POLYETHERESTERCARBONATE ALS SCHMUTZLÖSEPOLYMERE IN WASCH- UND TEXTI LHILFSMITTELNPOLYETHERESTER CARBONATES AS DIRT SOLVING POLYMERS IN DETERGENTS AND TEXTILES
Die Erfindung betrifft schmutzablösevermögende Polymere, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Zusatz zu Waschmitteln, als Wäschenachbehandlungsmittel und als Textilhilfsmittel .The invention relates to polymers capable of removing dirt, to a process for their preparation and to their use as an additive to detergents, as laundry aftertreatment agents and as textile auxiliaries.
Schmutzlösepolymere auf Basis hydrophiler Polyester werden schon seit mehreren Jahren vermarktet. Zu den wichtigsten Verkaufsprodukten zählen ZELCON (Du Pont), MILEASE T (ICI), ALKARIL QCF/QCJ (Alkaril Inc.) und REPEL-0-TEX (Rhone-Poulenc).Dirt release polymers based on hydrophilic polyester have been marketed for several years. The main sales products include ZELCON (Du Pont), MILEASE T (ICI), ALKARIL QCF / QCJ (Alkaril Inc.) and REPEL-0-TEX (Rhone-Poulenc).
Die Wirkungsweise von Schmutzlösepolymeren beruht auf einer Modifizierung der Faseroberfläche von Polyester- bzw. Baumwoll /Polyestermischgeweben mit Hilfe des hydrophil ierenden Polymers.The mode of action of soil release polymers is based on a modification of the fiber surface of polyester or cotton / polyester blended fabrics with the aid of the hydrophilic polymer.
Der Feuchtigkeitstransport (Wasserabsorption und Saugfähigkeit) wird bei den mit dem Schmutzlösepolymer behandelten hydrophoben Geweben, wie Polye- ster oder Polyester/Baumwollmischgeweben, erheblich verbessert. Außerdem verleihen sie den Stoffen antistatische und Gleiteigenschaften, wodurch die Handhabung dieser Fasern beim Schneiden und Nähen (Textilverarbeitung) erleichtert wird. Die Behandlung des Gewebes mit dem Schmutzlösepolymer ist als eine Art Imprägnierung zu verstehen, d.h. das Schmutzlösepolymer verbleibt für mehrere Waschcyclen auf der Faser.Moisture transport (water absorption and absorbency) is significantly improved with the hydrophobic fabrics treated with the soil release polymer, such as polyester or polyester / cotton blended fabrics. They also give the fabrics antistatic and gliding properties, which makes handling these fibers easier when cutting and sewing (textile processing). The treatment of the fabric with the soil release polymer is to be understood as a kind of impregnation, i.e. the soil release polymer remains on the fiber for several wash cycles.
Bei der überwiegenden Anzahl der Schmutzlösepolymeren handelt es sich um Polyester auf Basis Terephthalsäure/Polyalkylenglykol/moπomere Glykole.The majority of the soil release polymers are polyesters based on terephthalic acid / polyalkylene glycol / monomeric glycols.
DE-A-1469403 beschreibt ein Verfahren zur oberflächenverändernden Behand¬ lung von aus Polyestern abgeleiteten Artikeln. Dabei sind die hergestellten Polyester aus Ethylenterephthalat-Einheiten (ET) aufgebaut mit ET : POET = 2 - 6 : 1, wobei Polyethylenglykole mit Molgewichten von 1 000-4 000 einge¬ setzt werden (POET-Polyoxyethylenterephthalat) . Die Beschichtung der Faser erfolgt durch Wärmebehandlung mit dem Polyester bei Temperaturen von ca. 90°C, wodurch das Gewebe eine dauerhafte Oberflächenbehandlung erfährt, die neben einer Wirkung als Schutzschicht auch eine statische Aufladung des Gewebes verhindert.
In US-A-4427 557 und EP-A-0066944 werden anionische Modifikationen der o.g. Polyester beschrieben, die als eine weitere Polymerisationskomponente das Natriumsalz der Sulfoisophthalsäure beinhalten. Die polymerisierten Polyethylenglykole (PEG) besitzen Molmassen von 200-1000 und ergeben nach ihrer Polymerisation mit Ethylenglykol (EG) und Terephthalsäure Polyester mit Molgewichten von 2000 - 10000.DE-A-1469403 describes a method for the surface-changing treatment of articles derived from polyesters. The polyesters produced are composed of ethylene terephthalate units (ET) with ET: POET = 2-6: 1, polyethylene glycols with molecular weights of 1,000-4,000 being used (POET-polyoxyethylene terephthalate). The fiber is coated by heat treatment with the polyester at temperatures of approx. 90 ° C, which gives the fabric a permanent surface treatment, which, in addition to acting as a protective layer, also prevents the fabric from being statically charged. In US-A-4427 557 and EP-A-0066944 anionic modifications of the above-mentioned polyesters are described which contain the sodium salt of sulfoisophthalic acid as a further polymerization component. The polymerized polyethylene glycols (PEG) have molar masses of 200-1000 and, after their polymerization with ethylene glycol (EG) and terephthalic acid, give polyesters with molecular weights of 2000 - 10000.
US-A-3959230 beansprucht ET/POET-Polyester mit ET : POET = 25 : 75 - 35 : 65, wobei niedermolekulare Polyethylenglykole mit Molgewich- ten von 300 - 700 eingesetzt werden und die gewonnenen Polyester Molge¬ wichte von 25000 - 55000 aufweisen.US-A-3959230 claims ET / POET polyester with ET: POET = 25: 75-35: 65, low molecular weight polyethylene glycols with molecular weights of 300-700 being used and the resulting polyester having molecular weights of 25,000-55,000.
Neben der Wirkung als Schmutzlösepolymer beansprucht EP-A-0 319 094 auch den Einsatz von ET/POET-Copolymeren als Textilhilfsmittel zur Behandlung von Wäsche im automatischen Wäschetrockner. Hierbei werden besonders die Vorteile der antistatischen Eigenschaften der mit Schmutzlösepolymer be¬ handelten Wäsche herausgestellt.In addition to its effectiveness as a soil release polymer, EP-A-0 319 094 also claims the use of ET / POET copolymers as textile auxiliaries for treating laundry in an automatic clothes dryer. The advantages of the antistatic properties of the laundry treated with soil release polymer are particularly emphasized here.
Als kostengünstige Konfektionierung der Schmutzlösepolymeren d.h. als ein Verfahren zum Einbringen von Schmutzlösepolymeren in eine wäßrige Formu¬ lierung bzw. in die Waschflotte wird in US-A-4 740 326 ein "Coating" auf einen wasserunlöslichen Träger beschrieben. Als Pfropfungsgrundlage dienen verschiedene Fasersysteme wie z.B. Nylon bzw. eine sog. Reemay-Faser. Als eine weitere Variation der o.g. Polyester wird das Einbringen von ver- zweigten monomeren Glykolbausteinen beansprucht, wie z.B. 1,2-Propylen-, 1,2-Butylen- und 3-Methoxy-l,2-propylenglykolen (EP-A-0241 985).As an inexpensive assembly of the dirt-dissolving polymers, i.e. US Pat. No. 4,740,326 describes a "coating" on a water-insoluble carrier as a method for introducing soil release polymers into an aqueous formulation or into the wash liquor. Various fiber systems, such as Nylon or a so-called Reemay fiber. As a further variation of the above Polyester is claimed to incorporate branched monomeric glycol building blocks, such as 1,2-propylene, 1,2-butylene and 3-methoxy-1,2-propylene glycols (EP-A-0241 985).
Die Performance der eingesetzten Schmutzlösepolymere (WO 92/06152) kann in aπionischen oder nichtionischen Tensidformulierungen besonders durch Zusatz von Tensiden auf Basis von Polyhydroxyfettsäureamiden (Glucamide) gestei¬ gert werden.The performance of the soil release polymers used (WO 92/06152) can be increased in anionic or nonionic surfactant formulations, in particular by adding surfactants based on polyhydroxy fatty acid amides (glucamides).
Eine weitere Modifizierung der Polyester beinhaltet den Einbau von katio¬ nischen Komponenten auf Basis quaternärer Stickstoffverbindungen, die im Vergleich zu nichtionischen Polyestern noch wirkungsvoller sein sollen (US-A-4956447).A further modification of the polyesters includes the incorporation of cationic components based on quaternary nitrogen compounds, which are said to be even more effective than nonionic polyesters (US Pat. No. 4,956,447).
In EP-A-0 253 567 und EP-A-0357 280 werden im besonderen auch
endgruppenverschlossene Polyester (capped polyesters) beschrieben, die zum einen durch nichtionische Gruppen wie z. B. Cl - C4-Alkyl, Cl - C4-Hydroxy- alkyl, Cl-C4-Acyl als auch durch ionische Succinatgruppen verschlossen werden.In EP-A-0 253 567 and EP-A-0357 280 in particular also End-capped polyesters (capped polyesters) are described, on the one hand by nonionic groups such as. B. Cl - C4-alkyl, Cl - C4-hydroxyalkyl, Cl-C4-acyl and sealed by ionic succinate groups.
Die Aktivität eines Schmutzlösepolymers in einer Flüssigwaschmittelformu¬ lierung sowie die Lagerstabilität der Formulierung läßt sich nach Aussagen von DE-A-34 11 941 durch Zusatz geringer Salzmengen verbessern.According to DE-A-34 11 941, the activity of a soil release polymer in a liquid detergent formulation and the storage stability of the formulation can be improved by adding small amounts of salt.
Als eine weitere Form der Konfektionierung von Schmutzlösepolymeren be¬ schreibt DE-A-33 24 258 das Lösen bzw. Dispergieren eines PET/POET-Polye- sters mit PET : POET = 2 - 6 : 1 in einem flüssigen, nichtionischen Tensid und Versprühen dieser Mischung auf einen Builder (PET-Polyethylentere- phthalat) .DE-A-33 24 258 describes the dissolving or dispersing of a PET / POET polyester with PET: POET = 2-6: 1 in a liquid, nonionic surfactant and spraying this as a further form of assembling dirt-dissolving polymers Mix on a builder (PET polyethylene terephthalate).
Durch die Lagerung der Schmutzlösepolymere zusammen mit alkalischen Wasch¬ mittelkomponenten erfahren diese Aktivitätsverluste, die auf eine Hydrolyse der Esterbindungen zurückzuführen sind. Dem kann entgegengewirkt werden durch Zusammenschmelzen von PET/POET-Copolymeren mit Alkalimetallpoly- acrylaten bei 70 - 150 °C und anschließender Pulverisierung (US-A-4 571 303, US-A-4 569 772).Storage of the dirt-release polymers together with alkaline detergent components causes them to lose activity which can be attributed to hydrolysis of the ester bonds. This can be counteracted by melting PET / POET copolymers with alkali metal polyacrylates at 70-150 ° C. and subsequent pulverization (US Pat. No. 4,571,303, US Pat. No. 4,569,772).
Als besonderer Vorteil wird in DE-A-37 27 727 bei der Herstellung von PET/POET-Copolymeren der Einsatz von PET herausgestellt, das aus Abfallfla- sehen gewonnen wurde.DE-A-37 27 727 emphasizes the use of PET in the manufacture of PET / POET copolymers, which was obtained from waste flakes.
In der EP-A-0456 569 wird eine besondere Weichspülerformulierung beschrie¬ ben, die ein Schmutzlösepolymer beinhaltet. Herkömmliche Formulierungen mit PET/POET-Schmutzlösepolymer, anionischem bzw. nicht-ionischem Tensid und kationischem Weichspüler werden mit der Zeit instabil und neigen zum Ausflocken. Durch den Einsatz einer wasserlöslichen Fraktion eines PET/POET-Copolymers kann dem entgegengewirkt werden.EP-A-0456 569 describes a special fabric softener formulation which contains a soil release polymer. Conventional formulations with PET / POET soil release polymer, anionic or non-ionic surfactant and cationic fabric softener become unstable over time and tend to flocculate. This can be counteracted by using a water-soluble fraction of a PET / POET copolymer.
DE-A-4001 415 beansprucht die Darstellung und Verwendung eines Polyesters als vergrauungsinhibierender und schmutzablösender Zusatz zu pulverförmigen und flüssigen Waschmitteln. Die Polyester werden durch Kondensation von mindestens zwei Carboxy1gruppen enthaltenden Carbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen erhalten. Zusätzlich werden noch alkoxylierte mehrwertige
Alkohole eingesetzt, die durch Anlagerung von 5 - 80 mol Ethylenoxid (EO) und/oder Propylenoxid (PO) gewonnen werden. Die Produkte zeichnen sich durch eine verbesserte Wirksamkeit und eine bessere Verträglichkeit mit flüssigen und pulverförmigen Waschmittelformulierungen aus.DE-A-4001 415 claims the representation and use of a polyester as a graying-inhibiting and dirt-removing additive to powdery and liquid detergents. The polyesters are obtained by condensation of at least two carboxylic acids containing carboxyl groups with polyhydric alcohols. In addition, alkoxylated polyvalent Alcohols are used, which are obtained by the addition of 5 - 80 mol ethylene oxide (EO) and / or propylene oxide (PO). The products are characterized by improved effectiveness and better compatibility with liquid and powder detergent formulations.
In der EP-A-0 523 956 wird eine Waschmittelformulierung beschrieben, die ein wasserlösliches bzw. wasserdispergierbares Copolymer beinhaltet, das ein UV-absorbierendes Monomer enthält. Die Herstellung dieses Schmutzlö- sepolymers erfolgt durch Polykondensation von DMT mit EG, PEG (Molgewicht 200 - 3 000) und Methyl-4-aminobenzoat (DMT = Dimethylterephthalat) .EP-A-0 523 956 describes a detergent formulation which contains a water-soluble or water-dispersible copolymer which contains a UV-absorbing monomer. This dirt-release polymer is produced by polycondensation of DMT with EG, PEG (molecular weight 200 - 3,000) and methyl 4-aminobenzoate (DMT = dimethyl terephthalate).
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, neue, bei fettigen Anschmutzungen besser wirksame schmutzablösevermögende Polymere zu entwickeln.The present invention was therefore based on the object of developing new dirt-releasing polymers which are more effective in the case of greasy soiling.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit amphiphilen carbonat-modifi- zierten Poly- bzw. Oligo-estern mit Randomstruktur, die durch die folgende empirische Summenformel beschrieben werden können:The object is achieved according to the invention with amphiphilic carbonate-modified polyesters or oligoesters with a random structure, which can be described by the following empirical empirical formula:
(CAP) (T) (I) (CAR) (DEG) (Enh(A) x z q r s t y(CAP) (T) (I) (CAR) (DEG) (Enh (A) x z q r s t y
in derin the
(CAP) Endgruppen repräsentiert, die das Polymer am Ende verschließen und a.) Acyl- oder Aroylgruppen mit 4 bis 40 Kohlenstoffatomen, b.) Hydroxyacyl- oder Hydroxyaroylgruppen mit 2 bis 25 Kohlenstoffatomen, c.) Poly(oxyalkylen)monoalkylether, in denen die Alkylgruppe 7 bis 24(CAP) represents end groups which seal the polymer at the end and a.) Acyl or aroyl groups with 4 to 40 carbon atoms, b.) Hydroxyacyl or hydroxyaroyl groups with 2 to 25 carbon atoms, c.) Poly (oxyalkylene) monoalkyl ethers, in which the alkyl group 7 to 24
Kohlenstoffatome enthält und bei denen die Polyoxyalkylengruppe aus 2 bis 200 Oxyalkyleneinheiten besteht, d.) Poly(oxyalkylen)monoalkylphenolether, in denen die Alkylgruppe 6 bisContains carbon atoms and in which the polyoxyalkylene group consists of 2 to 200 oxyalkylene units, d.) Poly (oxyalkylene) monoalkylphenol ethers in which the alkyl group 6 to
18 Kohlenstoffatome enthält und bei denen die Polyoxyalkylengruppe ausContains 18 carbon atoms and in which the polyoxyalkylene group
0 bis 80 Oxyalkyleneinheiten besteht oder e.) Mischungen davon, sind0 to 80 oxyalkylene units, or e.) Mixtures thereof
und x für Werte von größer 0 bis 2,and x for values greater than 0 to 2,
(T) für eine Arylendicarbonylgruppe und z für eine Zahl von 1 - 50,(T) for an arylene dicarbonyl group and z for a number from 1-50,
(I) für eine interne anionische Gruppe und q für eine Zahl von 0 bis 30,
(CAR) für eine Carbonylgruppe einer Carbonateinheit und r für eine Zahl von 1 bis 80,(I) for an internal anionic group and q for a number from 0 to 30, (CAR) for a carbonyl group of a carbonate unit and r for a number from 1 to 80,
(DEG) für Di(oxyethylen)oxy und s für eine Zahl von 1 bis 80,(DEG) for di (oxyethylene) oxy and s for a number from 1 to 80,
(En) für eine Poly(oxyalkylen)oxy, insbesondere Poly(oxyethylen)oxy-(En) for a poly (oxyalkylene) oxy, in particular poly (oxyethylene) oxy-
Gruppe, die aus 2 bis 100, vorzugsweise 4 bis 50, Oxyalkylengruppen aufgebaut ist, wobei t eine Zahl von 0 - 25 bedeutet und die Alkyl- gruppen 2 bis 6 C-Atome enthalten, undGroup which is composed of 2 to 100, preferably 4 to 50, oxyalkylene groups, where t is a number from 0 to 25 and the alkyl groups contain 2 to 6 C atoms, and
(A) für eine l,n-Alkylendicarbonyl-Gruppe, die aus 2 bis 24 C-Atomen auf¬ gebaut ist, und y für eine Zahl von 0 bis 15 steht(A) for an l, n-alkylenedicarbonyl group which is built up from 2 to 24 carbon atoms and y represents a number from 0 to 15
und wobei die Oligo-/Polyester Molekulargewichte von 500 bis 100 000 be¬ sitzen.and wherein the oligo- / polyester molecular weights are from 500 to 100,000.
In der empirischen Summenformel können die Werte x, z, q, r, s, t und y auch nicht ganzzahlige Werte innerhalb der angegebenen Grenzen annehmen.In the empirical empirical formula, the values x, z, q, r, s, t and y can also assume non-integer values within the specified limits.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn y = 0 ist und das Verhältnis z : q = 2 : 1 bis 8 : 1 beträgt.It has been found to be particularly advantageous if y = 0 and the ratio z: q = 2: 1 to 8: 1.
Weitere Gegenstände der Erfindung sind ein Verfahren zur Herstellung dieser Schmutzlösepolymere und die Verwendung derartiger schmutzablösevermögender carbonat-modifizierter Poly- bzw. Oligoester als Bestandteil von Wasch¬ formulierungen, Wäschenachbehandlungsmitteln und als Bestandteil von Formulierungen bei der Textilverarbeitung. Grundsätzlich können solche Verbindungen aufgrund ihrer verdickenden Wirkung auch als Viskositätsregler eingesetzt werden.The invention further relates to a process for the preparation of these soil release polymers and the use of carbonate-modified polyesters or oligoesters of this type which enable soil release, as a constituent of washing formulations, laundry aftertreatment agents and as a constituent of formulations in textile processing. In principle, due to their thickening effect, such compounds can also be used as viscosity regulators.
Die Erfindung betrifft insbesondere schmutzfreisetzende Polymere mit Mo¬ lekulargewichten von 500 bis 20000 und partiellem Endgruppenverschluß, die aus den Monomeren Dimethylterephthalat, Dialkylcarbonat und Diethylenglykol aufgebaut sind.The invention relates in particular to dirt-releasing polymers with molecular weights of 500 to 20,000 and partial end group closure, which are composed of the monomers dimethyl terephthalate, dialkyl carbonate and diethylene glycol.
Dabei erfolgt die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen vorzugs¬ weise in Form einer direkten Umsetzung aller Monomerbausteine in einem
Schritt, so daß statistisch verteilte Polymere (sog. Randomstrukturen) erhalten werden.The compounds according to the invention are preferably prepared in the form of a direct reaction of all monomer units in one Step so that statistically distributed polymers (so-called random structures) are obtained.
In der empirischen Summenformel wird die dem Rest (T) = Arylendicarbonyl- Gruppe zugrundeliegende Estereinheit vorzugsweise aus Terephthalsäure-, Isophthalsäure- und Phthalsäuredialkylester ausgewählt, wobei natürlich auch Gemische dieser Komponenten möglich sind.In the empirical empirical formula, the ester unit on which the radical (T) = arylenedicarbonyl group is based is preferably selected from dialkyl terephthalate, isophthalate and dialkyl phthalate, mixtures of these components also being possible, of course.
Grundsätzlich können auch aliphatische Diester als Monomerbausteine ein- gesetzt werden. Die unter der Gruppe (A) = l,n-Alkylendicarbonyl-Gruppe zugrundeliegenden aliphatischen Diester sind vorzugsweise ausgewählt aus: Malonsäure-, Bernsteinsäure-, Fumarsaure-, Maleinsäure-, Glutarsäure-, Adipinsäure-, Pimelinsäure-, Korksäure-, Azelainsäure- und Sebacinsäure- dialkylestern.In principle, aliphatic diesters can also be used as monomer units. The aliphatic diesters on which the group (A) = 1, n-alkylenedicarbonyl group is based are preferably selected from: malonic, succinic, fumaric, maleic, glutaric, adipic, pimelic, suberic, azelaic and Dialkyl esters of sebacic acid.
Die unter der Bezeichnung (I) in der Summenformel aufgeführten internen anionischen Gruppen sind vorzugsweise ausgewählt aus Sulfophthaloyl-, Sulfoisophthaloyl-, insbesondere 5-Sulfoisophthaloyl- und Sulfoterephtha- loyl-Gruppen, die in Form ihrer Salze, insbesondere als Alkali-, ins- besondere Natrium- oder Ammoniumsalze, eingesetzt werden. Im allgemeinen können hier auch aliphatische, anionische Monomere eingesetzt werden, die sich von sulfonierten aliphatischen Diestern wie z.B. Maleinsäure-, Adipinsäure-, Sebacinsäure-diestern etc. ableiten.The internal anionic groups listed under the designation (I) in the empirical formula are preferably selected from sulfophthaloyl, sulfoisophthaloyl, in particular 5-sulfoisophthaloyl and sulfoterephthaloyl groups, in the form of their salts, in particular as alkali, in particular Sodium or ammonium salts can be used. In general, aliphatic, anionic monomers derived from sulfonated aliphatic diesters such as e.g. Derive maleic acid, adipic acid, sebacic acid diesters etc.
Den über Estergruppen gebundenen Endgruppen (CAP) können Acyl- und Aroyl- gruppen mit 4 bis 40 Kohlenstoffatomen zugrunde liegen, sowie Hydroxyacyl- und Hydroxyaroylgruppen. Endgruppen dieser Art sind z. B. in der DE-A-44 17 686 beansprucht. Als typische Vertreter seien an dieser Stelle aufgezählt: Valeriansäure, Capronsäure, Önanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Undecansäure, Undecensäure, Laurinsäure, Benzoesäure, die 1 bis 5 Substituenten mit insgesamt bis zu 30 C-Atomen, insbesondere 1 bis 12 C-Atome tragen, wobei sämtliche Endgruppen in Form ihrer Alkylester in das Polymer eingeführt werden.The end groups bonded via ester groups (CAP) can be based on acyl and aroyl groups with 4 to 40 carbon atoms, as well as hydroxyacyl and hydroxyaroyl groups. End groups of this type are e.g. B. claimed in DE-A-44 17 686. The following are typical representatives: valeric acid, caproic acid, oenanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecanoic acid, undecenoic acid, lauric acid, benzoic acid, the 1 to 5 substituents with a total of up to 30 C atoms, in particular 1 to 12 C atoms wear, all end groups are introduced into the polymer in the form of their alkyl esters.
Als typische Vertreter von Hydroxyacyl- und Hydroxyaroyl-Endgruppen seien an dieser Stelle aufgezählt: Milchsäure, Hydroxyvaleriansäure, Hydroxyca- pronsäure, Ricinolsäure und o-, m- und p-Hydroxybenzoesäure. Die Hydroxymo-
nocarbonsäuren können über ihre freie Hydroxylgruppe und/oder ihre Car¬ boxylgruppe miteinander verbunden sein.The following are typical representatives of hydroxyacyl and hydroxyaroyl end groups: lactic acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, ricinoleic acid and o-, m- and p-hydroxybenzoic acid. The hydroxymo nocarboxylic acids can be linked to one another via their free hydroxyl group and / or their carboxyl group.
Als weitere Endgruppen sind Poly(oxyalkylen)monoalkylether aufgeführt. Vorzugsweise werden hier ethoxylierte Alkohole mit 7 bis 24 Kohlenstoff- atomen im Alkylrest und 2 bis 200 Oxyethyleneinheiten eingesetzt.Poly (oxyalkylene) monoalkyl ethers are listed as further end groups. Ethoxylated alcohols with 7 to 24 carbon atoms in the alkyl radical and 2 to 200 oxyethylene units are preferably used here.
Weitere Endgruppen der erfindungsgemäßen Schmutzlösepolymere stellen Po- ly(oxyalkylen)mono-alkylphenolether dar, die beispielsweise in DE-A-4001 415 beansprucht werden.Further end groups of the soil release polymers according to the invention are poly (oxyalkylene) monoalkylphenol ethers, which are claimed, for example, in DE-A-4001 415.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die neuen carbonat-modifizierten Poly- bzw. Oligoester, die Gegenstand dieser Erfindung sind, höhere Auf¬ hellungsraten bei der Aufhellung von ölverschmutzten Geweben zeigen, als vergleichbare Produkte des Standes der Technik. Die erhaltenen Schmutzlö¬ sepolymere sind in Wasser leicht dispergierbar.Surprisingly, it has been found that the new carbonate-modified polyesters or oligoesters which are the subject of this invention show higher lightening rates when lightening oil-contaminated fabrics than comparable products of the prior art. The soil release polymers obtained are readily dispersible in water.
Die beanspruchten Schmutzlösepolymere können durch einfache Polymerisa¬ tionsverfahren hergestellt werden.The claimed soil release polymers can be produced by simple polymerization processes.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymere werden dabei die monomeren Bausteine vorzugsweise in einem Reaktionsansatz umgesetzt. Grundsätzlich kann diese Art der Umsetzung nur unter Einsatz der entspre¬ chenden Esterverbindungen in Form einer Umesterung durchgeführt werden, da in Gegenwart von Säuren (z.B. Terephthalsäure) die Dialkycarbonate unter Freisetzung von Kohlendioxid reagieren.To produce the polymers according to the invention, the monomeric building blocks are preferably reacted in a reaction mixture. In principle, this type of reaction can only be carried out using the corresponding ester compounds in the form of a transesterification, since in the presence of acids (e.g. terephthalic acid) the dialkycarbonates react to release carbon dioxide.
Der bei der Umesterung gebildete Alkohol wird über eine Fraktionierkolonne und/oder einen Dephlegmator abgezogen. Die Temperaturführung der Reaktion richtet sich in erster Linie nach dem Siedepunkt des eingesetzten Dialkyl- carbonats. Hierbei ist sicherzustellen, daß während der Umesterung keine größeren Mengen an nicht umgesetzten Dialkylcarbonat mit dem anfallenden Reaktionsalkohol überdestillieren. Grundsätzlich werden Temperaturen von ca. 80 bis 250°C und Drücke von Normaldruck bis < 1 mbar eingestellt. Dabei können die gewonnenen Polymere auf unterschiedliche Molekulargewichte eingestellt werden. Diese liegen vorzugsweise zwischen 500 und 20000.The alcohol formed during the transesterification is removed via a fractionation column and / or a dephlegmator. The temperature control of the reaction depends primarily on the boiling point of the dialkyl carbonate used. It must be ensured here that no large amounts of unreacted dialkyl carbonate distill over with the reaction alcohol obtained during the transesterification. Basically temperatures from approx. 80 to 250 ° C and pressures from normal pressure to <1 mbar are set. The polymers obtained can be adjusted to different molecular weights. These are preferably between 500 and 20,000.
Als Katalysatoren können sämtliche für Umesterungsreaktionen bekannten Katalysatoren eingesetzt werden, wie z.B. Titanate, Gemische von Antimon- trioxid und Calciumacetat, Stannane, Zinkacetat etc. Titanate sind jedoch grundsätzlich zu bevorzugen, da die Umsetzungen mit diesen Katalysatoren
schneller ablaufen und die gewonnenen Produkte eine bessere Farbqualität aufweisen.All catalysts known for transesterification reactions can be used as catalysts, such as, for example, titanates, mixtures of antimony trioxide and calcium acetate, stannanes, zinc acetate, etc. However, titanates are fundamentally preferred because the reactions with these catalysts run faster and the products obtained have better color quality.
Zur Herstellung der carbonat-modifizierten Poly- bzw. Oligoester sind grundsätzlich eine Reihe verschiedener Dialkylcarbonate geeignet, wie z.B. Dimethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl-, Di-iso-propyl-, Di-n-butyl-, Di-tert.- butyl-, Di-n-pentyl-, Di-neo-pentyl-carbonat etc. Dabei können auch un¬ symmetrische Kohlensäuredialkylester sowie sämtliche Mischungen verschiede¬ ner Kohlensäuredialkylester eingesetzt werden. Bevorzugt ist jedoch die Verwendung von Dimethyl- und Diethylcarbonat oder Mischungen dieser beiden Kohlensäurediester, weil die bei der Herstellung der polycarbonat-modi- fizierten Poly- bzw. Oligoester durch Umesterung gebildeten Alkohole (Methanol und Ethanol) aus dem Reaktionsgemisch leicht destillativ entfernt werden können.A number of different dialkyl carbonates are generally suitable for the production of the carbonate-modified polyesters or oligoesters, e.g. Dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-iso-propyl, di-n-butyl, di-tert-butyl, di-n-pentyl, di-neo-pentyl carbonate, etc. Unsymmetrical dialkyl carbonates and all mixtures of different dialkyl carbonsates can also be used. However, preference is given to using dimethyl carbonate and diethyl carbonate or mixtures of these two carbonic acid diesters because the alcohols (methanol and ethanol) formed in the preparation of the polycarbonate-modified polyesters or oligoesters can be easily removed from the reaction mixture by distillation.
Die gebildeten carbonat-modif izierten Poly-/01igoester werden partiell mit verschiedenen Endgruppen versehen. Partiell bedeutet in diesem Zusammen¬ hang, daß der Einsatz dieser Endgruppen nicht stöchiometrisch erfolgen muß, so daß in dem gewonnenen Polymergemisch (Verteilung) nur ein Teil der Poly- mermoleküle mit Endgruppen versehen ist. x kann daher als Mittelwert auch nicht-ganzzahlige Werte annehmen. Der partielle Einbau von Endgruppen wirkt sich dabei zum einen regulierend auf das Molekulargewicht aus, andererseits führt er zur Stabilisierung der gewonnenen Polymere.The formed carbonate-modified poly / 01igoester are partially provided with different end groups. Partially in this context means that the use of these end groups does not have to be stoichiometric, so that in the polymer mixture (distribution) obtained only a part of the polymer molecules is provided with end groups. x can therefore also take non-integer values as the mean. The partial incorporation of end groups on the one hand has a regulating effect on the molecular weight, on the other hand it leads to the stabilization of the polymers obtained.
Als vorteilhaft hinsichtlich der Performance der erhaltenen Polymere zeigt sich auch der Einsatz von Sulfoisophthalsäuredimethylester im Gemisch mit Dimethyl terephthalat bei diesem Reaktionsschritt.The use of dimethyl sulfoisophthalate in a mixture with dimethyl terephthalate in this reaction step also proves to be advantageous with regard to the performance of the polymers obtained.
Je nach Wahl der Monomere (interne anionische Gruppen (I)) erhält man sowohl anionische als auch nichtionische Schmutzlösepolymere.Depending on the choice of monomers (internal anionic groups (I)), both anionic and nonionic soil release polymers are obtained.
Über die Wahl und das Einsatzstoffverhältnis der Edukte können viskose (bei Raumtemperatur fließfähige), wachsartige sowie bei Raumtemperatur feste Polymere hergestellt werden.Viscous (flowable at room temperature), wax-like and solid polymers at room temperature can be produced via the choice and the ratio of the starting materials.
Die beanspruchten Schmutzlösepolymere eignen sich insbesondere als Bestandteil von Waschmittelformulierungen und als Bestandteil von Formu¬ lierungen bei der Textilverarbeitung. Weiterhin können sie auch in Wäschenachbehandlungsmitteln z. B. Wäscheweichspülern und aufgrund ihrer
verdickenden Wirkung als Viskositätsregler eingesetzt werden.The claimed soil release polymers are particularly suitable as a component of detergent formulations and as a component of formulations in textile processing. Furthermore, they can also be used in laundry post-treatment agents, e.g. B. fabric softeners and because of their thickening effect can be used as a viscosity regulator.
Die zu verwendenden Schmutzlösepolymere sind dann besonders wirksam, wenn das Gewebe bereits vor einer Anschmutzung damit gewaschen oder imprägniert worden ist.The soil release polymers to be used are particularly effective if the fabric has already been washed or impregnated with them before they are soiled.
Die carbonat-modifizierten Poly- bzw. Oligoester können sowohl in pulver¬ förmigen als auch in flüssigen Waschmittelformulierungen als Additiv ent¬ halten sein. Die Einsatzmengen an Schmutzlösepolymer betragen beispiels- weise 0,05 bis 25 Gew-%, bezogen auf die jeweilige Formulierung. Die am¬ phiphilen Poly- bzw. Oligoester werden vorzugsweise in phosphatfreien und in phosphatreduzierten Waschmitteln oder in Wäschnachbehandlungsmitteln, wie z. B. Weichspülern, verwendet.The carbonate-modified polyesters or oligoesters can be contained as an additive both in powdered and in liquid detergent formulations. The amounts of soil release polymer used are, for example, 0.05 to 25% by weight, based on the particular formulation. The amphiphilic polyesters or oligoesters are preferably used in phosphate-free and in phosphate-reduced detergents or in laundry aftertreatment agents, such as. B. fabric softener used.
Die erfindungsgemäßen Schmutzlösepolymere sind in Wasser löslich oder können darin dispergiert werden. Sie können in verschiedenen Formen bei der Herstellung von Waschmitteln eingesetzt werden, wie z.B. in Form einer wäßrigen Lösung, als Dispersion oder als Pulver.The soil release polymers according to the invention are soluble in water or can be dispersed therein. They can be used in various forms in the manufacture of detergents, e.g. in the form of an aqueous solution, as a dispersion or as a powder.
Soweit die erfindungsgemäßen Schmutzlösepolymere als Feststoffe anfallen, ist es von Vorteil, diese in Form von schütt- und rieselfähigen Granulaten in die Waschformulierung einzubringen.If the soil release polymers according to the invention are obtained as solids, it is advantageous to incorporate them into the washing formulation in the form of pourable and free-flowing granules.
Grundsätzlich ist es auch möglich, eine Lösung beziehungsweise eine Disper- sion von schmutzablösevermögendem Wirkstoff in nichtionischen Tensid auf ein builderhaltiges Waschmittelteilchen aufzusprühen.
In principle, it is also possible to spray a solution or a dispersion of the dirt-releasing active ingredient in nonionic surfactant onto a builder-containing detergent particle.
Beispiel 1example 1
In einem 4 1 Mehrhalskolben mit Glasrührer, Heizbad (Öl), Schutzgaseinlei¬ tung, Destillationsaufsatz, Füllkörperkolonne, Destillationsbrücke, Vakuum¬ verteiler, Destillationskolben, Kühlfalle und Innenthermometer wurden insgesamt 60,25 g (0,51 mol) Diethylcarbonat (Fa. Aldrich), 1 350 g (0,45 mol) Polyethylenglykol mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 3 000 g/mol (Lipoxol 3 000 der Hüls AG), 582,6 g (3,00 mol) Dimethylte- rephthalat, 955,0 g (9,0 mol) Diethylenglykol , 75 g C12-C14-Fettalkohol- polyethylenglykolether (7 E0) (0,15 mol) (Marlipal 24/70 der Hüls AG), l g 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol (Ionol von Shell) sowie 14,0 ml Tetraisopropyl- orthotitanat unter Schutzgas vorgelegt.A total of 60.25 g (0.51 mol) of diethyl carbonate (Aldrich) were placed in a 4 1 multi-necked flask with a glass stirrer, heating bath (oil), protective gas inlet, distillation attachment, packed column, distillation bridge, vacuum distributor, distillation flask, cold trap and internal thermometer. 1,350 g (0.45 mol) of polyethylene glycol with a weight-average molecular weight of 3,000 g / mol (Lipoxol 3,000 from Huls AG), 582.6 g (3.00 mol) of dimethyl terephthalate, 955.0 g (9 , 0 mol) diethylene glycol, 75 g C 12 -C 14 fatty alcohol polyethylene glycol ether (7 E0) (0.15 mol) (Marlipal 24/70 from Huls AG), lg 2,6-di-tert-butyl-p -cresol (Shell's Ionol) and 14.0 ml of tetraisopropyl orthotitanate are introduced under a protective gas.
Die Reaktionsmischung wurde langsam bis auf Temperaturen von 150 bis 210 °C aufgeheizt und das gebildete Methanol/Ethanol-Gemisch aufgefangen. Die Temperaturführung erfolgte derart, daß die Menge an destilliertem, nicht abreagiertem Diethylcarbonat möglichst gering gehalten wurde.The reaction mixture was slowly heated to temperatures of 150 to 210 ° C and the methanol / ethanol mixture formed was collected. The temperature was controlled in such a way that the amount of distilled, unreacted diethyl carbonate was kept as low as possible.
Nachdem der größte Teil der theoretisch zu erwartenden Methanol-/Ethanol- menge aufgefangen war, wurde die Reaktionsmischung abgekühlt, die Kolonne ausgebaut, Vakuum (< 1 mbar) angelegt und die Mischung wieder bis auf maximal 210 CC aufgeheizt. Das bei der Reaktion nicht umgesetzte Diethylen¬ glykol wurde dabei als Destillat aufgefangen.After most of the theoretically expected amount of methanol / ethanol had been collected, the reaction mixture was cooled, the column removed, vacuum (<1 mbar) applied and the mixture heated up to a maximum of 210 ° C. The diethylene glycol not reacted in the reaction was collected as a distillate.
Nachdem das Produkt eine Hydroxyzahl von ca. 18-25 mg KOH/g Substanz erreicht hatte, wurde die Reaktion abgebrochen.After the product had reached a hydroxyl number of about 18-25 mg KOH / g substance, the reaction was stopped.
Beispiel 2Example 2
In Analogie zu Beispiel 1 wurden insgesamt 108,1 g (0,92 mol) Diethylcarbo¬ nat (Fa. Aldrich), 1 290,0 g (0,83 mol) Polyethylenglykol mit einem ge- wichtsmittleren Molekulargewicht von 1 550 g/mol (Lipoxol 1550 der Hüls AG), 582,6 g (3,0 mol) Dimethylterephthalat, 636,7 g (6,0 mol) Diethylen¬ glykol, 66 g Nonylphenolpolyethylenglykolether (5 E0) (0,15 mol) (Marlophen NP5 der Hüls AG), l g 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol (Ionol von Shell) sowie 13 ml Tetraisopropylorthotitanat unter Schutzgas vorgelegt.Analogously to Example 1, a total of 108.1 g (0.92 mol) of diethyl carbonate (from Aldrich), 1 290.0 g (0.83 mol) of polyethylene glycol with a weight-average molecular weight of 1,550 g / mol were used (Lipoxol 1550 from Huls AG), 582.6 g (3.0 mol) of dimethyl terephthalate, 636.7 g (6.0 mol) of diethylene glycol, 66 g of nonylphenol polyethylene glycol ether (5 E0) (0.15 mol) (Marlophen NP5 the Hüls AG), lg of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (Ionol from Shell) and 13 ml of tetraisopropyl orthotitanate under protective gas.
Die Reaktionsmischung wurde wiederum langsam bis auf Temperaturen von 150 bis 210 CC aufgeheizt und das gebildete Methanol/Ethanol-Gemisch aufge¬ fangen.
11The reaction mixture was again slowly heated up to temperatures of 150 to 210 ° C. C and catch the formed methanol / ethanol mixture aufge¬. 11
Nachdem der größte Teil der theroretisch zu erwartenden Methanol-/Ethanol- menge aufgefangen war, wurde die Reaktionsmischung abgekühlt, die Kolonne ausgebaut, Vakuum (< 1 mbar) angelegt und die Mischung wieder bis auf maximal 210 °C aufgeheizt. Das bei der Reaktion nicht umgesetzte Diethylen- glykol wurde dabei als Destillat aufgefangen.After most of the theoretically expected amount of methanol / ethanol had been collected, the reaction mixture was cooled, the column removed, vacuum (<1 mbar) applied and the mixture heated up to a maximum of 210 ° C. The diethylene glycol not reacted in the reaction was collected as a distillate.
Nachdem das Produkt eine Hydroxyzahl von ca. 22-27 mg KOH/g Substanz erreicht hatte, wurde die Reaktion abgebrochen.
After the product had reached a hydroxyl number of about 22-27 mg KOH / g substance, the reaction was stopped.