EP1006176A1 - Low-concentration highly viscous aqueous softener compositions - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft niedrigkonzentrierte, hochviskose wässrige Weichspülmittel für Gewebe in Form von wässrigen Emulsionen oder Dispersionen.The present invention relates to low-concentration, highly viscous aqueous Fabric softener in the form of aqueous emulsions or dispersions.
Beim Waschen von Textilien werden im letzten Waschgang bekannterweise sogenannte Weichspüler eingesetzt. Damit wird eine Verhärtung des Gewebes, die durch das Trocknen hervorgerufen wird, vermindert. Der Griff der so behandelten Textilien wie Hand- und Badetücher sowie Leib- und Bettwäsche wird angenehm beeinflusst.When washing textiles are known to be in the last wash so-called fabric softener used. This will harden the tissue, caused by drying is reduced. The handle of the so treated Textiles such as hand and bath towels as well as body and bed linen is pleasantly influenced.
Üblicherweise werden als Weichspüler kationische Verbindungen verwendet, beispielsweise quaternäre Ammoniumverbindungen, die neben langkettigen Alkylresten auch Ester- oder Amidgruppen enthalten können, beispielsweise wie in US-PS 3 349 033, 3 644 203, 3 946 115, 3 997 453, 4 073 735, 4 119 545 usw. beschrieben. Diese Komponenten werden allein oder in Mischungen mit anderen kationenaktiven oder auch neutralen Substanzen in Form von wässrigen Dispersionen dem Spülbad zugegeben.Cationic compounds are usually used as fabric softener, for example quaternary ammonium compounds, which in addition to long-chain Alkyl radicals can also contain ester or amide groups, for example as in U.S. Patent 3,349,033, 3,644,203, 3,946,115, 3,997,453, 4,073,735, 4,119,545, etc. These components are used alone or in Mixtures with other cationic or neutral substances in Form of aqueous dispersions added to the rinsing bath.
Häufig eingesetzt werden Ammoniumverbindungen, die Esterbindungen enthalten wie beispielsweise in EP-A-0 239 910, US-PS 3 915 867, US-PS 4 137 180, US-PS 4 830 771 beschrieben.Ammonium compounds containing ester bonds are frequently used as for example in EP-A-0 239 910, US-PS 3 915 867, US-PS 4 137 180, U.S. Patent 4,830,771.
Besonders weit verbreitet sind Esterverbindungen auf Basis von Triethanolamin wie N-methyl, N,N-bis(beta-C14-18-acyloxyethyl), N-beta-hydroxyethyl ammonium methosulfat), die unter Handelsnamen wie TETRANYL® AT 75 (Warenzeichen der KAO Corp.), STEPANTEX® VRH 90 (Warenzeichen der Stepan Corp.) oder REWOQUAT® WE 18 (Warenzeichen der Witco Surfactants GmbH) vertrieben werden. Ester compounds based on triethanolamine, such as N-methyl, N, N-bis (beta-C 14-18 -acyloxyethyl), N-beta-hydroxyethyl ammonium methosulfate, are particularly widespread and are available under trade names such as TETRANYL® AT 75 (trademark of KAO Corp.), STEPANTEX® VRH 90 (trademark of Stepan Corp.) or REWOQUAT® WE 18 (trademark of Witco Surfactants GmbH).
Diese sogenannten Esterquats haben die bisherigen Rohstoffe Distearyldimethylammoniumchlorid (DSDMAC) und Imidazoliniumquats innerhalb Europas fast überall ersetzt. Die Verbraucheranforderungen an diese Mittel schwanken jedoch innerhalb dieses Marktes erheblich.These so-called esterquats have the previous raw materials distearyldimethylammonium chloride (DSDMAC) and imidazolinium quats within Europe replaced almost everywhere. The consumer requirements for these funds fluctuate however, significant within this market.
In Nord- und Mitteleuropa setzten sich in dieser Zeit die Konzentrate mit Gehalten an Esterquats von 18-20 % und einer niedrigen Viskosität von etwa 50-200 mPa*s durch, während die Konsumenten in Süd- und Osteuropa nach wie vor niedrige Konzentrationen von 3 bis 10 Gew.-%, insbesondere 4 bis 5 Gew.-%, bevorzugen.In Northern and Central Europe, the concentrates settled at this time of ester quats of 18-20% and a low viscosity of about 50-200 mPa * s, while consumers in southern and eastern Europe still low concentrations of 3 to 10% by weight, in particular 4 to 5% by weight, prefer.
Nachteilig wird von den Verbrauchern bei den Formulierungen mit den niedrigen Konzentrationen die geringe Viskosität und damit deren Konsistenz kritisiert. Es wird, in Anlehnung an die vormalig verwendeten Rohstoffe, eine deutlich höhere Viskosität erwünscht, um diesen Produkten ein cremiges, pflegendes Erscheinungsbild zu geben.What is disadvantageous for consumers is the formulations with the low Concentrations criticized the low viscosity and thus its consistency. It becomes clear, based on the raw materials previously used Higher viscosity desirable to give these products a creamy, nourishing To give appearance.
Die gewünschten beziehungsweise erforderlichen Viskositäten dieser Produkte zur Erzielung des gewünschten Effekts liegt im Bereich von etwa 500 mPa*s oder vorzugsweise darüber. Diese Grössenordnung war mit den traditionell eingesetzten Wäscheweichrohstoffen (u.a. DSDMAC) problemlos erreichbar, ohne dass zusätzliche Viskositätsregulatoren notwendig waren. Bei den Esterquats ist es aufgrund des andersartigen Viskositätsverhalten dieser Rohstoffe schwierig geworden, die gewünschten hohen Viskositäten ohne zusätzliche hochpreisige Verdickungsmittel zu erreichen.The desired or required viscosities of these products to achieve the desired effect is in the range of about 500 mPa * s or preferably above. This size was traditional with the laundry soft raw materials used (e.g. DSDMAC) easily accessible, without the need for additional viscosity regulators. With the esterquats it is due to the different viscosity behavior of these raw materials become difficult to achieve the desired high viscosities without additional to achieve high-priced thickeners.
Die Nachteile bei der Verwendung von teuren Verdickungsmitteln sind daher einmal höhere Rohstoffkosten und, durch das zusätzliche Einrühren und Quellen der Verdickungsmittel, deutlich verlängerte Produktionszeiten. The disadvantages when using expensive thickeners are therefore once higher raw material costs and, through the additional stirring and Sources of thickeners, significantly longer production times.
Es wurde bereits versucht, die bei der Herstellung der Esterquats, auf Basis von Alkanolaminen und Fettsäuren, standardmässig eingesetzten teilhydrierte Fettsäuren gegen vollhydrierte Fettsäure auszutauschen. Dadurch sollte erfahrungsgemäss eine deutlich höhere Viskosität resultieren. Dies war jedoch nicht in dem gewünschten Masse der Fall.Attempts have already been made to manufacture the esterquats based of alkanolamines and fatty acids, partially hydrogenated as standard Exchange fatty acids for fully hydrogenated fatty acids. Experience should show that result in a significantly higher viscosity. However, this was not to the extent required.
Umso erstaunlicher war es, dass die erfindungsgemässe Qualität ein unerwartet positives Viskositätsverhalten aufweist, welches es möglich macht, die gewünschte hohe Viskosität ohne weitere Zusätze zu erreichen.It was all the more surprising that the quality according to the invention was unexpected has positive viscosity behavior, which makes it possible to achieve the desired high viscosity without additional additives.
Aufgabe der Erfindung war es, die obengenannten Nachteile herkömmlicher, niedrigkonzentrierter Weichspülformulierungen zu überwinden und Wäscheweichspülmittel bereitzustellen, die neben guter biologischer Abbaubarkeit ein wesentlich verbessertes Niveau von gutem weichen Griff unter Beibehaltung eines guten Rücknetzvermögens aufweisen und ohne den Zusatz von Verdickungsmitteln Viskositäten von >500 mPa*s erreichen.The object of the invention was to overcome the above-mentioned disadvantages of conventional overcome low concentration fabric softener formulations and fabric softener to provide that in addition to good biodegradability much improved level of good soft grip while maintaining have good rewetting power and without the addition of thickeners Achieve viscosities of> 500 mPa * s.
Die Aufgabe wird gelöst durch Verwendung von quartären Fettsäure-Aminalkohol-Estern aus Triethanolamin mit teilhydrierten Fettsäuren im Verhältnis von 1:1,6 bis 1:2 in Alkoholen bzw. Glykolen.The object is achieved by using quaternary fatty acid amino alcohol esters from triethanolamine with partially hydrogenated fatty acids in the ratio of 1: 1.6 to 1: 2 in alcohols or glycols.
Unter Verwendung an sich bekannter Verfahren (Batch- bzw. Kontiverfahren) können mit diesen Produkten stabile niedrigviskose Weichspülmittel-Dispersionen mit cremigem Erscheinungsbild hergestellt werden.Using processes known per se (batch or continuous processes) can use these products to produce stable, low-viscosity fabric softener dispersions with a creamy appearance.
Gegenstand der Erfindung sind daher niedrigkonzentrierte hochviskose wässrige Weichspülmittel, enthaltend 3 bis 10 Gew%, vorzugsweise 4 bis 5 Gew% mindestens eine der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) worin R der Rest einer Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und Jodzahlen im Bereich von 15-25 ist und a = 1, 2, 3 sein kann mit der Massgabe, dass das Verhältnis von OH-Gruppen zu dem Rest R = 1:1,6 bis 1:2 beträgt.The invention therefore relates to low-concentration, highly viscous aqueous fabric softeners containing 3 to 10% by weight, preferably 4 to 5% by weight, of at least one of the compounds of the general formula (I) wherein R is the residue of a fatty acid with 14 to 18 carbon atoms and iodine numbers in the range of 15-25 and a can be 1, 2, 3 with the proviso that the ratio of OH groups to the residue R = 1: 1, 6 to 1: 2.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von niedrigkonzentrierten hochviskosen Weichspülformulierungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in auf Temperaturen zwischen 28 °C und 45 °C vorgewärmtes Wasser, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Lösungsmitteln, Farbstoffen und Parfümölen, eingetragen und dispergiert werden.Another object of the invention is a method for producing low-concentration, high-viscosity fabric softener formulations, which thereby is characterized in that the compounds of general formula (I) in Temperatures between 28 ° C and 45 ° C preheated water, if necessary with the use of solvents, dyes and perfume oils, be entered and dispersed.
Die erfindungsgemäss mitverwendeten quartären Verbindungen der allgemeinen Formel (I) werden nach den auf diesem Gebiet allgemein bekannten Verfahren durch Veresterung von Triethanolamin mit Fettsäure und anschliessender Quaternierung hergestellt.The quaternary compounds of general use which are also used according to the invention Formula (I) are obtained by methods well known in the art by esterification of triethanolamine with fatty acid and subsequent Quaternization made.
Als Fettkomponenten für die Veresterung bzw. Umesterung werden die auf diesem Gebiet bekannten und üblichen einbasischen Fettsäuren auf Basis natürlicher pflanzlicher und tierischer Öle mit insbesondere 14-18 Kohlenstoffatomen, eingesetzt, wie Talgfettsäuren und Palmfettsäuren bzw. deren Methyl- oder Ethylester.The fat components for the esterification or transesterification are the known and usual monobasic fatty acids based on natural vegetable and animal oils with in particular 14-18 carbon atoms, used, such as tallow fatty acids and palm fatty acids or their methyl or Ethyl ester.
Der Gehalt dieser Fettsäuren bzw. Fettsäureester an ungesättigten Anteilen, wird - soweit dies erforderlich ist - durch die bekannten katalytischen Hydrierverfahren auf Jodzahlen zwischen 15-25 eingestellt, oder durch Abmischung von vollhydrierten mit nichthydrierten Fettkomponenten erzielt.The content of these fatty acids or fatty acid esters in unsaturated portions, - as far as this is necessary - by the known catalytic hydrogenation processes adjusted to iodine numbers between 15-25, or by mixing achieved by fully hydrated with unhydrogenated fat components.
Die Jodzahl, als Masszahl für den durchschnittlichen Sättigungsgrad einer Fettsäure, ist die Jodmenge, welche von 100 g der Verbindung zur Absättigung der Doppelbindungen aufgenommen wird.The iodine number, as a measure of the average degree of saturation of a Fatty acid, is the amount of iodine, which is from 100 g of the compound for saturation of the double bonds.
Erfindungsgemäss bevorzugt sind teilhydrierte Talgfettsäuren und Palmfettsäuren mit Jodzahlen zwischen 15-25. Sie sind handelsübliche Produkte und werden von verschiedenen Firmen unter deren jeweiligen Handelsnamen angeboten.Partially hydrogenated tallow fatty acids and palm fatty acids are preferred according to the invention with iodine numbers between 15-25. They are commercial products and are offered by various companies under their respective trade names.
Die Veresterung oder Umesterung wird nach bekannten Verfahren durchgeführt. Hierbei wird das Triethanolamin mit der dem gewünschten Veresterungsgrad entsprechenden Menge an Fettsäure oder Fettsäureester, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators, z. B. Methansulfonsäure, unter Stickstoff bei 160-240 °C umgesetzt und das sich bildende Reaktionswasser bzw. der Alkohol kontinuierlich abdestilliert, wobei zur Vervollständigung der Reaktion gegebenenfalls der Druck vermindert werden kann.The esterification or transesterification is carried out according to known methods. Here, the triethanolamine with the desired degree of esterification appropriate amount of fatty acid or fatty acid ester, if appropriate in the presence of a catalyst, e.g. B. methanesulfonic acid, under nitrogen 160-240 ° C implemented and the water of reaction or alcohol formed distilled off continuously, optionally to complete the reaction the pressure can be reduced.
Auch die anschliessende Quaternierung erfolgt nach bekannten Verfahren. Erfindungsgemäss wird vorzugsweise so verfahren, dass der Ester, gegebenenfalls unter Mitverwendung eines Lösungsmittels, vorzugsweise mit insbesondere Isopropanol, Ethanol, 1,2-Propylenglykol und/oder Dipropylenglykol, bei 60-90 °C mit equimolaren Mengen des Quaternierungsmittels unter Rühren, gegebenenfalls unter Druck, versetzt wird und die Vervollständigung der Reaktion durch Kontrolle der Gesamtaminzahl überwacht wird.The subsequent quaternization is also carried out using known processes. The procedure according to the invention is preferably such that the ester, if appropriate using a solvent, preferably with in particular Isopropanol, ethanol, 1,2-propylene glycol and / or dipropylene glycol, at 60-90 ° C with equimolar amounts of the quaternizing agent with stirring, optionally under pressure, and the completion of the reaction is monitored by checking the total number of amines.
Beispiele für die mitverwendeten Quaternierungsmittel sind kurzkettige Dialkylphosphate und -sulfate wie Diethylsulfat, Dimethylphosphat, Diethylphosphat, kurzkettige Halogenkohlenwasserstoffe; insbesondere wird erfindungsgemäss Dimethylsulfat verwendet.Examples of the quaternizing agents used are short-chain dialkyl phosphates and sulfates such as diethyl sulfate, dimethyl phosphate, diethyl phosphate, short chain halogenated hydrocarbons; in particular according to the invention Dimethyl sulfate used.
Für die Herstellung der quaternären Ammoniumverbindungen wurden Triethanolamin (TEA) und Fettsäuren nach den üblichen Verfahren umgesetzt und quaterniert.Triethanolamine was used to produce the quaternary ammonium compounds (TEA) and fatty acids implemented according to the usual procedures and quaternized.
Als Fettsäuren wurden mitverwendetThe fatty acids were also used
Talgfettsäure mit einer Säurezahl von 202-208, einer Jodzahl von 36-44 und
einer C-Kettenverteilung von
Palmfettsäure mit einer Säurezahl von 205-212, einer Jodzahl von 30-40 und
einer C-Kettenverteilung von
Talgfettsäure mit einer Säurezahl von 202-208, einer Jodzahl von 15-25 und
einer C-Kettenverteilung von
Quaterniert wurde mit Dimethylsulfat (Formel I : R = CH3, A-= CH3SO4 -)
Die Herstellung der Weichspülmittel erfolgt durch Emulgieren oder Dispergieren der jeweiligen Einzelkomponenten in Wasser. Hierbei können die auf diesem Gebiet üblichen Verfahrensweisen angewendet werden. The fabric softener is produced by emulsifying or dispersing of the individual components in water. This can be done on this Conventional procedures are applied.
Üblicherweise geht man so vor, dass das auf Wassertemperaturen zwischen 28 °C und 45 °C vorgewärmte Wasser vorgelegt wird, unter gutem Rühren erst die Farbstofflösung, dann die gegebenenfalls erforderliche Antischaumemulsion und schliesslich die Schmelze der einzelnen Weichmacher nacheinander eindispergiert wird. Danach wird Parfümöl zudosiert und man lässt unter Rühren auf Raumtemperatur abkühlen. Die erfindungsgemässen Weichspülmittel können dabei die angebenenen Komponenten innerhalb der auf diesem Gebiet gewünschten Grenzen enthalten, wie beispielsweise 3 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 5 Gew.-% der Verbindungen der allgemeinen Formel (I); 0,2-2 Gew.-% eines Lösungsmittels wie insbesondere Isopropanol, Ethanol, Propylenglykol, Dipropylenglykol; 0,1-1,0 Gew.-% Parfümöl und den Rest zu 100 Gew.-% (ad 100) Wasser.The usual way to do this is between water temperatures 28 ° C and 45 ° C preheated water is submitted, with good stirring only the dye solution, then the required antifoam emulsion and finally the melt of the individual plasticizers one after the other is dispersed. Then perfume oil is added and the mixture is left stirring cool to room temperature. The fabric softener according to the invention can the specified components within the in this area Desired limits, such as 3 to 10 wt .-%, preferably 4 to 5% by weight of the compounds of the general formula (I); 0.2-2 % By weight of a solvent such as in particular isopropanol, ethanol, propylene glycol, Dipropylene glycol; 0.1-1.0% by weight of perfume oil and the rest of 100 % By weight (ad 100) water.
Man kann grundsätzlich davon ausgehen, dass die Viskosität um so höher wird, je niedriger die Wassertemperatur eingesetzt wird.Basically, you can assume that the viscosity increases the lower the water temperature is used.
Wie die zum bekannten Stand der Technik gehörenden Weichspülmittel werden die erfindungsgemässen Weichspüler im Anschluss an den eigentlichen Waschvorgang im letzten Spülgang zugegeben. Die Anwendungskonzentration liegt nach dem Verdünnen mit Wasser je nach Anwendungsgebiet im Bereich von 0,1-1,0 g mindestens einer der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) pro Nachspülgang. How the fabric softeners belonging to the known prior art are the fabric softener according to the invention following the actual one Washing process added in the last rinse. The application concentration after dilution with water lies in the range depending on the application 0.1-1.0 g of at least one of the compounds of the general formula (I) per rinse cycle.
Nach diesem Verfahren (Batch-Verfahren) werden aus den genannten Komponenten Dispersionen hergestellt:According to this process (batch process) are made from the components mentioned Dispersions made:
- 5,5 g5.5 g
- Komponente AComponent A
- 0,20 g0.20 g
- Farbstoff (1 %ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)Dye (1% solution SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Sandoz)
- 0,20 g0.20 g
- Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)Perfume oil Fragrance® (D 60515 W from Haarmann and Reimer GmbH)
- ad 100ad 100
- Wasser, 9°dH, 40 °CWater, 9 ° dH, 40 ° C
- 5,5 g5.5 g
- Komponente BComponent B
- 0,20 g0.20 g
- Farbstoff (1 %ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)Dye (1% solution SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Sandoz)
- 0,20 g0.20 g
- Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)Perfume oil Fragrance® (D 60515 W from Haarmann and Reimer GmbH)
- ad 100ad 100
- Wasser, 9°dH, 30 °CWater, 9 ° dH, 30 ° C
- 5,5 g5.5 g
- Komponente CComponent C
- 0,20 g0.20 g
- Farbstoff (1 %ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)Dye (1% solution SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Sandoz)
- 0,20 g0.20 g
- Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)Perfume oil Fragrance® (D 60515 W from Haarmann and Reimer GmbH)
- ad 100ad 100
- Wasser, 9°dH, 45 °CWater, 9 ° dH, 45 ° C
- 5,5 g5.5 g
- Komponente DComponent D
- 0,20 g0.20 g
- Farbstoff (1 %ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)Dye (1% solution SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Sandoz)
- 0,20 g0.20 g
- Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)Perfume oil Fragrance® (D 60515 W from Haarmann and Reimer GmbH)
- ad 100ad 100
- Wasser, 9°dH, 30 °CWater, 9 ° dH, 30 ° C
- 5,5 g5.5 g
- Komponente EComponent E
- 0,20 g0.20 g
- Farbstoff (1 %ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)Dye (1% solution SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Sandoz)
- 0,20 g0.20 g
- Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)Perfume oil Fragrance® (D 60515 W from Haarmann and Reimer GmbH)
- ad 100ad 100
- Wasser, 9°dH, 45°CWater, 9 ° dH, 45 ° C
- 5,5 g5.5 g
- Komponente EComponent E
- 0,20 g0.20 g
- Farbstoff (1 %ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)Dye (1% solution SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Sandoz)
- 0,20 g0.20 g
- Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)Perfume oil Fragrance® (D 60515 W from Haarmann and Reimer GmbH)
- ad 100ad 100
- Wasser, 9°dH, 35 °CWater, 9 ° dH, 35 ° C
- 5,5 g5.5 g
- Komponente FComponent F
- 0,20 g0.20 g
- Farbstoff (1 %ige Lösung SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Fa. Sandoz)Dye (1% solution SANDOLAN® Walkblau NBL 150 der Sandoz)
- 0,20 g0.20 g
- Parfümöl Fragrance® (D 60515 W der Fa. Haarmann und Reimer GmbH)Perfume oil Fragrance® (D 60515 W from Haarmann and Reimer GmbH)
- ad 100ad 100
- Wasser, 9°dH, 35°CWater, 9 ° dH, 35 ° C
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