NL8302227A - Geconcentreerde samenstellingen voor het zacht maken van weefsel en werkwijzen voor het bereiden daarvan. - Google Patents

Description

• η VO 4905 >

Geconcentreerde samenstellingen voor het zacht maken van weefsel en werkwijzen voor het bereiden daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op samenstellingen voor het zacht maken van weefsel die geschikt zijn voor toepassing in de spoelcyclus van een wasproces/ en in het bijzonder op geconcentreerde waterige samenstellingen voor het zacht maken van weefsel die zowel bij 5 lage als hoge omgevingstemperaturen stabiel zijn, nl. zodanige samenstellingen die geen gel vormen en die bij gebruik gemakkelijk in water worden gedispergeerd.

Samenstellingen die kwaternaire ammoniumzouten met tenminste een hydrocarbylgroep met lange keten bevatten worden veelvuldig 10 toegepast in de spoelcyclus van een wasproces, teneinde het weefsel zacht te maken. Daarvoor kan bij wijze van voorbeeld worden verwezen naar de Amerikaanse octrooischriften 3.349.033, 3.644.203, 3.946.115, 3.997.453, 4.073.735 en 4.119.545.

Voor de meeste waterige zachtmaker-samenstellingen die 15 kationische kwaternaire ammoniumverbindingen als actieve ingrediënten bevatten, is de concentratie van dergelijke kationische verbindingen in het algemeen beperkt tot het gebied van ongeveer 3-6 gew.% (zie de Amerikaanse octrooischriften 3.904.533 en 3.920.565). Een dergelijke lage concentratie is in het algemeen noodzakelijk vanwege het feit, dat 20 kationische verbindingen gels vormen in waterige systemen bij concentraties boven ongeveer 8%, en alhoewel de toepassing van electrolyten om de viscositeit van dergelijke samenstellingen te verminderen bekend is (zie in het bijzonder het Amerikaans octrooischrift 4.199.545), zijn dergelijke electrolyten verre van bevredigend. Vanuit functioneel oog-25 punt werken de electrolyten dikwijls niet zoals vereist, in het bijzonder bij concentraties van de kationische verbindingen in de buurt van ongeveer 12 - 15%. Terwijl de werking van de electrolyten het gelprobleem tot op zekere hoogte kan oplossen, is hun gebruik verre van bevredigend voor het verschaffen van een sterk geconcentreerd waterig systeem van 30 kationische verbindingen dat niet geleert of sterk in viscositeit verandert binnen het gebruikelijke gebied van temperaturen waarmee men bij het hanteren daarvan te maken krijgt, bijvoorbeeld bij temperaturen van onge- 8302227 * > 2 veer -18°C tot ongeveer 60°C. In het Amerikaanse octrooischrift 3.681.241 is een geconcentreerde emulsie voor het zacht maken van weefsel beschreven, die in hoofdzaak bestaat uit 3,5 - 6,5 gew.dln van een verbinding zoals bijvoorbeeld distearyldimethylammoniumchloride, 3,5 - 6,5 gew.dln 5 van een alkylamidoimidazolinium-alkylsulfaat, en van 0-3 gew.dln van een ander maar soortgelijk vetamido-imidazolinium-alkylsulfaat, waarbij wordt beweerd dat deze laatste verbinding zorgt voor de stabiliteit van de samenstelling bij lage temperatuur. De totale concentratie aan actieve stoffen bedraagt ongeveer 8 - 13%.

10 In de Britse octrooiaanvrage 2053249A, gepubliceerd op 4 februari 1981, zijn kationische samenstellingen voor het zacht maken van weefsel beschreven, die 15-60 gew.% kationische zachtmaker, 25 -75 gew.% van een waterig medium en 0,5 - 40 gew.% van een gespecificeerd in water oplosbaar polymeer bevatten.

15 In het Amerikaanse octrooischrift 3.974.076 zijn kwa- ternaire ammoniumverbindingen bevattende samenstellingen met zachtmakende werking beschreven, die gebruikelijke concentraties aan kationische verbindingen bevatten, nl. ongeveer 3-6%. Deze samenstellingen worden gekenmerkt door de zeer kleine deeltjesgrootte van de in hoofdzaak in 20 water onoplosbare zachtmakende verbindingen van het kwaternaire ammo-niumtype. 90 Gew.% van de kwaternaire ammoniumverbindingen is nl. aanwezig in de vorm van deeltjes die niet passeren door een filter van 1,2 urn. De samenstellingen zijn beschreven als een combinatie van de kationische zachtmaker, een Cg tot C2Q alkylalcohol met van ongeveer 0,1% tot 25 ongeveer 2,0% van een niet-ionisch oppervlakte-actieve stof met een ht.b van ongeveer 8 tot ongeveer 15, en bij voorkeur van ongeveer 10 tot ongeveer 14. De bij voorkeur gebruikte niet-ionische verbindingen hebben een lipofiele hydrocarbylgroepequivalent van 8-15 koolstof atomen met 7 tot 13 ethyleenoxyde hydrofiele groepen. Dit octrooischrift heeft 30 geen betrekking op het probleem van de stabiliteit van geconcentreerde waterige kationische samenstellingen met zachtmakende werking, maar eerder op het verbeteren van de mate van en de gelijkmatigheid van zacht maken onder toepassing van gebruikelijke concentraties.

De onderhavige uitvinding verschaft bij lage en hoge 35 temperatuur stabiele, geconcentreerde, waterige samenstellingen met zachtmakende werking, die berusten op kwaternaire ammoniumverbindingen 8302227 ir * 3 met zachtmakende werking en een kleine hoeveelheid van zowel een niet-ionische oppervlakte-achtieve stof als een electrolyt. De onderhavige uitvinding verschaft ook een werkwijze voor het bereiden van sterk geconcentreerde samenstellingen voor het zacht maken van weefsel.

5 De samenstellingen volgens de onderhavige uitvinding zijn stabiele waterige samenstellingen die een hoge concentratie van de kationische weefselzachtmaker bevatten, die een in water dispergeerbare kwaternaire ammoniumverbinding is als hieronder beschreven, en die verder niet-ionische oppervlakte- actieve. stof en electro lyt bevatten.

10 De waterige samenstellingen volgens de uitvinding be vatten tenminste ongeveer 12% tot ongeveer 20% kationische zachtmaker, die beantwoordt aan de algemene formule: R + 15 1 R-N-R y"

R

20 waarin de groepen R zijn gekozen uit - C^q alifatische groepen, bij voorkeur alkyl of alkenyl, aryl (bijvoorbeeld fenyl, tolyl, cumyl enz.); aralkyl (bijvoorbeeld benzyl, fenethy1 enz.); en de halogeen-, amide-, hydroxyl- en carboxy 1-substituenten daarvan; met dien verstande dat tenminste één groep R de betekenis heeft van - C^g en bij voorkeur 25 C^ - C^g, en de andere lager alkyl zijn, en liefst tenminste twee groepen R de betekenis hebben vaxi- - C^g en de andere lagere alkyl met Cj - C4 zijn (en het allerliefst methyl of ethyl), en Y een in water oplosbaarmakend anion is, zoals chloride, bromide, jodide, fluoride, sulfaat, methosulfaat, nitriet, nitraat, fosfaat en carboxylaat (nl.

30 acetaat, adipaat, propionaat, ftalaat, benzoaat, oleaat enz.). Typische kationische verbindingen volgens de hierboven weergegeven formule zijn de volgende verbindingen: distearyl-dimethyl-ammoniumchloride ditalgalkyl-dimethyl-ammoniumchloride 35 dihexadecyl-dimethyl-ammoniumchloride distearyl-dimethyl-ammoniumbromide di(gehydrogeneerd talgalkyl)-dimethyl-ammoniumbromide 8302227 4 distearyl-di (isopropyl) -ammoniumchloride disteary1-dimethyl-ammoniummethosulfaat

De niet-ionische component van de onderhavige samenstellingen vormt van ongeveer 1 tot ongeveer 5 gew.% van de samenstel-5 ling en is in het algemeen in een zodanige concentratie aanwezig, dat de gewichtsverhouding van de kationische component tot de niet-ionische « component varieert van ongeveer 20 : 1 tot ongeveer 3 : 1 en bij voorkeur van ongeveer 10 : 1 tot ongeveer 5 : 1. De niet-ionische verbindingen zijn ethyleenoxyde-condensaten van “ C^q alifatische alcoholen en 10 alkylfenolen gekenmerkt door een HLB (hydrofiel-lipofiel balans) van • 16,5 ± 1,0. Een volledige bespreking van het HLB-systeem is te vinden in "The HLB System" (1976-editie, 16 blz.), gepubliceerd door ICI United States, Ine., en deze literatuurplaats is door deze verwijzing hierin opgenomen. In het algemeen zijn de hier beschouwde niet-ionische componen-15 ten hydrofiel van aard met een grote en sterke hydrofiele groep. Volgens de onderhavige uitvinding is deze groep een oxyethylketen in het algemeen met tenminste ongeveer 15 eindstandige oxyethylgroepen ( de oxyethyl-groepen zijn nl. aangrenzend en eindigen in een hydroxylgroep).

Bijzonder geschikte niet-ionische oppervlakte-actieve 20 stoffen omvatten een ^5 alifatische alcohol die 20 mol gecondenseerd ethyleenoxyde bevat en verkrijgbaar is als Synperonic A20; een geëthoxy-leerde octylfenol met 16 mol ethyleenoxyde, verkrijgbaar als Triton X-165, en een geëthoxyleerde nonylfenol met 30 mol ethyleenoxyde, verkrijgbaar als Dowfax NP30.

25 Een derde bij voorkeur toegepaste ingrediënt is een electrolyt (ionisch) materiaal in een hoeveelheid van ongeveer 0,1 tot ongeveer 1,5 gew.%. De toepassing van een electrolyt werkt niet alleen om de viscositeit te regelen, maar helpt ook bij het stabiliseren van het systeem tegen gelvorming en fase-inversie bij hoge temperaturen, bijvoor-30 beeld boven ongeveer 40°C. Bijzonder geschikte electrolyten omvatten onder meer natriumformiaat, natriumnitriet, natriumnitraat en natriumace-taat evenals in water oplosbare zouten van andere kationen, zoals kalium, lithium, magnesium, ammonium en dergelijke.

Ondergeschikte hoeveelheden van lagere alkanolen kunnen 35 worden gebruikt, vooral wanneer het wenselijk is om de viscositeit verder te modificeren. In het algemeen hebben alcoholen de neiging de viscositeit 8302227 - J* 5 bij normale temperaturen te verlagen, alhoewel matige hoeveelheden een verlaging van de fase-inversietemperatuur kunnen bewerkstelligen. De voorkeurssamenstellingen volgens de uitvinding hebben fase-inversie-temperaturen boven ongeveer 80°C, bij voorkeur boven ongeveer 90°C met 5 hoeveelheden alcohol in het gebied van ongeveer 1 tot ongeveer 10 gew.%. Bijzonder geschikte alcoholen zijn ethyl- en isopropylalcohol.

Behalve de eerdergenoemde componenten van de onderhavige zachtmakersamenstellingen, kunnen talrijke gebruikelijke aanvullende en facultatieve ingrediënten daarin zijn opgenomen die de stabiliteit 10 en/of de functionele karakteristieken van de onderhavige samenstellingen . niet nadelig beïnvloeden. Er kunnen bijvoorbeeld aanwezig zijn alóm toegepaste reukstoffen, kleurstoffai, pigmenten, opaak makende middelen, germiciden, optische witmakers, anti-corrosiemiddelen (bijvoorbeeld na-triumsilicaat), in water oplosbare polymeren, antistatische middelen en 15 dergelijke. Wanneer deze worden gebruikt, kan elk daarvan aanwezig zijn in een hoeveelheid van 0,01 tot ongeveer 5 gew.% van het samenstelling.

Het is natuurlijk duidelijk en vanzelfsprekend dat de meeste beschikbare chemische materialen, in het bijzonder die welke een hydrocarbylgroep bevatten, in het algemeen mengsels zijn van nauw ver-20 wante groepen. De alkylsubstituenten met lange keten (R) in de bij deze uitvinding toegepaste kationische componenten kunnen dus niet alleen bestaan uit ketens met een enkel aantal koolstofatomen, maar bestaan meer waarschijnlijk uit een mengsel. Een bijzonder geschikte kwaternaire component, waarbij de alkylgroepen zijn afgeleid van talgalkyl, kan bij-25 voorbeeld ongeveer 35% en 60% C^g bevatten alsmede kleinere hoeveelheden van C^ en zelfs andere. Op analoge wijze kunnen de alifatische-alcoholvoorlopers voor de volgens de uitvinding toegepaste niet-ionische componenten bestaan uit alcoholen met een enkele koolstofketenlengte, maar ook zij zullen en kunnen meer waarschijnlijk bestaan uit een meng-30 sel in een willekeurige verhouding van de verbindingen met een werkzame ketenlengte.

De samenstellingen volgens de uitvinding voor het zacht maken van weefsel moeten, behalve de viscositeit- en fasestabiliteit, de vereiste viscositeit (nl. om te kunnen worden uitgegoten) en disper-35 geerbaarheid in water hebben in de spoelcyclus (of ieder andere verdun-ningsvorm voorafgaand aan het gebruik), welke de gebruikers inmiddels zijn gaan accepteren en vragen met betrekking tot hun gebruik van de min- 8302227 <* 6 der geconcentreerde produkten. De hierin beschouwde produkten kunnen dus viscositeiten hebben in het gebied van ongeveer 30 cps tot ongeveer 250 cps en bij voorkeur van ongeveer 40 cps tot ongeveer 120 cps.

Er zijn verscheidene procédé's voor het bereiden van 5 de onderhavige samenstellingen, waarbij het uiteindelijke produkt enigszins in stabiliteit zal variëren. De procédé's verschillen wat betreft de volgorde van materiaaltoevoeging evenals wat betreft de behandelings-omstandigheden.

Volgens een bij voorkeur toegepast procédé (A) worden 10 de niet-ionische materialen en kleurmiddelen toegevoegd aan het voor het recept benodigde gewicht aan een water, dat een temperatuur heeft van ongeveer 70°C. Aan deze oplossing wordt de kationische zachtmaker langzaam toegevoegd in gesmolten toestand. Gewoonlijk wordt een gel gevormd. Het mengsel wordt gekoeld op ongeveer 40°C en vervolgens wordt de 15 electrolyt toegevoegd om de gel te breken. De samenstelling wordt vervolgens onder roeren gekoeld tot kamertemperatuur. Volgens een modificatie van procédé (A) wordt de pH ingesteld op ongeveer 12 voor het toevoegen van de gesmolten kationische verbinding. In dit geval wordt geen gel gevormd. Na koeling op ongeveer 40°C, wordt de pH opnieuw ingesteld 20 op 5 - 6, wordt onder roeren gekoeld op kamertemperatuur en wordt vervolgens electrolyt gebruikt om de viscositeit in te stellen (procédé B). Volgens nog een ander procédé (C) worden de niet-ionische verbindingen toegevoegd aan tenminste 80% warm water (niet boven ongeveer 40°C), wordt daarna de electrolyt toegevoegd en volgt tenslotte de toevoeging 25 van de gesmolten kationische verbinding. Daarna wordt, indien van toepassing, de rest van het water toegevoegd en de samenstelling wordt vervolgens onder roeren gekoeld op kamertemperatuur.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de onderstaande voorbeelden, die evenwel geen beperkende betekenis 30 hebben. Delen zijn gewichtsdelen, tenzij anders aangegeven.

Voorbeeld I

Overeenkomstig het procédé (A) als hierboven beschreven werden 2 delen van een geëthoxyleerde nonylfenol (bevattend 16 mol ethyleenoxyde) opgelost in ongeveer 75 delen water bij een temperatuur 35 van ongeveer 70°C. 20 Delen distearyl-dimethyl-ammoniumchloride (75% actief en bevattende ongeveer 10% isopropanol en voor de rest water) in 8302227 > * 7 gesmolten toestand (temperatuur = 55°C) werden onder roeren langzaam toegevoegd aan deze oplossing. Er werd een gel gevormd. De gel werd gekoeld tot ongeveer 40°C en vervolgens werd 0,5 deel calciumchloride-dehydraat toegevoegd. Het mengsel werd onder roeren gekoeld op kamertemperatuur 5 (ongeveer 20°C). Er werd een stabiel produkt verkregen met een viscositeit van ongeveer 100 cPs.

Voorbeeld II

Het procédé van voorbeeld I werd herhaald onder toepassing van de volgende delen van (A) kationische stof (actief), (B) opper-10 vlakte-actieve stof en (C) electrolyt (a) A = 12; B = 1,0; C = 0,5 (b) A « 14; B = 1,5; C = 0,5 (c) A = 15; B = 1,8; C = 0,7 (d) A = 18; B = 2,5; C = 1,0

15 Voorbeeld III

Voorbeelden I en II werden herhaald, waarbij in plaats van distearyl-dimethyl-amooniumchloride de volgende verbindingen werden toegepast: (a) ditalgalkyl-dimethyl-ammoniumchloride 20 (b) dis tearyl-dimethyl-ammoniummetho sulfaat (c) di(gehydrogeneerd talgalkyl) -dimethyl-ammoniumbromide (d) dihexadecy 1-dimethy 1- ammoniumchlor ide

(e) distearyl-diëthyl-ammoniumchloride Voorbeeld IV

25 Voorbeelden I, II en III werden herhaald, waarbij in alle gevallen 1 deel polyethyleenglycol (MW40Q) met de nxet-ionische component werd toegevoegd in de eerste trap van de bereiding.

Polyethyleenglycol (MW400) is illustratief voor in water oplosbare polymeren met een klein molecuulgewicht, die desgewenst 30 in de zachtmakende samenstellingen volgens deze uitvinding kunnen worden toegepast. Voor andere bruikbare polymeren wordt verwezen naar de hierboven genoemde gepubliceerde Britse octrooiaanvrage 2053249A, die door deze verwijzing hierin is opgenomen. De samenstellingen volgens de uitvinding kunnen elk een al dergelijke polymeren evenals andere in water 35 oplosbare polymeren bevatten. In de samenstellingen volgens de uitvinding kunnen deze materialen worden toegepast in hoeveelheden van 0,1 - 20 gew.%, 8302227 « 8 berekend op de totale samenstelling.

Voorbeeld V

Elk van de voorgaande voorbeelden X - IV werd herhaald, waarbij de volgende electrolyt werd gebruikt: 5 (a) natriumchloride (b) natriumnitraat (c) natriumformiaat (d) ammoniumbromide (e) kaliumchloride 10 (f) calciumnitraat (g) lithiumacetaat (h) magnesiumchloride.

Voorbeeld VI

Elk van de voorbeelden I - V werd herhaald, samenstel-15 ling na samenstelling, maar volgens het procédé (B) voor het bereiden van de samenstellingen. Volgens dit procédé omvat de verandering ten opzichte van het procédé beschreven in voorbeeld I, dat de pH met natrium-hydroxyde werd ingesteld op 12 na de oplossing van de niet-ionische component- (en polyethyleenglycol indien toegepast), en de pH met chloor-20 waterstofzuur weer werd ingesteld op 5 - 6 na de toevoeging van de kat-ionische component. Op dit punt werd- geen gel gevormd zoals bij het procédé (A). De electrolyt werd toegevoegd nadat het mengsel was af gekoeld op kamertemperatuur.

Voorbeeld VII

25 Elk van de voorbeelden I - V werd opnieuw herhaald, samen- selling na samenstelling, maar onder toepassing van het jJrocédé (C) voor het bereiden van de samenstellingen.

Volgens dit procédé werd de niet-ionische component (en de in water oplosbare polyethyleenglycol indien toegepast) opgelost in 30 80% van het receptgewicht aan water bij een temperatuur van 35 - 40 °C.

De electrolyt werd daarna toegevoegd, gevolgd door de toevoeging van de gesmolten kationische component. Het resterende receptgewicht aan water werd dan toegevoegd en daarna werd het mengsel onder roeren gekoeld op kamertemperatuur.

35 De waterige zachtmakende samenstellingen volgens de uit vinding kunnen algemeen zo worden toegepast als andere zodanige samen- 8302227 9 stellingen, en zijn in het bijzonder geschikt voor toepassing in de spoel-cyclus van een automatische wasmachine. Bij dergelijke behandelingen evenals bij iedere andere gewenste behandelingsmethode voor kleding worden de samenstellingen gewoonlijk toegepast voor het verkrijgen van een con-5 centratie aan actieve componenten die in het algemeen ongeveer 0,005 -0,3% bedraagt, berekend op het gewicht van de béhandelde kleding, bij voorkeur 0,007 tot ongeveer 0,2% en liefst van ongeveer 0,01 tot ongeveer 0,15%.

/ 8302227

Claims (10)

1. Stabiele, waterige, geconcentreerde samenstelling voor het zacht maken van weefsel, met het kenmerk, dat de samenstelling omvat ongeveer (A) 12 - 20 gew.% van een kationische zachtmaker met de formule: 5 *1 r3 N ' X- ___ R2 Hl; waarin R^, R^, R^ en R^ alifatische radicalen met tot C^q zijn, waarbij tenminste twee daarvan alkyl met tot C^q zijn; en X een in water oplos-baarmakend anion is (B) 1-5 gew. % van een niet-ionische oppervlakte-actieve stof met een HLB-waarde van 16,5 ± 1,0; en(C) 0,5 tot 5 gew.% van een electrolyt.

2. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15. distearyl-dimethyl-ammoniumchloride is. ·

3. Samenstelling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de niet-ionische oppervlakte-actieve stof een geëthoxyleerde nonylfenol is die gemiddeld ongeveer 16 mol ethyleenoxyde bevat.

4. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 de verhouding van (A) tot (B) ongeveer 20 : 1-3 : 1 bedraagt.

5. Samenstelling volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de hoeveelheid van de verbinding (A) ongeveer 12% en die van (B) ongeveer 2% bedragen.

6. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 25 de totale concentratie aan zachtmaker ongeveer 12 - 15 gew.% bedraagt.

7. Werkwijze voor het bereiden van een samenstelling als gedefinieerd in conclusie 1, met het kenmerk, dat eerst een waterige oplossing van de niet-ionische oppervlakte-actieve stof in warm water bij een temperatuur van ten hoogste ongeveer 80°C wordt bereid, vervolgens 30 kationische zachtmaker in gesmolten vorm wordt toegevoegd ter vorming van een gel, deze gel wordt gekoeld tot beneden 40°C, en daarna electrolyt wordt toegevoegd om de gel te breken.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de 8302227 - , 9 * temperatuur van het warme water ongeveer 70°C bedraagt, de gel wordt gekoeld tot vlak beneden 40°C, en, nadat de gel is gebroken, het mengsel onder roeren wordt gekoeld op kamertemperatuur.

9. Werkwijze voor het bereiden van een samenstelling als 5 gedefinieerd in conclusie 1, met het kenmerk, dat eerst een waterige oplossing van de niet-ionische oppervlakte-actieve stof in warm water bij een temperatuur van ten hoogste ongeveer 80°C wordt bereid, de pH met een alkalisch materiaal wordt ingesteld op een waarde boven ongeveer 10, de kationische zachtmaker in gesmolten vorm wordt toegevoegd, de pH op-10 nieuw wordt ingesteld beneden 7, wordt gekoeld op ongeveer kamertemperatuur en vervolgens electrolyt wordt toegevoegd om de viscositeit in te stellen.

10. Werkwijze voor het bereiden van een samenstelling als gedefinieerd in conclusie 1, met het kenmerk, dat eerst een waterige oplos- 15 sing van de niet-ionische oppervlakte-actieve stof wordt bereid, vervolgens electrolyt wordt toegevoegd, gevolgd door de toevoeging van de kationische zachtmaker in gesmolten toestand, en wordt gekoeld op kamertemperatuur. 8302227