NO150847B

NO150847B - Flytende toeymykner samt fremgangsmaate for fremstilling av denne

Info

Publication number: NO150847B
Application number: NO783656A
Authority: NO
Inventors: Robert Brian Rule; Martin Alan Wells; John David Dance
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1984-09-17
Also published as: US4173539A; DE2846921A1; SE444010B; FR2407260B1; NL187129C; SE7811250L; CH642696A5; DE2846921C2; CA1103410A; IT7869495A0; LU80459A1; NL7810775A; FR2407260A1; NO150847C; ATA774278A; NL187129B; BE871714A; IT1109670B; ZA786109B; AT375090B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår hellbare, flytende tøy-myknere av jevn turbiditet og en fremgangsmåte for fremstilling av dem.

Visse kvaternære ammoniumsalter inneholdende minst én langkjedet, alifatisk hydrokarbongruppe i molekylet er kationiske overflateaktive stoffer som kan anvendes som tøymyknere i det skyllevann som følger en vaskeprosess. De eneste av kommersiell betydning som tøymyknere til nå har to lang-kjedede, alifatiske hydrokarbongrupper, eksemp elvis di (herdet talg)-dimetylammonium-klorid og 2-heptadecyl-l-metyl-stearoylamidoetyl-imidazolin-meto-sulfat. Kationiske overflateaktive stoffer som bare inneholder én lang-kjedet, alifatisk hydrokarbongruppe er også tøy-myknere, men problemer oppstår ved fremstilling av stabile, flytende dispersjoner av dem.

Kationiske overflateaktive stoffer med verdifulle tøy-myknende egenskaper som bare inneholder én lang-kjedet, alifatisk hydrokarbongruppe i molekylet er mer vannløselige enn slike med tilsvarende struktur med to slike grupper, og dette gir problemer ved fremstilling av vandige konsentrater av dem. Vandige konsentrater av slike kvaternære ammoniumsalter, inneholdende f.eks. 6 vekt%, oppnås lett ved å dispergere dem i varmt vann og av-kjøle. Mange slike kvaternære ammoniumsalter, eksempelvis 3-acyloksy-2-hydroksy-propyl-trimetylammoniumklorider, tilveiebringer imidlertid konsentrater som til å begynne med har en tilstrekkelig lav viskositet til å kunne helles lett, men har tendens til å danne geler ved oppbevaring ved omgivelses-temperaturer, og de blir ofte vanskelige, om ikke umulige, å helle. Andre eksempelvis cetyl-pyridiniumbromid, gir konsentrater som har tendens til å skille seg i to sjikt når saltet begynner å krystallisere ut, slik at konsentratet blir inhomo-gent ved henstand.

Det er funnet at tendensen til å danne geler eller bli inhomogene kan unngås ved å fremstille det kvaternære ammoniumsaltet i form av et partielt kompleks med et anionisk overflateaktivt stoff, men at både forholdet mellom kvaternært ammonium-salt og anionisk overflateaktivt stoff og metoden for dannelse av komplekset er kritisk for å danne en stabil, konsentrert, flytende dispersjon hvori kvaternært ammonium-kation er til stede i partikler med en netto-positiv ladning, slik at disse festes til tøy og meddeler myknende egenskaper.

Flytende, vandige preparater inneholdende komplekser oppnådd fra kvaternære ammoniumsalt-myknere og anioniske overflateaktive stoffer er allerede beskrevet i patentlitteraturen. Slike litteraturbeskrivelser dreier seg i prinsipp om fremstilling av kvaternære myknere med to langkjedete, alifatiske hydrokarbongrupper, og selv om de mer løselige grupper med bare én slik gruppe er nevnt, er de spesielle problemer de oppviser aldri blitt oppdaget. Vanligvis er det ikke gitt noen spesielle retningslinjer for fremstilling av dem, og de er behandlet som om de var helt analoge med de mer uløselige myknere. Britisk patent 1.453.093 beskriver således tøymyknere inneholdende en kationisk mykner og såpe med et vektforhold på fra 1:1 til 1:2 mellom kationisk mykner og såpe og refererer til homogene væsker som inneholder dem. Det er nevnt et bredt område av kationiske myknere innbefattet kvaternære ammoniumsalter med en eller to langkjedete, alifatiske hydrokarbongrupper. De eneste instruksjoner som er gitt for fremstilling av flytende preparater er i forbindelse med en mykner med to langkjedete, alifatiske hydrokarbongrupper, og forsøk på å fremstille tilsvarende preparater med myknere med bare én slik gruppe har resultert i inhomogene preparater.

Hvor spesielle instruksjoner er gitt i denne littera-tur for fremstilling av flytende preparater med myknere med bare én langkjedet gruppe, er det brukt metoder som anvendes for preparater med myknere som har to langkjedete grupper. Således gjelder US-patent 3.920.565 vandige væskepreparater inneholdende tøymykner og såpe i forhold som tilsvarer et område fra 0,5:1 til 30:1 i vekt, og det er gitt instruksjoner for fremstilling av myknere med enkle, langkjedete grupper på analog måte som den som er gitt for di-talg-dimetylammonium-klorid. Det er funnet at når typiske myknere med én langkjedet gruppe er brukt for fremstilling av vandige dispersjoner ved å følge denne beskrivelse, oppnås det inhomogene produkter.

Andre patenter som beskriver væskepreparater inneholdende myknere er, med de respektive anioniske overflateaktive stoffer det gjelder, britisk patent 1.434.831 (høyere alifatiske eller etoksylerte, høyere alifatiske alkoholsulfater), og britisk patent 1.408.525 og US-patent 3.997.453 (aromatiske og andre sulfonater). Disse inneholder på samme måte beskrivelser som ikke erkjenner de spesielle problemer som ligger i fremstilling av enkle, langkjedete myknere.

Det er nå oppdaget at det kan fremstilles stabile væs-kedispersjoner inneholdende positivt ladede partikler av kvaternære ammoniumsalt-myknere med enkle langkjedete grupper der-som det anvendes forhold mellom kvaternært salt og anionisk overflateaktivt stoff innenfor kritiske grenser og det kvaternære salt og det anioniske overflateaktive stoff bringes sammen på

en slik måte at det dannes en homogen væskefase før de kompleksholdige mykner-partikler oppstår.

Det kritiske område for forhold mellom enkle, lang-kjedete, kvaternære ammoniumsalter og anioniske, overflateaktive stoffer er funnet å ligge mellom 1,1:1 og 5:1, uttrykt som forholdet mellom normaliteter for disse substanser, hvor normalitet er molkonsentrasjonen delt på antall^effektive kationiske eller anioniske ladninger som foreligger i det kvaternære ammoniumsaltet og anioniske overflateaktive stoff, respektive. Innenfor disse grenser for normalitetsforhold er de operative grenser funnet å være spesifikke for de spesielt anvendte kvaternære ammoniumsalter og anioniske overflateaktive stoffer, og kan bestemmes ved enkle tester. De effektive forholdsområder som er funnet for en serie kvaternære ammoniumsalter og anioniske overflateaktive stoffer er angitt i den følgende tabell.

De tidligere kjente beskrivelser av relative forhold mellom kvaternære ammoniumsalter og anioniske overflateaktive stoffer er uten relasjon til evnen for et kvaternært ammoniumsalt til å danne et. kompleks med et anionisk overflateaktivt stoff ved kombinasjonen av et kation med et anion for å danne et uløselig salt som avspeiler seg i normalitetsforholdene det er referert til ovenfor, og som ikke tar i betraktning molekylvektene for anionene og kationene. De tilsvarende normalitetsforhold kan imidlertid beregnes fra vektforholdområdene ved å bruke molekylvektene til forbindelsene med høyeste og laveste angitte molekylvekt, idet de kvaternære ammoniumsalter er slike som har én langkjedet hydrokarbongruppe, og disse beregnede normalitets-forholdområder er gjengitt i tabellen for sammenlikning skyld.

Tallområdene i tabellen er områdene for normalitetsforhold uttrykt som kvaternært ammoniumsalt til 1 del anionisk overflateaktivt stoff.

Det foreligger ikke noen spesifikk beskrivelse av

fremstilling av vandige væskekonsentrater i disse kjente pub-likasjoner av stabile dispersjoner inneholdende positivt ladede partikler av kvaternære ammonium-myknere med enkle, lang-kjedete grupper, og for å fremstille disse er det nødvendig både å velge et normalitetsområde innenfor det operative område for det partikkelformige, kvaternære ammoniumsalt og det anioniske overflateaktive stoff det gjelder, og å anvende en fremgangsmåte for fremstilling som gir en homogen væskefase før de kompleksholdige myknerpartikler frembringes. Det er funnet at preparater ifølge oppfinnelsen ikke kan oppnås ved de metoder som er beskrevet i britiske patenter 1.434.831 og 1.453.093 og US-patent 3.920.565, selv om det brukes normalitetsforhold innenfor området 1,1:1 til 5:1. Valget av normalitetsf orhold innenfor dette området, er avgjørende ved bruk av de anioniske overflateaktive stoffer i britisk patent 1.408.525 og US-patent 3.997.45-3, mens alle normalitetsf or-hold de beskriver for spesifikke preparater ligger mellom 10:1 og 20:1. Anvendelse av slike høye forhold resulterer i solubilisering ved overskudd av kvaternært ammoni.umsalt slik at preparatene xkke har klar-punkt over 95 oC og det oppnås ingen stabil dispers jon av positivt ladede mykningsmiddelpartikler.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en hellbar, flytende tøymykner av jevn turbiditet omfattende en dispersjon i et isotropt, vandig medium av positivt ladede mykningsmiddelpartikler med smeltepunkt under 95°c, hvilke partikler omfatter en kvaternær ammoniumsalt-tøymykner med et lineært, alifatisk hydrokarbonradikal med fra 12 til 24 karbonatomer,

i hvis kloridsalt kation A har et Krafft-punkt i vann på under 95°C, kompleksforbundet med anion B av et anionisk overflateaktivt salt med en lineær, alifatisk hydrokarbongruppe med fra 12 til 24 karbonatomer, idet normalitetsforholdet mellom A og B er i området fra 1,1:1 til 5:1, og totalvekten av A og B i mykneren er fra 2 til 15 vekt% av .myknerens totalvekt,

og mykneren har et klar-punkt på over 95°c.

Et preparat med jevn turbiditet kan erkjennes enkelt ved visuell observasjon av en prøve som er plassert i et rea-gensrør og tillatt å stå i 24 timer ved omgivelsestemperatur. Isotropien hos det vandige medium kan erkjennes ved å plassere en prøve av preparatet på et objektglass, dekke objektglasset med et dekkglass og observere prøven under et mikroskop mellom kryssede polarisatorer ved bruk av klarfelts-belysning ved for-størrelser på xlOO. Et jevnt mørkt utseende av den kontinuer-lige fase angir at det flytende medium i prøven er isotropisk. Nærvær av positivt ladede mykningsmiddelpartikler i preparatet kan påvises ved å dispergere det i avmineralisert vann slik at det oppnås en 0, Ol%ig konsentrasjon basert på totalvekten av foreliggende kvaternært ammoniumsalt og anionisk overflateaktivt stoff, underkaste en prøve av det fortynnede preparatet en potensial-forskjell og under et mikroskop observere bevegelses-retningen for de tilstedeværende myknerpartikler. Bevegelse mot den negative pol angir at partiklene er positivt ladet. Smeltepunktet for mykningsmiddelpartiklene kan bestemmes ved

en prøve av preparatet på et objektglass dekket med et dekkglass plasseres i et varmtrinns-mikroskop, ogt den temperatur ved hvilken smelting av partikkelen opptrer ved at partikkelens form forandres hvilket angir deformasjon av væskedråper når dekkglasset beveges over objektglasset observeres. Krafft-punktet (Kp) til det kvaternære ammoniumklorid kan bestemmes ved å oppvarme en vandig dispersjon inneholdende 2 vekt% av det til en temperatur ved hvilken det oppnås en klar løsning, avkjøle den og observere temperaturen ved hvilken den blir tåket. Klar-punktet til preparatet kan bestemmes ved å oppvarme en prøve til 95°c. Mangel på optisk klarhet ved denne temperatur er ansett som et tegn på at klar-punktet er over 95°C.

Kvaternære ammoniumsalt-tøymyknere hvis kloridsalfs kation A har et Krafft-punkt i vann på mindre enn 95°C, som er fore-trukket for bruk i preparatene ifølge oppfinnelsen finnes i den klasse av forbindelser som har strukturen R'-AR3N+X~; hvor R' er et lineært, alifatisk hydrokarbonradikal med fra 12 til 24 karbonatomer, A betyr en enkeltbinding eller en gruppe -C00R"-,

-00CR", -CONHR"-, -NHCOR"-, -SO Z .NHR"- eller -Y m (0CH £ oCH„) n-

hvor R" er en alkylen- eller hydroksyalkylen-gruppe med fra 1 til 3 karbonatomer, og Y er en fenylengruppe, m er 0 eller

1 og n er 1 til 3, og a) hver gruppe R er en alkyl- eller hydroksyalkyl-gruppe med fra 1 til 6 karbonatomer eller en benzyl-

gruppe, eller b) 2 eller 3 av gruppene R sammen med nitrogenatomet representerer et heterocyklisk radikal og eventuelle gjenværende grupper R er en alkyl- eller hydroksyalkyl-gruppe med fra 1 til 6 karbonatomer eller benzylgruppe, og X- er et anion. Fortrinnsvis har det kvaternære ammoniumsalt en av strukturene R^H-^x", R<1>OOCCH„R,N<+>X~, R^OOCH CH„R_N+X~, 1 + - 1 + - 1 R CONHCH2CH2R3N X , og R COOCH^HOHCH^N X , hvor R er en lineær, alifatisk hydrokarbongruppe med fra 12 til 24 karbonatomer, og enten a) hver gruppe R er en alkyl- eller hydroksyalkyl-gruppe med fra 1 til 6 karbonatomer eller benzylgruppe, eller b) 2 eller 3 av R-gruppene sammen med nitrogenatomet representerer et heterocyklisk radikal, og eventuell gjenværende R-gruppe er en alkyl- eller hydroksyalkylgruppe med fra 1 til 6 karbonatomer eller en benzylgruppe, og X- er et anion. De alifatiske hydrokarbongrupper R<1> og R kan være alkyl- eller alkenyl-grupper.

Forbindelsene kan således være slike hvor passende

R' og R kan være en cetyl-, n-heptadecyl-, stearyl-, oleyl-, n-eikosyl- eller n-tetrakosyl-gruppe, R kan være en metyl-, etyl-, propyl-, hydroksyetyl-, hydroksypropyl- eller benzylgruppe, to R-grupper sammen med nitrogenatomet kan representere en morfolinium-, piperidinium- eller pyrrolidinum-gruppe, og tre R-grupper sammen med nitrogenatomet kan representere en pyridiniumgruppe, og R^"CO kan være en palmitoyl-, stearoyl-, arakidoyl-, erukoyl-, behenoyl- eller 1ignoceroyl-gruppe. Anionet X er fortrinnsvis anionet av en sterk syre, og kan eksempelvis være et halogenid eller metosulfat. Et anion kan bære en dobbelt ladning som f.eks. sulfat, og i et slikt til-felle representerer X~ en halv enhetsgruppe. Spesielt verd - ifulle er preparater hvori det kvaternære ammoniumsalt er et C^-C20-alkyltrialkylammoniumsalt, spesielt hvor de siste alkylgrupper begge er metyl. Blandinger av kvaternære ammoniumsalter kan brukes, eksempelvis et salt hvori en eller flere av radikalene R' eller R^" oppnås fra et mellomprodukt som inneholder blandede radikaler. Således kan en gruppe R', R<1>

eller R^O være en blanding av langkjedete, alifatiske hydro-karbon- eller acyl-radikaler tilsvarende hydrogenert talg-fettsyre, eller teknisk behensyre inneholdende mindre mengder av andre syrer enn behensyre.

Spesielle eksempler på egnede kvaternære ammoniumsalter er:

cetyltrimetylammonium-bromid

stearyltrimetylammonium-klorid (Kp ll°c)

cetylbenzyldimetylammonium-klorid (Kp 16°C)

myristoyloksyetyl-trimetylammonium-jodid

-stearoyloksyetyl-trimetylammonium-klorid

talgfett-acylcholin-klorid (Kp 40°c)

eikosyloksykarbonylmetyl-trimetylammonium-klorid stearoylaminoetyl-trietylammonium-klorid

behenoylaminopropyl-trimetylammonium-klorid (Kp 60°c) cetylsulfonylaminoetyl-trimetylammonium-metosulfat stearyloksyetylenoksyetyl-tripropylammonium-klorid cetylpyridinium-klorid (Kp 15-17°C)

3-cetyloksy-2-hydroksypropyl-trimetylammonium-klorid 3-behenoyloksy-2-hydroksypropyl-trimetylammonium-klorid (Kp 54°c).

Fremstillingen av slike forbindelser er allerede beskrevet i litteraturen om kationiske overflateaktive stoffer, for eksempel er acyloksyhydroksypropyl-trialkylammoniumsalter beskrevet i britisk patent 980.003,

Anionet B i et anionisk overflateaktivt salt kan tilveiebringes ved hjelp av vann-løselig eller vann-dispergerbart alkalimetallsalt av en organisk syre med et lineært, alifatisk hydrokarbonradikal med fra 12 til 24 karbonatomer, spesielt et natrium- eller kalium-salt, eller et tilsvarende ammonium-eller substituert ammonium-salt. Alternativt kan anionet B tilveiebringes ved hjelp av den tilsvarende frie, organiske syre. Den organiske, polare gruppe i saltet eller syren kan være karboksylat, sulfat eller sulfonat, og den anion-avgivende forbindelse kan ha mer enn én slik polar gruppe. Eksempler på egnede organiske syrer som skaffer anionet er naturlige og syntetiske, alifatiske karboksylsyrer med fra 12 til 24 karbonatomer, eksempelvis myristin-, palmitin-, stearin-, olje- og behen-syre spesielt slike fra såper som er oppnådd ved spal-ting av triglyceridoljer, for eksempel talgfettsyre, som er en blanding av fettsyrer bestående i hovedsak av palmitin-, stearin- og olje-syre, alkylsvovelsyrer med fra 12 til 24 karbonatomer, for eksempel lauryl-, cetyl- og palmityl-hydro-gensulfater, alkan- og olefinsulfonsyrer med fra 12 til 24 karbonatomer, f.eks. lauryl-, myristyl-, cetyl- og stearyl-sulfonsyrer, og spesielt olefinsulfonater oppnådd ved reaksjon mellom svoveltrioksyd og lineære a-olefiner, eller ved reaksjon mellom alkaner og svoveldioksyd og klorid og etter-følgende hydrolyse eller ved reaksjon mellom olefiner og bisulfitter, alkyleter-svovelsyrer oppnådd ved reaksjon mellom molare mengder alkoholer med fra 12 til 24 karbonatomer og 1 til 15 mol etylenoksyd og påfølgende reaksjon mellom kon-densasjonsproduktet og svoveltrioksyd, alkylbenzensulfonsyrer hvis alkylgrupper inneholder fra 12 til 24 karbonatomer, f.eks. dodecylbenzensulfonsyre, alkylsulfosuksinater hvis alkylgrupper har fra 12 til 24 karbonatomer, oppnådd ved omsetning av maleinsyre med bisulfitter, .acyloksysulfonsyrer, f.eks. acyloksyetyl- og 3-acyloksy-2-hydroksypropylsulfonsyrer hvis acyl-grupper har fra 13 til 25 karbonatomer, f.eks. lauroyl-oksyetyl- og stearoylhydroksypropyl-sulfonsyrer, og a-karboks-yalkylsulfonsyrer hvis karboksyalkylgrupper har fra 13 til 25 karbonatomer, f.eks sulfonerte laurin- og palmitin-syrer. Anionet har fortrinnsvis en alkyl- eller alkenyl-gruppe med

fra 16 til 24 karbonatomer.

Det er funnet at når visse kombinasjoner av spesifikke, kvaternære ammoniumsalter og alkylsulfater anvendes,

er de komplekser som fremstilles høykrystallinske , muligens på grunn av mangel på vann i komplekset, slik at partikler av dem raskt faller ut fra den oppnådde dispersjon, som derfor ikke har jevn turbiditet. Slike partikler har et smeltepunkt over 95°c og gir ikke preparater ifølge oppfinnelsen.

Det er derfor nødvendig å velge den spesielle kombinasjon av kvaternært salt og alkylsulfat slik at dette unngås, som illus-trert i eksempel 18 nedenfor.

Forholdet mellom normalitetene til kation A og anion

B i preparatene ifølge oppfinnelsen er fra 1,1:1 til 5:1. Normalitet er den molare konsentrasjon dividert med antall effektive kationiske eller anioniske ladninger som finnes i et molekyl av kvaternært ammoniumsalt eller anion-avgivende forbindelse, respektive. De relative molare forhold justeres således overensstemmende med antallet av kationiske og anioniske grupper i de deler av molekylene som skaffer ioner som bærer en stor ikke-polar gruppe. Derfor foreligger et mol av en anion-avgivende forbindelse med en anionisk gruppe, f.eks. en fettsyresåpe, sammen med fra 1,1 til 5 mol av et kvaternært ammoniumsalt med en kationisk gruppe, og et mol av en anion-avgivende forbindelse med to anioniske grupper, f.eks. et fettsyresulfonat, foreligger sammen med fra 2,2 til 10 mol av et kvaternære ammoniumsalt med en kationisk gruppe.

Konsentrasjonen av det kvaternære ammoniumsaltet er fortrinnsvis fra 4 til 12 vekt% av preparatet, <p>reparatene kan inneholde mindre mengder, f.eks. fra 1 til 20%, av et hy-drofilt organisk løsningsmiddel, f.eks. isopropylalkohol eller heksylenglykol (2-metylpentan-2,4-diol). Ikke ioniske overflateaktive stoffer, f.eks. kondensater av lineære eller for-grenede, alifatiske alkoholer eller karboksylsyrer med fra 8 til 22 karbonatomer med fra 6 til 30 mol etylenoksyd pr. mol alkohol eller syre, kan innblandes i preparatene i mindre mengder. Preparatene kan også inneholde parfyme og farvestoffer. Elektrolyttinnholdet i preparatene skal være lavt nok til å unngå flokkulering. Preparatenes pH vil vanligvis være mellom 2,5 og 9.

Konsentrasjonen av vann i et preparat er fra 98 til 85 vekt% av summen av A, B og vann som forefinnes, og om nærvær av andre mindre ingredienser tas med i beregningen er vannkonsentrasjonen vanligvis fra 60 til 95 vekt% av totalpre-paratet.

Preparatets viskositet avhenger av størrelsen og antallet av nærværende dispergerte partikler, idet minst 75% av partiklene vanligvis har diameter på mindre enn 10 mikron. Viskositeten kan velges overensstemmende med alminnelige bru-keres vaner. For eksempel kan den være innen områdene fra 15 til 80 cP eller fra 100 til 150 cP.

En fremgangsmåte for fremstilling av et preparat ifølge oppfinnelsen består i at en homogen, flytende blanding av det kvaternære ammoniumsalt og den anion-avgivende forbindelse (fremstilt ved opp var mn ing til en passende høy temperatur, om ønsket i et løsningsmiddel) blandes med vann og utsettes for skjærvirkning ved en forhøyet temperatur inntil det dannes en dispersjon. Ved utførelse av fremgangsmåten kan det kvaternære ammoniumsaltet og den anion-avgivende forbindelse i væskefase blandes med vann ved en passe høy temperatur, eventuelle farvestoffer og andre ingredienser bortsett fra parfyme til-settes, og blandingen utsettes for skjærvirkning for å danne en emulsjon som så avkjøles under omrøring for å danne den vandige dispersjonen, og eventuell parfyme som behøves dispergeres så i preparatet. Temperaturen ved hvilken dispersjonen dannes er fortrinnsvis i området på fra 45 til 85°C. Den nøyaktige temperatur justeres for å passe til de spesielle ingredienser som brukes, ved enkel testing for å gi ønsket viskositet. Det kvaternære ammoniumsalt er tilgjengelig som en pasta i blanding med et organisk løsningsmiddel. Eksempelvis er acyloksyhydroksypropyl-trimetylammoniumklorider vanligvis tilgjengelige i blanding med en mindre mengde isopropylalkohol eller heksylenglykol inneholdene noe vann.

Preparatene ifølge oppfinnelsen anvendes som tøy-myknere ved tilsetning til skyllecyklusen på normal måte, og i mengder som er ekvivalente med dem som vanligvis anvendes av kvaternære ammoniumsalter. Oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte for mykning av tøy hvor et preparat ifølge oppfinnelsen dispergeres i vann og tøy bringes i kontakt med den resulterende dispersjon, fortrinnsvis inneholdende fra 0,002

til 0,035% av det kvaternære ammoniumsalt.

Oppfinnelsen illustreres ved hjelp av følgende eksempler, hvor mengder er angitt i vekt og temperaturer i °c,

og de ovenfor angitte metoder ble brukt for å bestemme pre-paratenes egenskaper.

Fremstilling I av kvaternært ammoniumsalt.

Teknisk behensyre (5,6 deler, inneholdende 63,7% behensyre, 0,9% palmitinsyre, 22,3% stearinsyre, 12,4% arakidin-syre og 0,7% lignocerinsyre) ble blandet med isopropylalkohol (4,2 deler) og blandingen oppvarmet til det ble oppnådd en klar løsning. En løsning av glycidyltrimetylammoniumklorid (2,8 deler) i avmineralisert vann (1,4 deler) ble tilsatt og blandingen oppvarmet med omrøring under tilbakeløp i 2 1/2 timer, hvilket ga 14 deler av et produkt inneholdende 3-behenoyloksy-2-hydroksypropyl-trimetylammoniumklorid (59,6% molekylvekt 475, 7,kp 58°c), isopropylalkohol. (29%). og vann (9%), med bi-produkter og uomsatt startmateriale (2,4%) .

Fremstilling II av kvaternært ammoniumsalt.

Produktet fra fremstilling I (1 del) ble oppvarmet til en temperatur ved hvilken det ble klart, og blandet med dietyleter (10 deler), som felte ut krystaller av det kvaternære saltet. Disse krystaller ble fjernet ved filtrering, vasket med aceton og tørket under redusert trykk.

Eksempler 1 og 2.

En blanding av cetyltrimetylammoniumbromid (9 deler,

MV 364), et kommersielt, lineært natrium-C10-c15<-a>lkylbenzen-sulfonat, (inneholdende 91,8% sulfonat, MV 358, 4,6% natriumsulfat, 0,4% natriumklorid og 1,9% vann, 6,34 deler), isopropylalkohol (8 deler) og vann (4 deler) ble oppvarmet til og holdt ved 70° inntil den var helt flytende. Tilstrekkelig avmineralisert vann ved 70° til å bringe vekten av blandingen til 200 deler ble tilsatt og blandingen omrørt i 2 minutter og tillatt å avkjøles til omgivelsestemperatur.

En annen blanding ble fremstilt på samme måte, men med 4,75 deler av det anioniske overflateaktive stoff.

Eksempler 3 til 8.

En blanding av stearyltrimetylammoniumklorid (15,18 deler , inneholdende 49% av det kvaternære saltet, kp 11°, MV 345,8 oppløst i vandig isopropylalkohol), en kommersiell natriumsåpe av talgfettsyre (4,61 deler, inneholdende 99% anionisk overflateaktivt stoff, MV 299), isopropylalkohol (5deler) og vann (5 deler) ble oppvarmet til og holdt ved 70° inntil den var helt flytende. Tilstrekkelig avmineralisert vann ved 70°C til å bringe vekten av blandingen til 200 deler ble tilsatt og blandingen omrørt i 1 minutt og tillatt å avkjøles til omgivelsestemperatur .

Ytterligere blandinger ble fremstilt på liknende måte ved å bruke samme kvaternære ammoniumsalt i forskjellige mengder med følgende anioniske overflateaktive stoffer.

Eksempel

4 Et kommersielt randomisert, sekundært C^-C^-alkansulfonat-vaskemiddel inneholdende 73,3% av det aktive overflateaktive stoffet, MV 318, med 1,2% natriumsulfat og 24,7% vann.

5 Et kommersielt C. C-C,0-olefinsulfonat-vaskemiddel

lo lo

inneholdende 92,7% natriumolefinsulfonat (MV 329), 1,5% natriumsulfat, 1,8% natriumklorid og 2,6% vann.

6 Alkylbenzensulfonat-vaskemiddel fra eksemplene 1 og 2. 7 En blanding av en kommersiell natriumsåpe av kokos-nøttfettsyre inneholdende 89,3% av såpen, MV 229, med resten salt og vann, og natriumsåpen av talgfettsyre fra eksempel 3, idet de to såper er til stede i ekvivalente molekylære mengder av anionisk overflateaktivt stoff (gjennomsnittlig MV 264) . 8 En blanding av talgsåpen fra eksempel 3 og randomisert, sekundært alkansulfonat fra eksempel 4 i ekvivalente molekylære mengder av anionisk overflateaktivt stoff.

Innholdene i de resulterende blandinger og deres normalitetsf orhold og mykningsmiddelpartiklers smeltepunkter var som følger:

Eksempel 9.

En blanding av stearyltrimetylammoniumklorid (142,8 deler, inneholdende 51% av det kvaternære saltet, kp 11°,

MV 345,8, oppløst i 75%ig vandig isopropylalkohol), en kommersiell natriumsåpe av talgfettsyre (25,4 deler, inneholdende 93% anionisk overflateaktivt stoff, MV 299, med resten vann og salt), en kommersiell oljesyre (23,6 deler) og vann (10 deler) ble oppvarmet til og holdt ved 70°C inntil den var helt flytende. Denne blanding ble tilsatt i løpet av 1 minutt til avmineralisert vann (1792 deler) ved 70°C under omrøring, dispersjonen ble avkjølt til 40° og parfyme (6 deler) ble tilsatt. Etter ytterligere omrøring ble blandingen avkjølt til omgivelsestemperatur for oppbevaring. Blandingen hadde følg-ende innhold og normalitetsforhold med mykningsmiddelpartikler som smeltet ved temperaturer under 95°.

Viskositeten for blandingen målt med et "Haake Roto-wisko Concentric Cylinder"-viskosimeter med en skjærhastighet på 110 sek<->^ var 20 cP.

Eksempler 10 til 13.

Blandinger ble fremstilt ved å anvende talg-fettacyl-cholinklorid som kvaternært ammoniumsalt, dvs. den ester som oppnås fra cholin og talgfettsyre, inneholdende 95,7% aktivt overflateaktivt stoff og med MV 398,5 og kp 40°.

En blanding av denne talg-acylcholinester (9,23 deler) og talgsåpen fra eksempel 3 (2,77 deler), isopropylalkohol (8 deler) og vann (4 deler) ble oppvarmet til og holdt ved 70° inntil den var helt flytende. Avmineralisert vann ble tilsatt for å bringe blandingen til 200 deler, og blandingen ble omrørt i 1 minutt og fikk kjøle seg ned til omgivelsestemperatur. Ytterligere blandinger ble fremstilt på liknende måte ved å bruke forskjellige mengder av alkansulfonatet fra eksempel 4, olefinsulfonatet fra eksempel 5 og alkylbenzensulfonatet fra eksempel 6 som anionisk overflateaktivt stoff, hvilket ga blandinger for respektive eksempler 11, 12 og 13.

Innholdene i blandingene og deres normalitetsforhold og mykningsmiddelpartiklers smeltepunkter var som følger:

Eksempler 14 til 16.

Blandinger ble fremstilt ved å bruke 3-behenoyloksy-2-hy-droksypropyltrimetylammoniumklorid inneholdende 93,2% overflateaktivt stoff beskrevet ovenfor i fremstilling II som kvaternært ammoniumsalt, og natriumstearat, MV 306, som anionisk overflateaktivt stoff.

Det kvaternære ammoniumsalt (9,66 deler) og natriumstearat (4,63 deler), isopropylalkohol (10 deler) og vann (5 deler) ble blandet og oppvarmet til og holdt ved 80° inntil blandingen var helt flytende. Tilstrekkelig avmineralisert vann av 80° til å bringe vekten av blandingen til 200 deler ble tilsatt, blandingen omrørt i 2 minutter og tillatt å avkjøles til omgivelsestemperatur. Ytterligere blandinger ble fremstilt ved å bruke reduserte mengder av stearatet.

Innholdene, normalitetsforholdene og mykningsmiddel-partiklenes smeltepunkter i blandingene var som følger:

Eksempel 17.

En blanding ble fremstilt ved å bruke behenoyl-hydro-ksypropyltrimetylammoniumkloridet fra fremstilling I ovenfor som kvaternært ammoniumsalt, inneholdende 59,6% av overflateaktivt stoff, 30% isopropylalkohol og 10,4% vann, og det kvaternære saltet hadde MV 475,7 og kp 58°.

Til dette produkt (40 deler) ble tilsatt talgfettsyre (MV 277, 8 deler ) og farvestoff (0,03 del), og blandingen oppvarmet til 60° med omrøring. Avmineralisert vann (352 deler) ved 60° ble tilsatt og den uklare blanding omrørt kraftig i 30 minutter ved 60°, den resulterende emulsjon avkjølt til omgivelsestemperatur og parfyme (0,6 deler) tilsatt med om-røring.

Den resulterende blanding inneholdt 5,96% kvaternært ammoniumsalt, 2,0% anionisk overflateaktivt stoff, 5,67% av kationet og 2,0% av anionet, idet summen av kation og anion er 7,67%, og normalitetsforholdet mellom kation og anion 1,75:1, og smeltepunktet for mykningsmiddelpartiklene var 50°.

Eksempler 18 og 19.

Til det kvaternære ammoniumsaltpreparat fra eksempel 17 (14,69 deler) ble det tilsatt et kommersielt, primært C^g-C^g-alkylsulfat-vaskemiddel (inneholdende 95,6% ionisk overflateaktivt stoff, MV 353, kp 35°, 3,40 deler), isopropylalkohol (5 deler) og vann (4 deler) og blandingen oppvarmet til og holdt ved 70° til den var fullstendig klar. Avmineralisert vann (150 deler) ved 70° ble tilsatt under omrøring i 1 minutt, og blandingen ble tilslutt fylt opp til 200 deler ved tilsetning av mer vann.

ytterligere en blanding ble fremstilt på samme måte fra 16,1 deler av det kvaternære ammoniumsalt, 2,57 deler av et kommersielt, lineært c10-c15-benzensulfonat-detergent inneholdende 93,7% anionisk overflateaktivt stoff (MV 358, kp 6°) og 3,5% natriumsulfat, 3 deler isopropylalkohol og 4 deler vann.

Smeltepunktene for mykningsmiddelpartiklene var under 95°. Innholdene i de resulterende blandinger og deres normalitetsforhold var som følger:

Eksempler 20 og 21.

Til det kvaternære ammoniumsalt fra eksempel 17 (fremstilling I, 40 deler) ble tilsatt oljesyre (8deler), og

blandingen ble oppvarmet til 80° under omrøring. Avmineralisert vann (352 deler) ved 80° ble tilsatt og blandingen omrørt i 30 minutter ved denne temperatur og så avkjølt til omgivelsestemperatur. En liknende blanding ble fremstilt med halve mengden oljesyre erstattet med vann.

Innholdene i blandingen og deres normalitetsforhold og smeltepunktene for mykningsmiddelpartiklene var som følger:

Eksempel 22.

En blanding ble fremstilt som i eksempel 21, men ved

å bruke natrium-talgfettsyre-såpen fra eksempel 3 (4deler) istedenfor oljesyren, og ved en blandet temperatur på 70°. Blandingen inneholdt 5,96% kvaternært ammoniumsalt, 1,0% anionisk overflateaktivt stoff, 5,67% av kationet, 0,92% av anionet, idet summen av kation og anion var 6,59% og normalitetsforholdet mellom kation og anion 3,75:1. Mykningsmiddelpartiklene hadde smeltepunkt på 60°.

Eksempler 23 til 27.

Til det kvaternære ammoniumsaltprodukt fra fremstilling I ovenfor (40 deler) ble det tilsatt anionisk overflateaktivt stoff (8 deler), og blandingen ble oppvarmet til 80° under om-røring. Avmineralisert vann (352 deler) ved 80° ble tilsatt og den tåkete blanding omrørt ved 600 omdr. pr. minutt ved 80° i 15 minutter, og avkjølt til omgivelsestemperatur. Blandingene ble fremstilt på denne måten ved å bruke følgende anioniske overflateaktive stoffer.

Eksempel

23 Et kommersielt 3-acyloksy-2-hydroksypropylsulfat-vaskemiddel inneholdende 82% natriumsalt (MV 382), hvori acylgruppene ble oppnådd fra kokosnøttolje-fettsyre. 24 Et alkansulfonat-vaskemiddel inneholdende 80% natrium-stearylsulfonat (MV 356) og 16% natriumsulfat. 25 Et kommersielt C15-C1Q-olefinsulfonat-vaskemiddel inneholdende 94% natriumolefinsulfonat (MV 329) og 2,3% natriumsulfat. 26 Et kommersielt, lineært c^0-C^5-alkylbenzensulfonat-detergent inneholdende 80% anionisk overflateaktivt stoff (MV 356) og 16% natriumsulfat. 27 Et sulfonert fettsyre-natriumsalt fremstilt fra en blanding av 2% myristin-, 49% palmitin-, 46% stearin-, og 3% andre, mettede og umettede, lang-kjedete fettsyrer, og inneholdende 34% natriumfettsyresulfonat (MV 400), 4,5% natriumsåpe (MV 298), 2% natriumsulfat og 57% vann.

Innholdene, normalitetsforhold og smeltepunkter for mykningsmiddelpartikler i blandingen var som følger.

Alle blandinger fra eksemplene 1 til 27 hadde jevn turbiditet med et klar-punkt på over 95° og var dispersjoner i et isotropisk, vandig medium av positivt ladede partikler av mykningsmiddel.

Eksempler 28 til 31.

En tøy-mykningsprosess ble utført ved å bruke blandingene fra eksemplene 24, 25, 26 og 27, og et liknende preparat uten tilsatt anion-avgivende forbindelse som kontroll. Hver blanding ble dispergert i avmineralisert vann for å gi

en fortynnet vandig dispersjon inneholdende 0,084 vekt% av blandingen. 3 bomullshåndklær (40 g) ble vasket i et "Tergoto-meter"-kar med 800 ml fortynnet, vandig dispersjon ved 20°

i 10 minutter, fulgt av sentrifugering og tørking i varmluft-kabinett.

Fremgangsmåten for bruk av blandingene ble utført i en serie "Tergometer"-kar, hvor hver av blandingene ble brukt 5 ganger i forskjellige kar. De resulterende tøy-stykker ble så undersøkt på relativ mykhet i rangert rekkefølge av et panel på 5 personer, overensstemmende med en statistisk design som gjorde det mulig å sammenlikne alle blandinger og gi totalscore, hvor lav score angir at blandingen er effektiv som mykner. Totalscore var som følger:

Disse resultater angir at blandingene ifølge eksemplene ga en tøy-myknende virkning som alltid minst var så god som den som ble oppnådd med kontroll-blandingen, idet en forskjell i score på mindre enn 60 var insignifikant.

Claims

1. Hellbar, flytende tøy-mykner av jevn turbiditet, på basis av et kompleks av en kvaternær ammoniumforbindelse og et anionisk overflateaktivt salt, karakterisert ved at den omfatter en dispersjon i et isotropisk, vandig medium av positivt ladede mykningsmiddelpartikler med smeltepunkt under 95°C, hvilke partikler omfatter en kvaternær ammoniumsalt-tøymykner med ett lineært, alifatisk hydrokarbonradikal med fra 12 til 24 karbonatomer, hvis kloridsalts kation A har et Krafft-punkt i vann på under 95°C, og som er kompleksbundet med anion B fra et anionisk overflateaktivt salt med et lineært, alifatisk hydrokarbonradikal med fra 12 til 24 karbonatomer, idet normalitetsforholdet mellom A og B ligger i området fra 1,1:1 til '5:1, totalvekten av foreliggende A og B er fra 2 til 15 vekt% av blandingen, og blandingen har et klar-punkt på over 95°C.

2. Tøymykner ifølge krav 1, karakterisert ved at det kvaternære ammoniumsalt har strukturen R'-AR3N+X , hvor R' er et lineært, alifatisk hydrokarbonradikal med fra 12 til 24 karbonatomer, A betyr en enkeltbinding eller en -COOR"-, -OOCR"-, -CONHR"-, -NHCOR"-, -SC^NHR"-,eller 2Ym(OCH2CH2)n-gruppe, hvor R" er en alkylen- eller hydroksyalkylen-gruppe med fra 1 til 3 karbonatomer, og Y er en fenylen-gruppe, m er 0 eller 1 og n er 1 til 3. og a) hver gruppe R er en alkyl- eller hydroksyalkyl-gruppe med fra 1 til 6 karbonatomer eller b) 2 eller 3 av gruppene R sammen med nitrogenatomet betyr et heterocyklisk radikal og eventuell gjenværende R-gruppe er en alkyl- eller hydroksyalkyl-gruppe med fra 1 til 6 karbonatomer eller en benzylgruppe, og X er et anion.

3. Tøymykner ifølge krav 2, karakterisert ved at det kvaternære ammoniumsalt har strukturen R"4l3N+X , hvor R"*" er en lineær, alifatisk hydrokarbongruppe med fra 12 til 24 karbonatomer og hver R-gruppe er en alkylgruppe med fra 1 til 6 karbonatomer.

4. Tøymykner ifølge krav 2, karakterisert ved at det kvaternære ammoniumsaltet har strukturen R1C00CH2CH2R3N+X~, hvor R og R er som definert i krav 3.

5. Tøymykner ifølge krav 2, karakterisert ved at det kvaternære ammoniumsalt har strukturen R^OOCH^HOHCI^R^N<4>^<->, hvor R og R er som definert i krav 3.

6- Tøymykner ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at anion B stammer fra et alkalimetallsalt av en organisk syre.

7. Tøymykner ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at anion B stammer fra en fri organisk syre.

8. Tøymykner ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at syren er en alifatisk karboksylsyre med fra 12 til 24 karbonatomer.

9. Tøymykner ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at syren er en alkyl-svovelsyre med fra 12 til 24 karbonatomer.

10. Tøymykner ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at syren er en alkan- eller olefinsulfon-syre med fra 12 til 24 karbonatomer.

11. Tøymykner ifølge krav 5 eller 7, karakterisert ved at syren er en alkylbenzensulfonsyre hvor alkylgruppen har fra 12 til 24 karbonatomer.

12. Fremgangsmåte for fremstilling av en tøymykner ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en homogen, flytende blanding av det kvaternære ammoniumsalt og den anion-avgivende forbindelse blandes med vann og utsettes for skjærvirkning ved forhøyet temperatur inntil dispersjonen er dan-net.