SE462050B - Koncentrerat mjukgoeringsmedel foer tyg samt saett foer framstaellning av detsamma - Google Patents

Description

462 050 10 15 20 25 30 f! å upp till omkring l40°F (omkring 60°C). I USA-patent 3 681 241 beskrives en koncentrerad mjukgörande emulsion för tyg vilken väsentligen består av 3,5 - 6,5 viktsdelar av en förening såsom exempelvis distearyl- dimetylammoniumklorid, från 3,5 - 6,5 viktsdelar av ett alkylamidoimidazoliniumalkylsulfat, och från 0 - 3 vikts- delar av ett annat men likartat fettsyra-amidoimidazoli- niumalkylsulfat, varvid det sist nämnda påstås ge låg- temperaturstabilitet åt beredningen. Den tilltänkta total- mängden aktiva beståndsdelar ligger inom området från om- kring 8 - 13 %.

I brittiska patentansökan 2053249A publicerad den 4 februari 1981, beskrives katjoniska mjukgöringsmedel för tyg, vilka innehåller 15 till 60 vikts-% katjonisk mjukgörare, 25 till 75 vikts-% vattenhaltigt medium, och 0,5 till 40 vikts-% av en specificerad vattenlös- lig polymer.

I USA-patentet 3 974 076 beskrives kvarternära ammonium- innehållande mjukgöringsmedel innehållande sedvanliga halter katjon, dvs från omkring 3 % till omkring 6 %.

Dessa medel utmärkes genom den mycket lilla partikel- storleken hos den väsentligen vattenolösliga kvarternära ammonium-mjukgöraren, dvs 90 vikts-% av de kvarternära ammonium-föreningarna föreligger i form av partiklar som passerar genom ett filter med maskvidden 1.2 mikron.

Beredningarna beskrives såsom utgörande en kombination av katjon-mjukgörare, en C8 till CZÛ alkylalkohol inne- hållande från omkring 0,1 % till omkring 2,0 % av ett non-joniskt ytaktivt ämne med ett HLB-värde av från om- kring 8 till omkring 15, och företrädesvis från omkring 10 till omkring 14. De föredragna non-joniska ämnena har en lipofil hydrocarbyhæst motsvarande 9 till 15 kol- atomer och med 7 till 13 hydrofila etylenoxid-rester.

Detta patent berör ej problemet med stabilitet hos kon- t» 462 050 centrerade vattenhaltiga katjon-mjukgöringsmedel utan avser förbättring av graden och enhetligheten hos mjuk- göringen. med användning av sedvanliga koncentrationer.

Sammanfattning av uppfinningen 5 Föreliggande uppfinning ger koncentrerade vattenhaltiga mjukgöringsmedel, som är stabila vid låga och höga tem- peraturer, och som är baserade på kvarternära ammonium- mjukgörare och en liten mängd non-joniskt ytaktivt medel och en elektrolyt. Den föreliggande uppfinningen till- 10 handahâller även en metod genom vilken starkt koncen- trerade mjukgöringsmedel för tyg framställes.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Beredningarna enligt den föreliggande uppfinningen är stabila vattenhaltiga beredningar, vilka innehåller en 15 hög halt av en katjon-mjukgörare för tyg, som utgörs av en i vatten dispergerbar kvarternär ammoniumförening som beskrives i det följande, ett non-joniskt ytaktivt medel och en elektrolyt.

De vattenhaltiga beredningarna enligt uppfinningen inne- 20 håller åtminstone omkring 12 % katjon-mjukgörare och upp till omkring 20'%, varvid sagda katjon-mjukgörare har den allmänna formeln I 25 R _ i vilken R-gruppen är vald bland C1 till C30 alifatiska C462 050 9 10 15 20 25 30 grupper, företrädesvis alkyl eller alkanyl, aryl (exempelvis fenyl, tolyl, kumyl, etc); aralkyl (exem- pelvis bensyl, fenetyl etc); samt motsvarande grupper substituerade med halogen, amid, hydroxyl, och karboxi; med förbehållet att åtminstone en R är C14 till C30 och företrädesvis C14 till C18, och de andra är lägre alkyl, varvid mera företrädesvis åtminstone två R-grup- per är C14 till C18 och de andra är lägre alkyl med C1 till C4 (och mest föredraget metyl eller etyl), och Y är en vatten-solubiliserande anjon såsom klorid, bromid, jodid, fluorid, sulfat, metosulfat, nitrit, nitrat, fos- fat och karboxylat (dvs acetat, adipat, propionat, ftalat, bensoat, oleat, etc). Typiska katjonföreningar med formeln I innefattar de följande: distearyldimetylammoniumklorid ditalgdimetylammoniumklorid dihexadekyldimetylammoniumklorid distearyldimetylammoniumbromid di(hydrerad talg) dimetylammoniumbromid distearyldi(isopropyl)ammoniumklorid distearyldimetylammoniummetosulfat Den non-joniska komponenten i de föreliggande beredning- arna utgör från omkring l till omkring 5 vikts-% av be- redningen, och kan allmänt variera med den katjoniska mjukgöraren i ett viktförhållande mellan katjoniskt och non-joniskt medel av från omkring 20:1 till omkring 3:1, och företrädesvis från omkring 10:1 till omkring 5:1.

De non-joniska föreningarna är kondensat av etylenoxid med C12 till C20 alifatiska alkoholer och alkylfenoler som kännetecknas av ett HLB (hydrofil-lipofil balans) på 16.5 i 1.0. En fullständig redogörelse av HLB-systemet återfinns i "The HLB System" (1976 Edition 16 pages) publ. 10 15 20 25 30 462 050 5 av ICI United States, Inc. och sagda publikation är härigenom införlivad genom hänvisning. I allmänhet har de ifrågavarande non-joniska medlen hydrofil natur med en stor och stark hydrofil grupp. I den föreliggande uppfinningen är denna grupp en oxietyl- kedja med i allmänhet åtminstone omkring 15 terminala oxietyl-grupper (dvs oxietyl-grupperna gränsar till varandra och avslutas med en hydroxyl-grupp).

Speciellt lämpliga non-joniska ytaktiva medel inne- fattar en C13_15 alifatisk alkohol innehållande 20 moler kondenserad etylenoxid, tillgänglig under namnet Synperonic A20; en etoxilerad oxtylfenol med 16 moler etylenoxid tillgänglig under namnet Triton X-165 och en etoxilerad nonylfenol med 30 moler etylenoxid till- gänglig under namnet Dowfax NP30.

En tredje föredragen beståndsdel är ett elektrohflr(jon)- material i en mängd av från omkring 0.1 till omkring 1.5 vikts-%. Användandet av en elektrolytverkar icke endast för att reglera viskositeten utan medverkar även till att stabilisera systemet mot gelbildning och fasinver- sion vid höga temperaturer, exempelvis ovanför omkring 40°C. Speciellt lämpliga elektrolyter innefattar natrium- klorid och kalciumklorid. Andra användbara elektrolyter innefattar bland annat natriumformat, natriumnitrit, natriumnitrat, natriumacetat, samt även vattenlösliga salter av andra katjoner såsom kalium, litium, magnesium, ammonium och liknande. Smärre mängder lägre alkanoler kan användas, speciellt när man ändrar viskositeten ytter- ligare. Alkoholer tenderar i allmänhet att minska visko- siteten vid omgivningstemperaturer, fastän måttliga mäng- der kan åstadkomma en sänkning av fasinversionstempera- turen. De föredragna beredningarna enligt denna uppfin- ning uppvisar fasinversionstemperaturer högre än omkring 462 050 6' 10 15 20 25 30 80°C och företrädesvis högre än omkring 90°C, med alko- holmängder inom omrâdet från omkring 1 till omkring 10 vikts-%. Speciellt lämpliga alkoholer är etylalkohol och isopropylalkohol.

I tillägg till de ovannämnda komponenterna i mjukgörings- medlet enligt uppfinningen kan talrika konventionella, kompletterande tillvalskomponenter inkluderas, som ej negativt påverkar stabiliteten och/eller funktionsegen- skaperna hos de föreliggande beredningarna. Således kan exempelvis allmänt förekommande parfymer, färgämnen, pigment, täckmedel, germicider, optiska blekmedel, medel mot rostbildning (exempelvis natriumsilikat), vattenlös- liga polymerer, antistatmedel och liknande vara medtagna.

När dessa användes kan de vardera utgöra från 0.01 % till omkring 5 % räknat per vikt av beredningen.

Det är välkänt och underförstått, att de flesta till- gängliga kemiska material och speciellt de som inne- håller en hydrokarbylrest i allmänhet utgör blandningar av närbesläktade rester. De långkedjiga alkylgrupper (R) i katjonresterna som används i denna uppfinning behöver inte enbart vara en enkel kolkedja utan är mer sannolikt -en blandning. En speciellt användbar kvarternär uppsätt- ning i vilken alkylgrupperna är deriverade från talg, är i detta sammanhang en som innehåller omkring 35 % C16 och 60 % C18 och mindre mängder C14 och även andra. Pâ samma sätt kan de alifatiska alkdhfl-prekursorerna för de häri använda medlen ha en enkel kolkedja men är mera troligt åter en blandning med vilken som helst proportion mellan föreningar med användbar kedjelängd.

Mjukgöringsmedlen för tyg enligt uppfinningen måste, förutom viskositet och fasstabilitet, ha sådan erforder- lig viskositet (dvs för hällbarhet) och sådan för skölj- ningscykeln (eller annat slag av utspädning före använd- 10 15 20 25 30 462 050 ning) erforderlig dispergerbarhet i vatten, som konsu- menterna har kommit att acceptera och önska genom deras användning av mindre koncentrerade produkter. De pro- dukter, som avses i denna ansökan,kan således ha visko- siteter inom intervallet från omkring 30 cps till omkring 250 cps, och företrädesvis från omkring 40 cps till om- kring 120 cps.

De allmänna förfarandena för framställning av de före- liggande medlen är flerfaldiga, varvid slutproduktens stabilitet varierar något. Förfarandena skiljer sig be- träffande ordningsföljden för tillsats av material liksom även beträffande processvillkoren.

Ett föredraget förfarande (A) innefattar tillsättning av de non-joniska materialen och färgämnen till den vat- tenmängd, som skall ingå, varvid vattnet har en tempera- tur på omkring 70°C. Till denna lösning sättes långsamt katjon-mjukgöraren i smält'form. Vanligen bildas en gel.

Blandningen kyls till omkring 40°C, varefter elektrolyten tillsättes för att bryta gelen. Beredningen kyles sedan till rumstemperatur under omrörning. En modifikation av förfarandet (A) involverar anpassning av pH-värdet till omkring 12 före tillsättandet av det smälta katjon-medlet.

I detta fall bildas ingen gel. Efter kylning till omkring 40°C justeras pH-värdet till mellan 5 till 6, varefter beredningen kyles under-omrörning till rumstemperatur, varefter elektrolyt används för att justera viskositeten (förfarande B). Ett ytterligare förfarande (C) involverar tillsättning av de non-joniska.medlen till åtminstone 80 % varmt vatten (temperatur ej högre än omkring 40°C), .därefter elektrolyten, och slutligen det smälta katjoniska medlet. Därefter tillsättes återstoden av vatten, om något, varefter kompositionen kyles under omrörning till rums- temperatur. 462 050 9 10 15 20 25 Följande exempel syftar till att åskådliggöra den före- liggande uppfinningen, men utan att begränsa uppfin- ningen till dessa. Om ej annat anges är delarna per vikt.

Exempel l Under användning av det ovan beskrivna förfarandet A löses 2 delar av en etoxilerad nonylfenol (innehållande 16 mol etylenoxid) i omkring 75 delar vatten med en tempe- ratur på omkring 70°C. Till denna lösning sättes långsamt 20 delar distearyl-dimetyl-ammoniumklorid (75 % aktivitet och innehållande omkring 10 % isopropanol och resten vat- ten) i smält form (temperatur = 55°C) under omrörning.

En gel bildas. Gelen kyles till omkring 40°C, varefter 0.5 delar kalciumkloriddihydrat tillsättes. Blandningen kyles till rumstemperatur (omkring 20°C) under omrörning.

En stabil produkt med en viskositet på omkring 100 cps erhålles.

Exempel 2 Förfarandet enligt exempel l repeteras med användning av följande delar av (A) katjonmedel (aktivt), (B) ytaktivt medel och (C) elektrolyt (a) A = 12; B = 1,0; C = . (b) A - 14; B = 1.5; C = . (c) A - 16; B = 1.8; C = . (d) A - 18: B = 2.5; C = . j Exempel 3 Exempel l och 2 repeteras, varvid man i stället för di- stearyl-dimetyl-ammoniumklorid använder följande: 10 15 20 25 30 9 462 050 (a) ditalgdimetylammoniumklorid (b) distearyldimetylammoniummetosulfat (c) di(hydrerad talg) dimetylammoniumbromid (d) di-hexadekyldimetylammoniumklorid (e) distearyldietylammoniumklorid Exempel 4 Exempel 1, 2 och 3 repteras, varvid man i samtliga fall tillsätter en del polyetylenglykol (MW400) till det non- joniska medlet vid första steget av framställningsför- farandet.

Polyetylenglykol (MW400) kan illustrera en låg-molekylär vattenlöslig polymer, som om så önskas kan användas i mjukgöringsmedlen enligt uppfinningen. Bland exempel på andra användbara polymerer kan hänvisas till brittiska publicerade patentansökan 2053249A, som nämnts ovan och som är införlivad i föreliggande ansökan genom hänvis- ning. Kompositionerna enligt uppfinningen kan innefatta vilken som helst eller alla sådana polymerer och även andra vattenlösliga polymerer. I kompositionerna enligt denna uppfinning kan man använda från 0.1 till 20 vikts-% av dessa material räknat på hela beredningen.

Exempel 5 Vart och ett av de föregående exemplen 1 till 4 repe- teras, varvid man som elektrolyt använder följande: (a) natriumklorid (b) natriumnitrat (c) natriumformat (d) ammoniumbromid (e) kaliumklorid (f) kalciumnitrat (g) litiumacetat (h) magnesiumklorid 462 050 M 10 15 20 25 30 Exempel 6 Vardera av exemplen 1 till 5 repeteras med respektive sammansättning, men enligt förfarandet (B) för fram- ställning av beredningarna. Detta förfarande innefattar en förändring av det i exempel l beskrivna förfarandet därigenom att pH-värdet justeras till 12 med natrium- hydroxid efter upplösning av det non-joniska medlet (och polyetylenglykol om detta används), varefter pH-värdet justeras till 5-6 med klorvätesyra efter tillsatsen av det katjoniska medlet. Vid detta stadium bildas ingen gel som i förfarande (A). Elektrolyten tillsättes efter det att blandningen har kylts till rumstemperatur.

Exempel 7 Vardera av exemplen 1 till 5 upprepas åter med respektive sammansättningar, men med användning av förfarandet (C) för framställning av beredningarna.

Vid detta förfarande löses det non-joniska medlet (och den vattenlösliga polyetylenglykolen, när en sådan används) i 80 % av beredningens slutliga totalinnehåll av vatten, räknat på sammansättningen totalvikt, vid en temperatur av 35-4o°c. Elektroiyten tillsätts därefter åtfölja av det smälta katjoniska medlet. Den återstående mängden vatten tillsättes sedan, varefter en blandning kyles till rumstemperatur under omrörning.

De vattenhaltiga mjukgöringsmedlen enligt denna uppfin- ning är allmänt användbara på samma sätt som andra sådana medel och är speciellt användbara under sköljningscykeln för en automatisk tvättmaskin. Vid sådan användning liksom vid varje annat önskat sätt att behandla kläder används medlen vanligtvis för att allmänt ge en aktiv halt av (s f' 462 050 från omkring 0.005 % till 0.3 % räknat på vikten av de behandlade kläderna, företrädesvis 0.007 % till Omkring 0.2 % den meet fördelaktigt från omkring o.o1 % till 0 omkring 0.15 %

Claims (10)

462 050 'Q PATENTKRAV

1. Stabilt vattenhaltigt, koncentrerat mjukgöringsmedel för tyg k ä n n e t e c k n a t av att det innehåller om- kring 12 - 20 vikt% av en katjonmjukgörare med formeln \ m Rß / N\ . R4 vari Rl, R2, R3 och R4 är alifatiska grupper innehållande mellan 1 - 30 kolatomer varvid åtminstone 2 av grupperna 10 är alkyl med 14 - 30 kolatomer och vari X- är en vatten- solubiliserande anjon, 1 - 5 vikt% av ett nonjoniskt yt- aktivt medel som har ett HLB-värde på 16,5*1,0, och 0,5 till omkring 1,5 vikt% elektrolyt. s Rl Rz

2. Medel enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av 15 att katjonmjukgöraren är distearyldimetylammoniumklorid.

3. Medel enligt krav 2, k ä n n e t e ck n a t av att det nonjoniska ytaktiva medlet är en etoxilerad nonyl- fenol innehållande i genomsnitt omkring 16 mol etylenoxid.

4. Medel enligt krav l, k ä n n e t e ck n a t av 20 att förhållandet mellan katjonmjukgöraren och det yt- aktiva medlet är omkring 20:1 - 3:1.

5. Medel enligt krav 4, k ä n n e t e<:k n a t av att mängden av katjonmjukgöraren är omkring 12% och att mängden av det ytaktiva medlet är omkring 2%. 25

6. Medel enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att totalkoncentrationen av katjonmjukgöraren är omkring 12 - 15 vikt%. f» 10 15 20 25 30 462 050 13f

7. Förfarande för framställning av ett stabilt vatten- haltigt, koncentrerat mjukgöringsmedel för tyg, k ä n n e - t e c k n a t av att man först framställer en vattenhaltig lösning av ett nonjoniskt ytaktivt medel som har ett HLB- värde på 16,5i1,0 i varmt vatten med en temperatur på upp till omkring 80°C, och därefter tillsätter en katjonmjuk- görare med formeln vari R1, R2, R3 och R4 är alifatiska grupper innehållande mellan 1 - 30 kolatomer, varvid åtminstone två av grupperna är alkyl med 14 - 30 kolatomer och vari X- är en vatten- solubiliserande anjon, i smält tillstànd för att bilda en gel, kyler gelen till under 40°C och därefter tillsätter elektrolyt för att bryta gelen, varvid katjonmjukgöraren bringas att utgöra 12 - 20 vikt% av kompositionen och det nonjoniska ytaktiva medlet bringas att utgöra 1 - 5 vikt% därav, varjämte elektrolyten bringas att utgöra 0,5 - 1,5 vikt%.

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e ck n a t av att temperaturen för det varma vattnet är omkring 70°C, och att.gäen kyles till något under 40°C, varefter blandningen kyles till en rumstemperatur under omrörning efter det att gelen brutits.

9. Förfarande för framställning av ett stabilt, vatten- haltigt, koncentrerat mjukgöringsmedel för tyg k ä n n e - t e c k n a t av att man först framställer en vattenhaltig lösning av ett nonjoniskt ytaktivt medel som har ett HLB- värde på 16,5É1,0 i varmt vatten vid en temperatur på upp 462 050 10 15 20 25 14 till 80°C, anpassar pH-värdet med alkaliskt material till över omkring 10, tillsätter en katjonmjukgörare i smält katjonmjukgörare har formeln R1\N/R3 + px- Rz/ \R4 vari R1, R2, R3 och R4 är alifatiska grupper innehållande form, vilken mellan 1 - 30 kolatomer, varvid åtminstone två av grupperna I är alkyl med 14 - 30 kolatomer, och vari X- är en vatten- solubiliserande anjon, anpassar pH-värdet till under 7, kyler till omkring rumstemperatur och därefter tillsätter elektrolyt för att justera viskositeten, varvid katjon- mjukgöraren bringas att utgöra 12 - 20 vikt% av medlet, det ytaktiva medlet bringas att utgöra 1 - 5 vikt% av medlet, och elektrolyten bringas att utgöra 0,5 - 1,5 vikt%.

10. Förfarande för framställning av ett stabilt, vatten- haltigt, koncentrerat mjukgöringsmedel för tyg, k ä n n e - t e c k n a t av att man först framställer en vattenhaltig lösning av ett nonjoniskt ytaktivt medel som har ett HLB- värde på 16,5ïl,0, därefter tillsätter elektrolyt, följt av tillsats av en katjonmjukgörare i smält form och kyler till rumstemperatur, varvid katjonmjukgöraren har formeln Rl \N/R3 _ Rz/ \R4 vari Rl, R2, R3 och R4 är alifatiska grupper innehållande mellan 1 - 30 kolatomer, varvid åtminstone två av grupperna 462 050 15 är alkyl med 14 - 30 kolatomer, och vari X- är en vatten- solubiliserande anjøn, varjämte katjonmjukgöraren bringas att utgöra 12 - 20 vikt% av medlet, det ytaktiva medlet bringas att utgöra 1 - 5 vikt% av medlet, och elektrolyten bringas att utgöra 0,5 - 1,5 vikt% av medlet.