritester
1,28 Gew.-% Cι2-i8-Fettalkohol +7 EO
0,82 Gew.-% Talgamin-2 EO-Addukt (Genamin® T 020, Fa. Hoechst)
0,50 Gew.-% Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyloxyethyl)-ammonium-methosulfat
Tabelle 1
Zeta-Potential [mV]
Zusammensetzung pH = 7 pH = 8 Note
1 52 52 4,7
2 41 38 3,9
3 42 30 4,7
4 45 45 4,8
5 52 41 4,7
6 52 44 4,3
7 24 27 2,6
8 - 35 - 32 1 ,5
9 65 65 5,0
10 27 23 3,5

Claims

Patentansprüche
1. Wäscheweichspülmittel in Form einer wäßrigen Dispersion einer Avivagekomponente, dadurch gekennzeichnet, daß die Avivagekomponente, bezogen auf das Gewicht des Wäscheweichspülmittels, aus 0,5 bis 20 Gew.-% mindestens eines nichtionischen Fettstoffs und 0,2 bis 10 Gew.-% eines wasserlöslichen und/oder wasserunlöslichen ka¬ tionischen Emulgators und 0 bis 10 Gew.-% eines nichtionischen Emulgators besteht, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Fettstoff und Emulgatoren zwischen 10 : 1 und 0,5 : 1 liegt und der Maßgabe, daß das Zeta-Potential der wäßrigen Dispersion bei einem pH-Wert von 7 und einer Temperatur von 25 °C mindestens + 30 mV beträgt.
2. Wäscheweichspülmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der wasserun¬ lösliche nichtionische Fettstoff ausgewählt ist aus der Gruppe der Fettsäureester von Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, sowie Fettsäuren und Fettalkoholen mit 12 bis 22 Kohlen¬ stoffatomen und Mischungen aus diesen Substanzen.
3. Wäscheweichspülmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fettstoff Mono- oder Diester von Fettsäuren mit Pentaerythrit, Monoester und Diester von Cι2-18-Fettsäuren mit Glycerin oder Monoester von Cι2-iδ-Fettsäuren mit Cι2- 18-Fettalkoholen enthalten ist.
4. Wäscheweichspülmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserunlösliche kationische Emulgator ausgewählt ist aus der Gruppe der quatemären Ammoniumverbindungen der Formeln (I) oder (II)
R - X"
(D (II) wobei R für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R1 für einen gesättigten C1-C4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R2 entweder gleich R oder R1 ist und COR3 für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoff atomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht, sowie R4 gleich H oder OH bedeutet, wobei n den Wert 1, 2 oder 3 hat und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat- oder Metophosphation ist, sowie Mischungen dieser Verbindungen.
5. Wäscheweichspülmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtionische Emulgator ausgewählt ist der Gruppe der alkoxylierten Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, alkoxylierten Fettsäureester aus Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit Alkoholen mit 1 bis 10 Kohlenstoff atomen, alkoxylierten Fet¬ talkoholen mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei die alkoxylierten Verbindungen HLB- Werte zwischen 3 und 20 aufweisen, sowie Fettsäureamiden und Monoalkanolamiden aus Cι2-C22-Fettsäuren mit Aminen oder Alkanotaminen mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, sowie Alkylglykoside oder Glucamide.
6. Wäscheweichspülmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Dispersion bei pH = 7 und einer Temperatur von 25 °C ein Zeta- Potential von mindestens + 40 mV aufweist.
7. Wäscheweichspülmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Dispersion bei pH = 8 und einer Temperatur von 25 °C ein Zeta- Potential von mindestens + 25 mV aufweist.
8. Wäscheweichspülmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis zwischen Fettstoff und Emulgator zwischen 1 : 1 und 8 : 1 , vorzugsweise zwischen 2 : 1 und 6 : 1 liegt.
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