SE190884C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: A T Guttmann, J C Sherrill och W M Linfield Prioritet begiird !rein den januari 1961 (USA) Foreliggande Uppfinning avser ett satt att samtidigt tvatta och behandla tyger, sa att de efter torkning fa ett mjukt och luftigt utseende.

Tygmjukgorande medel aro valkanda och anvandas allinant i hem och Mom industrien for att gora tvattade kladesplagg, handdukar och andra textilforemal mjuka och luftiga. Sh.clana mjukgoringsmedel aro till naturen katjoniska och inkompatibla med de anjoniska detergenter, som vanligtvis anvandas yid tvdttning ay textilier. Foljden ãr den, att de katjoniska mjukgoringsmedlen maste tillfOras tygerna efter istallet for under en tvattningsprocedur. Vid anvdndande av automatiska tvattmaskiner innebdr detta, att man antingen maste tillsatta tygmjukgoringsmedlet vid bOrjan av den reguljara skoljningsoperationen eller maste tillgripa en extra skoljnings- och mjukgoringsprocedur. I hada fallen ãr det tydligt, att fordelarna med anvandandet av ett konventionellt tygmjukgoringsmedel ernas endast pa bekostnad av bekvamlighet och tid.

Ett viktigt andamal med foreliggande uppfinning är att dstadkomma ett sat, varigenom de ovannamnda nackdelarna vid den vanliga tygmjukgoringstekniken undvikas. Narmare bestamt Or det ett andamal att astadkomma ett aft, vid vilket tyger behandlas med ett tygmjukgoringsmedel samtidigt som dessa tyger tvattas med en bruklig detergent. Andra andamal framga ay folj ande beskrivning.

En aspekt av uppfinningen ligger i upptackten av att vissa sulfaterade imidazoliner aro synnerligen effektiva som textilmjukgbringsmedel och att de pa grund av sin amfotera natur aro kompatibla med brukliga anjoniska detergenter och kalktvalsdispergatorer samt kunna tillsattas direkt till det for en tvattningsprocedur avsedda vattnet tillsammans med detergenten. Vidare har net visat sig, att dessa amfotera tygmjukgilrande material sjalva Oro verksamma som detergenter, dispergatorer och bakteriostatiska medel.

De sulfaterade imidazolin-derivaten ha foljande allmOnna formel: CI-12—CH2 /R2 N IN, \ 2 /0 `Ft 3-0SO 38 I denna formel betecknar R, en alkylkedja av en storlek, som beror pa den vid beredningen av imidazolinen som utgangsmaterial anvanda lettsyran och som i allmanhet genomsnittligt uppgar till 9-19 kolatomer. R2 kan beteckna en vateatom eller en alkyl- eller hydroxialkylgrupp med en ldngd mellan 1 och 4 kolatomer, och R2 Or en normal eller grenad alkylengrupp sasom —(CH2)xmed en langd mellan 1 och 4 kolatomer. Kvavet i ringens 1-stallning kan salunda vara antingen tertiart eller kvartart. DO R, betecknar en vateatom (tertiart kvave), kan det sulfaterade imidazolinderivatet, 1-(2-alkyl)imidazolin-etylsulfat, existera i form ay en amfojon, sasom antytt i ovanstaende formel, eller som ett metallsalt, t. ex. natriumsalt: CH,—CH, N 1N—Y12-0S0 3Na ‘ 2 / DO R, betecknar en organisk radikal, kan foreningen, 1-(1,2-dialkyl)imidazolinium-alkylsulfat existera endast sasom amfojon eller inre salt.

De beslaktade imidazoliner, av vilka de amfotera tygmjukgoringsmedlen framstallas, kunna syn- 2— — tetiseras genom at rata en polyamin, t. ex. aminoetyletanolamin, reagera med triglyeerider eller med fria fettsyror. Laurin-, palmitin-, stearin-, koksolje- och talgfettsyror kunna anvandas. De resulterande imidazolinerna kunna darefter omvandlas till de amfotera derivatema genom sulfatering med ett lampligt medel, sasom svavelsyra eller klorsulfonsyra, varvid man erhaller ett amfotert Mune med en tertiar kvaveatom. Alternativt kan imidazolinen forst kvaterneras genom en behandling med ett kvaterneringsmedel, sasom dimetylsulfat, fOljd av sulfatering med svavelsyra eller klorsulfonsyra, varvid man erhaller ett amfotert amne med en kvartar kvaveatom.

De sulfaterade imidazolin-derivaten aro kompatibla och kunna anvandas tillsammans med hogeffektiva detergenter i samma steg av tvattningsproceduren for att forlana det tvattade tyget ett mjukt grepp. Aven om koncentrationen av den amfotera foreningen i allmanhet Mir ligga Mom omradet 0,05-0,5 %, har det visat sig, att nivan ftir tygmjukgoring beror icke sa mycket pa koncentrationen av amnet i losningen som pa mangden av for tyget tillganglig aktiv komponent. Detta framgar av det faktum, att tyger, som behandlats vid en losningskoncentration av 0,1 % sulfaterad kvaternerad imidazolin i en 38 liters tvattmaskin, bedomdes ha samma mjukhet som tyger behandlade i en 68 liters tvattmaskin vid en losningskoncentration av 0,5 %, varvid samma tvattmangd anvandes i bada fallen. Raknat pa den anvanda tvattvikten har det visat sig, att mangden aktivt material Mr ligga mom omradet 0,1-0,5 %. Optimala omradet synes ligga vid 0,1-0,2 % aktivt amne raknat pa tvattvikten, aven om hOgre pro centtal kunna vara Onskvarda, da en forlangd skoliningsprocedur foljer pa anvandandet av det amfotera amnet.

FOrutom att mjukgOra tyget forbattra de amfotera sulfaterade imidazolin-derivaten tvatt- verkan av typiska hushalls-detergenter och framja generellt detergent-verkan, sarskilt i de fall da minimimangder av detergenten anvandas.

Da koncentrationen av den amfotera foreningen okas frail 0,1 till 0,5 %, stegras den smutsavlagsnande effekten markant vid en koncentration ay 0,1 % detergent och nagot mindre vid en detergent-koncentration ay 0,2 %.

Da det amfotera tygmjukgorande medlet anvandes i kombination med en bruklig detergent, Or det onskvart att forst tillsatta den amfotera foreningen till tvattvattnet och efter omroring av detta och absorption av medlet tillsatta deter- genten. Denna tillsatsfoljd tillater uppenbarligen tygmjukgoringsmedlet aft intranga i tyget innan detergenten infOres, och harigenom vinner man mera bestaende resultat.

Det amfotera tygmjukgoringsmedlet tenderar amen att motverka bakterieforokningen och amen om denna verkan Or svagare an dá kemiska germicida amnen tillsattas Or den icke desto mindre am viss betydelse vid tvattning ay textilier.

For ett narmare fortydligande av uppfinningen hanvisas till nedanstaende exempel.

Exempel 1. Det finnes ingen absolut eller mekanisk provningsmetod for att faststalla huruvida en forening forlanar ett tyg mjukhet eller luftighet, och folj den Or den att den provningsmetod, som allmant antagits av industrien, baserar sig pa bediimningar och slutsatser ay ett antal bedomare med ledning ay kanselfornimmelser. Under ratta betingelser Oro de salunda erhallna resultaten reproducerbara, och yid eft tillrackligt stort antal bedOmare anses de helt signifikativa och giltiga.

Prom for faststallande av tygmjukgoringseffekten hos imidazolinderivat utfordes enligt fOljande: en typisk automatisk hushallstvattmaskin med 68 liters kapacitet fylldes med en 0,08 %-ig losfling av den forening, som skulle provas som tygmjukgoringsmedel. Rena handdukar i en mangd av 2,7 kg infordes i maskinen tillsammans med provstycken av frotte, som avklistrats och for-kokats. Innehallet underkastades de bruldiga tvattnings- och skoljningsprocedurema foljda ay torkning i en kommersiell elektrisk tork for hashallsbruk. Inga andra detergenter eller tillsatser forekommo.

Som kontroll behandlades en sats provstycken och handdukar pd samma satt under anvandande av en typisk hushalls-detergent (Tide) istallet for tygmjukgOringsmedlet. Efter 3 behandlingar med tygmjukgoringsmedlet bedomdes provstyckena av en grupp pa 10-20 personer, och mjukheten eller luftigheten uppskattades i jamforelse med de med hushalls-detergenten tvattade kontrollproverna. Provstyckena bedondes pa mjukheten sasom »noll», »just markbar», »god* eller »ypperlig».

Med anvandande av ovanstaende procedur beclomdes en losning av 0,08 % inre salt ay 141- mety1-2-alky1)imidazolinium-etylsulfat med en lang alkylkedja harledd fran talgfettsyror (genomsnittlig kolkedjelangd C-C17) ge »ypperliga» mjukgoringsresultat i samband med tyger. Detta gallde tyger, som undergatt 1,2 och 3 behandlingar. En gradvis okning am mjukgoringsmedlet i tyget iakttogs frail den forsta till den tredje behandlingen, vilket antyder viss substantivitet hos mjukgOraren for tyget.

Provningsmetoden upprepades med anvandande ay ett liknande lure salt ay kvartart sulfonerat imidazolin-derivat, 1-(1-mety1-2-alkyl)-imidazoli- nium-etylsulfat, bortsett Iran att alkylkedjan hade en genomsnittlig langd ay 11 kolatomer och att imidazolinen harletts frail kokosoljefettsyror. De tygmjukgorande egenskaperna hos foreningen bedomdes som »goda» i samtliga forsok.

Exempel 2. Enligt samma metod som i exempel 4 provades sulfaterade imidazolin-derivat med tertiart kvave och visade sig ha mindre utpraglade tygmjukgorande egenskaper. Ett 1-(2-alkyl)imidazolinyl-etylsulfat med en alkylgrupp harledd ft-an talgfettsyror (15-17 kolatomer) beclomdes ha »goda» tygmjukgorande egenskaper. Homologen med en genomsnittlig kolkedjelangd av 11 atomer bedomdes ge »just markbara» till »goda» tygmjukgorande resultat. - -3 Exempel 3. FOrfarandet enligt exempel 4 upprepades med anvandande av en tvattlosning innehallande 0,1 % av en typisk hushallsdetergent (Tides) och 0,05 % inre salt av 141- mety1-2-alkyl)imidazolinium-etylsulfat, varvid alkylgruppen var harledd frail talg och hade en genomsnittlig kedjelangd av 15-17 kolatomer. Resultaten bedomdes som »goda» till »ypperliga».

Samma sulfaterade imidazolin-derivat som ovan inforlivades med en hogeffektiv flytande detergent-komposition av foljande sammansattning: 9,1 % sulfaterat kvartart imidazolinderivat 13,6 V„, kommersiell nonjonisk detergent (C9H19- C ,H4-0-(C21-140)9-10-H) 16,4 % natriumxylensulfonat, losningsframjande amne 10,9 % N-(2-hydroxietAiminodiacetat-dinatriumsalt, kalkbindande medel 0,9 % karboximetylcellulosa, smutssuspenderande amne. 50,9 % fasta amnen (totalt), pH = 11,8 Denna komposition provades med avseende pa sina tygmjukgorande egenskaper i 0,2 %-ig koneentration (raknat pa hela kompositionen). Effekten bedOmdes efter 3 behandlingar som »god».

En liknande komposition, i vilken det pa talg baserade sulfaterade kvartara imidazolin-derivatet utelamnades (41,8 % fasta amnen totalt) hade efter 3 behandlingar en mjukgoringseffekt som bedomdes som moll.

Exempel 4. Snlfaterade imidazolinderivat provades med avseende pa sin formaga att avlagsna smuts genom den standardiserade Tergotometerprovningsmetoden, enligt vilken pa faststallt satt nedsmutsade bomullstyger tvattades i Tergotometern under exakt kontrollerade betingelser vad betraffar temperatur, omroring, detergentkoncentration och vattenhardhet, och ljusreflektionen fran de torkade provstyckena mattes med en reflektometer och jamfOrdes med reflektionen fran ett icke nedsmutsat .kontrolltyg. Den smutsmangd i procent, som avlagsnats, bera.knades darefter med anvandande av en ekvation som uttrycker fOrhallandet mellan varden a reflektionen och mangden avlagsnad smuts.

Prover foretogos med 1-(2-alkyl)imidazolinyletylsulfat harlett fran kokosolje- och talgfettsyror och med ett inre salt av 1-(1-mety1-2-alkyl)hnidazolinium-etylsulfat harleit Iran kokosolje- och talgfettsyror. De kvartara och tertiara sulfaterade kokosolje-hnidazolin-derivaten visade god formaga att avlagsna smuts och effektiviteten med avseende pa smutsavlagsnandet uppgick till mellan 20 och 35 % vid en koncentration av 0,2 %. Optimal smutsavlagsnande effekt hade i huvudsak uppnatts vid c:a 04 % koncentration och forblev ratt konstant vid okande koncentrationer. Hardheten hos vattnet hade ingen markbar inverkan pa den smutsavlagsnande effekten, och prov foretogos vid hardhetsnivaer av 50 dpm <1 dpm = I viktsdel kalciumkarbonat per 1 mil lion viktsdelar vatten) och 300 dpm utan namnvarda avvikelser ifraga om resultaten.

De kvartara och tertiara sulfaterade talgimidazolin-derivaten visade aven en markant smutsavlagsnande effekt, ehuruval resultaten icke voro sa goda som med motsvarande kokosoljederivat. Den smutsavlagsnande effekten hos dessa amfotera foreningar uppgick till mellan 15 och 35 % och nadde en optimumniva vid en koncentration mellan 0,2 och 0,4 %. Dessutom fore-Milo talg-derivaten vara mer kansliga for hart vatten an kokosolje-derivaten.

De ovannamnda proven foretogos aven med oorganiska tvattfOrstarkare tillsatta till de amfotera foreningarna. Dessa tvattforstarkare utgjordes av kaliumpyrofosfat (vid pH 10) och natriumdivateortofosfat (vid pH 4). Tillsatsen av tvattforstarkare vid pH 10 resulterade i en forbattring av effekten endast dá det gallde kvartara amfotera kokosolje-derivat, medan effekten hos alla de ovriga fOreningarna joke paverkades. Effekten av de amfotera foreningarna vid pH 4 fOrbattrades icke av tvattforstarkare och vid tertiara derivat tenderade amfojonen att utfallas i narvaro av mononatriumdivateortofosfat.

Exempel 5. Sulfaterade imidazolin-derivat baserade pa talg- och kokosoljefettsyror, bade ter-tiara och kvartara, sasom angivet i exempel 7, provades med avseende pa fOrmagan att hamma bakterieforokning genom analys enligt metoden med utstrykning pa. agar. FOrokningen bestamdes genom bakterieympning a agarplattor, och organismerna voro M. pyogenes var. aureus och E. Coil. Fullstandig hamning noterades fOr kokosolj e-derivaten vid en koncentration av 500 viktsdelar aktivt amne pa 1 million viktsdelar agar fOr S. aureus och E. coli. Talg-derivaten a andra sidan visade moderat harnverkan vid samma koncentration fOr S. aureus men endast obetydlig om ens nagon tillvaxthammande verkan for E. coli.

Exempel 6. Enligt Tergotometer-provningsmetoden, angiven i exempel 7, faststalldes den smutsavlagsnande effekten hos imidazolin-derivat da sadana derivat aro kombinerade med hogeffektiva hushalls-detergenter. Salunda erhollos fOljande resultat vid prov utforda med anvandande av ett 1-(2-alkyl)imidazolinyl-etylsulfat med en alkylgrupp av en genomsnittlig langd Mom omradet c:a 9-19 kolatomer, varvid provnings- metoden innefattade en 15 minuters tvattning i vatten yid 49° C i en Tergotometer, som arbetade vid 150 cykler per minut, foljd av 4 skoljningar for hand med anvandande av tre provsatser av pa foreskrivet sat nedsmutsade kidder.

Koneentration av amfotert amne i% 0,010,030,0 Total vattenhardhet, 300 dpm (mycket hart) ))Tide» (anjoniskt 0,1 % 13,26,8 33,3 hushallstvattmedel) 0,2 % 31,8 31,7 32,4 »All» (nonjoniskt 0,1 % 29,37,0 39,1 hushallstvattmedel) 0,2 % 25,6 36,3 37,3 4- - Koncentration av amfotert anane i % 0,010,030,0 Total vattenhardhet 50 dpm (mjukt) »Tide»0,1 % 25,4 30,2 34,3 0,2 % 31,0 31,6 35, All0,1 % 25,135,138,2 0,2 % 24,0 33,2 35,3 Andra prov utfordes med samma amfotera forening och med anva.ndande av brukliga hushallstvattmaskiner och vanlig familjetvatt. Vid 5 tvattningar med anvandande av typiskt Chicagovatten (137 dpm total hardhet) erhollos foljande resultat: Tvattmaskin 12 0,15/0,05 % »Tideqamfotert amne27,626,3 0,10/0,75 % »Tide»/amfotert amne27,124,9 Av data frail lahoratorieproven avseende rengOringen av pa foreskrivet satt nedsmutsade provstycken framgar, att imidazolin-derivatet pa ett markant satt bidrager till rengoringseffekten vid lagre koncentrationsnivaer for den kraftigt verkande detergenten.

Da koncentrationen av amfoter forening okas fran 0,1 till 0,5 %, okar den smutsavlagsnande effekten markant sarskilt for den vasentligen anjoniska hogeffektiva detergenten vid 0,1 % koncentration och mindre vid 0,2 % koncentration, vilket är nara optimumkoncentrationen for denna detergent. I bada de ovan angivna tabellerna representeras den smutsavlagsnande effekten av ett procenttal och faststalldes genom ljusreflektion fran torkade provstyeken sasom angivet i exempel 7.

Claims (8)

Patentansprik:

1. Satt att tvatta och mjukgora tyger vid vilket tyget ml Ores i vatten innehallande ett tvattmedel bestaende av anjoniska och/eller nonjoniska detergenter, kannetecknat darav, att man samtidigt behandlar tyget med ett amfotert tygmjukgorande medel lost i vattnet, vilket mjukgorande medel bestar av ett i 1-stallningen sulfaterat imidazolinderivat, som i 2-stallningen har en alkylgrupp med en genomsnittlig langd av 9-19 kolatomer, och som liar den allmanna formeln CH 2.-CH 2 II zR, N 2 /0 `R,-0S0 se R, dar R, betecknar den namnda alkylgruppen om 9-19 kolatomer, R, betecknar vale eller en alkyleller hydroxialkylgrupp med 1-4 kolatomer och R3 är en normal eller grenad alkylengrupp med 1-4 kolatomer.

2. Satt enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att alkylgruppen i 2-stallningen her en genomsnittlig langd av 12-18 kolatomer.

3. Satt enligt patentanspraket 1 eller 2, kannetecknat darav, att vattenlOsningen innehaller det tygmjukgorande amnet i en mangd av 0,05-0,5 vikts % raknat pa textilierna eller tyget.

4. Satt enligt nagot av foregaende patentansprak, kannetecknat darav, att vattenEisningen innehaller det mjukgorande amnet i en koncentration av 0,1-0,5 vikts- %.

5. Satt enligt nagot av foregaende patentansprak, kannetecknat darav, att det sulfaterade imidazolin-derivatet har en tertiar kvavegrupp.

6. Satt enligt nagot av patentanspraken 1-4, kannetecknat darav, att det sulfaterade imidazolin-derivatet har en kvartar kvavegrupp.

7. Satt enligt patentansprAket 5, kannetecknat darav, att imidazolin-derivatet utgbres av ett 1-(2- alkyl)imidazolinyl-alkylsulfat.

8. San enligt patentanspraket 6, kannetecknat darav, att imidazolin-derivatet utgores av ett inre salt av ett 1-(1,2-dialkyl)imidazolinium-alkylsulfat. AnfOrda publikationer: