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Die
vorliegende Erfindung betrifft Textilpflegezusammensetzungen und
ein Verfahren zur Behandlung von Textilien, um verschiedene Eigenschaften
von Textilien, insbesondere die Knitterfestigkeit zu verbessern.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Behandlung von Textilien im Haushalt ist auf dem Fachgebiet ein
dem Formulierer von Wäschewaschzusammensetzungen
bekanntes Problem. Es ist daher wohlbekannt, dass wechselnde Zyklen
der Verwendung und des Waschens von Geweben und Textilien, wie getragenen
Kleidungsstücken
und Gewändern, das
Aussehen und die Integrität
der so verwendeten und gewaschenen Gewebe und Textilteile unvermeidliche nachteilig
beeinflussen. Gewebe und Textilien tragen sich im Lauf der Zeit
und mit der Verwendung einfach ab. Das Waschen von Geweben und Textilien
ist notwendig, um Schmutz und Flecken zu entfernen, welche sich darin
und darauf während
des normalen Gebrauchs ansammeln. Der über viele Zyklen verlaufende
Wäschewaschvorgang
selbst kann jedoch zur Schädigung
der Integrität
und des Aussehens solcher Gewebe und Textilien Veranlassung geben
und dazu beitragen.
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Eine
Lösung
zur Verbesserung des Aussehens und der Integrität von Textilien findet sich
in WO 98/04772, welche die Behandlung der Textilien gegen Verknittern
der Gewebe durch Anwendung einer Zusammensetzung vorsieht, umfassend
eine Polycarbonsäure
oder ein Derivat davon und anschlieißendes Vernetzen der Zusammensetzung
unter Verwendung eines Haushaltsverfahrens. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass
die in diesem Patent beschriebenen Verbindungen das Verknittern
zwar wirksam vermindern, die Cellulosefasern beim Spülvorgang
aber wirksam binden.
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Demzufolge
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung von
Zusammensetzungen, welche für
eine wirksame Abscheidung auf dem Gewebe sorgen, ohne dem Aussehen
und der Integrität
des Gewebes zu schaden. Es ist insbesonders eine Aufgabe der Erfindung
Zusammensetzungen bereitzustellen, welche wirksame Dauerpresseigenschaften
besitzen.
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Das
Problem der Dauerbügelfestigkeit
auf industriellem Gebiet ist auf dem Fachgebiet bekannt. Verfahren
zur industriellen Dauerpressbehandlung von Textilgeweben wurden
erstmals in den 1960'ern
eingeführt und
erlangten seit dieser Zeit weit verbreitete Verwendung. Diese Verfahren
zur Dauerpressbehandlung beinhalten typischerweise das Behandeln
der Fasern des Textilgewebes mit Vernetzungsmitteln. Frühe Dauerpressverfahren
verwendeten Formaldehyd als Vernetzungsmittel, welcher zwar wirksam,
aber stark übelriechend
und für
den Verbraucher nicht wünschenswert
war.
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Als
Folge davon wurde Formaldehyd durch Reaktivharze wie Dimethylolharnstoff
(DMU), Dimethylolethylenharnstoff (DEMU) und durch modifizierte
Harnstoff harze wie Dimethyloldihydroxyethylenharnstoff (DMDHEU)
ersetzt. Es ist jedoch auch bekannt, dass die gewünschte Zunahme
der Dauerpressfestigkeit durch Verwendung von Vernetzungsmitteln
manchmal mit einer unerwünschten
Abnahme bei anderen wichtigen Gewebeeigenschaften verbunden ist,
wie der Zugfestigkeit, der Reißfestigkeit,
dem Abriebwiderstand und dem Gewebecharakter.
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Weiterhin
sind von der Industrie gebotene Lösungen üblicherweise nicht auf Behandlungsverfahren
im Haushalt übertragbar.
Bei industriellen Verfahren ist in der Tat eines strikte Steuerung über Parameter
wie pH, Elektrolytkonzentration, Wasserhärte, Temperatur etc. möglich, wo
hingegen in einer Haushaltswaschmaschine ein derart hohes Maß an Steuerung
nicht möglich
ist.
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Es
ist weiterhin gefunden worden, dass Lösungen aus der Industrie die
Cellulosefasern bei Spülanwendungen
im Haushalt nicht wirksam binden.
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Dauerpressbehandlungen
im Haushalt erfordern Bedingungen, welche industrielle Behandlungen nicht
erfüllen
müssen.
Von daher müssen
für bleibende
Behandlungen im Haushalt die Verbindungen oder Zusammensetzungen
mindestens eine der folgenden Eigenschaften erfüllen:
- i)
für einen
niedrigen Aldehydgehalt sorgen; Tatsächlich sind Vernetzungsverfahren
auf Aldehydbasis bei Haushaltsverfahren vom Umwelt- und Sicherheitsstandpunkt
aus weniger begünstigt,
weil im Gegensatz zur Industrie, wo der Prozess gesteuert ist, der
Verbraucher bei Haushaltsverfahren die einzige Person bei der Verwendung
des Produkts ist, was die Möglichkeit
falscher Verwendung eröffnet.
Weiterhin neigen hohe Aldehydgehalte dazu, einen Geruch abzugeben,
welcher den Verbraucher von der Wiederverwendung abhalten würde. Es
ist folglich wünschenswert
anhaltende Verfahren zur Verwendung bei Haushaltsverfahren bereitzustellen,
welche für
den Verbraucher sicher sind und eine gute Geruchsakzeptanz bieten.
- ii) für
eine niedrige oder sogar keine Abnahme der Zugfestigkeit zu sorgen;
Die Steuerung des Verfahrens im Haushalt ist, wie vorangehend festgestellt,
wiederum weniger messbar. Weiterhin beinhaltet die Behandlung im
Haushalt, im Gegensatz zur Industrie, wo die Textilien einmal behandelt
werden, die wiederholte Verwendung und verursacht dadurch eine Abnahme
der Zugfestigkeit. Es ist folglich wünschenswert, anhaltende Verfahren
zur Verwendung bei Haushaltsverfahren bereitzustellen, welche eine
niedrige oder keine Abnahme der Zugfestigkeit bieten.
- iii) bei niedriger Temperatur verwendbar zu sein; Bei Verfahren
im Haushalt, und insbesondere bei einem Spülvorgang im Haushalt, ist es
nicht vernünftig,
sich auf hohe Behandlungstemperaturen zu verlassen, wie den bei
industriellen Verfahren verwendeten, das heißt von über 40°C. Bei Haushaltspressverfahren
ist folglich weiter erwünscht,
bei diesen niedrigen Temperaturen eine bessere Leistung zu bieten;
Die Industrie erzielt in der Tat eine bessere Leistung durch enge
Steuerung des Reaktionsprozesses und der verschiedenen Parameter,
die er beinhaltet. Bei der Behandlung im Haushalt kann diese enge
Steuerung jedoch nicht erreicht werden. Die Leistung des Dauerpressverfahrens
muss demzufolge hauptsächlich
durch Verwendung einer wirksamen Technologie erzielt werden.
- iv) bei Spülanwendungen
verwendbar sein: Bei einer solchen Art von Anwendung wird eine leichtere
Steuerung der Verwendung des Produkts erzielt und dadurch eine falsche
Verwendung vermieden. Folglich muss für eine Behandlung im Haushalt
die in einem Dauerpressverfahren enthaltene Technologie vorzugsweise
zur Verwendung in einer Spülanwendung
geeignet sein, und/oder
- v) den Textilien keine Steifigkeit verleihen. Wiederum kann,
wie für
ii) beschrieben, die wiederholte Verwendung, welche die Behandlung
im Haushalt beinhaltet, zu steifen Geweben führen. Demzufolge ist es erwünscht, ein
Dauerpressverfahren bereitzustellen, das solche negativen Einflüsse reduziert.
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Zusätzlich zu
vorstehenden Ausführungen
verwenden industrielle Verfahren hohe Konzentrationen an Vernetzungsmitteln,
was bei der Behandlung im industriellen Maßstab erforderlich ist, wo
hingegen für
die Behandlung im Haushalt aus wirtschaftlichen Gründen niedrige
Gehalte am meisten bevorzugt sind.
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Folglich
besteht trotz der Fortschritte auf dem Fachgebiet immer noch Bedarf
an einer wirksamen und wirtschaftlichen Zusammensetzung, welche
auf den behandelten Textilien wirksame Dauerpresseigenschaften im
Haushalt bereitstellt.
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Es
ist nunmehr gefunden worden, dass die Verwendung spezieller Harzverbindungen
einen solchen Bedarf deckt und dass sie besonders gut für Spülanwendungen
geeignet sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist eine Zusammensetzung, umfassend:
- i) eine textilweichmachende Verbindung, worin
die weichmachende Verbindung eine quaternäre Ammoniumverbindung oder
eine Aminvorstufe davon darstellt; und
- ii) ein Vernetzungsharz mit einer kationischen Eigenschaft.
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Unter
einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zum Behandeln von Textilien, welches die Schritte
umfasst:
- i) Inkontaktbringen der Textilien
mit einer, wie hierin vorstehend definierten, Zusammensetzung, und
- ii) Harten der Zusammensetzung unter Verwendung eines Haushaltsverfahrens.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen, welche behandelte
Textilien mit wirksamen Dauerpresseigenschaften versehen, insbesondere
zur Behandlung bei einer Spülanwendung.
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I. Vernetzungsharz mit
der Eigenschaft kationisch zu sein
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Ein
Hauptbestandteil der Erfindung ist ein Vernetzungsharz, mit der
Eigenschaft kationisch zu sein. "Vernetzungsharz
mit der Eigenschaft kationisch zu sein" bedeutet, dass das Harz mindestens
teilweise positiv geladen ist. Es ist jedoch nicht erforderlich,
dass der reaktive Teil des Moleküls
die positive Ladung trägt.
Polymerharze können
in der Tat auf positiv geladenen Monomeren beruhen, welche die Abscheidung
auf den Fasern unterstützen.
Weil die Vernetzungsharze kationisch sind, d. h. positiv geladen,
werden sie auf den negativ geladenen Cellulosefasern abgeschieden
und gut zurückgehalten,
wenn diese Harze beim abschließend
Spülvorgang
des Wäschewaschverfahrens
zugesetzt werden.
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Zur
Verwendung hierin geeignete Vernetzungsharze mit der Eigenschaft
kationisch zu sein sind jene, von denen bekannt ist, dass sie auf
dem Papiergebiet Nassfestigkeit besitzen. Es sind mindestens zwei
Mechanismen vorgeschlagen worden, welche für den Mechanismus verantwortlich
sind, nach dem Nassfestigkeitsharze wirken. Nach dem einen bilden
Nassfestigkeitsharze zwischen benachbarten Fasern kovalente Bindungen
aus, während
nach dem anderen die Nassfestigkeitsharze eine Schicht über die
zwischen benachbarten Papierfasern gebildeten Wasserstoffbindungen
legen und so das Wasser daran hindern Wasserstoffbrückenbindungen
aufzubrechen.
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Herkömmliche
Nassfestigkeitsmittel, die zur Verwendung hierin geeignet sind,
schließen
Verbindungen ein, welche aus Epichlorhydrinaddukten von Polyaminen,
Polyethyleniminen, kationischen Stärken, Polydiallyldimethylammoniumchlorid
und Mischungen hiervon, Amin-Aldehyd-Harzen wie Melamin-Formaldehyd-Harz,
Amid-Aldehyd-Harz und Mischungen hiervon, hergestellt sind. Zur
Verwendung im Sinne der vorliegenden Erfindung können auch Materialien der vorstehenden
Substanzklassen verwendet werden, welche zugegebenermaßen selbst
keine hervorragenden Nassfestigkeitseigenschaften besitzen, jedoch
nichtsdestoweniger die gleiche Dauerpresswirkung besitzen, wie sie
die hierin beschriebenen Nassfestigkeitsmittel aufweisen.
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Unter
der Klasse der Epichlorhydrinaddukte von Polyaminen, Polyethyleninminen,
kationischen Stärken,
Polydiallyldimethylammoniumchlorid und deren Mischungen sind die
bevorzugten Komponenten die polymeren Amin-Epichlorhydrin-Harze,
gewählt
aus der Gruppe, bestehend aus einem Polyamid-Epichlorhydrin-Harz
(PAE), einem Polyalkylenpolyamin-Epichlorhydrin-Harz (PAPAE) und
einem Aminpolymer-Epichlorhydrin-Harz (APE), in dem die Amingruppen
mit Epichlorhydrin alkyliert worden sind, um ein Polyamin-Epichlorhydrin-Harz
herzustellen, welches eine Azetidinium- oder Epoxidfunknonalität besitzt.
Zur Verwendung hierin ist das Vernetzungsharz mit kationischen Eigenschaften
vorzugsweise ein kationisches Nassfestigkeitsharz, welches durch
Umsetzung einer gesättigten
aliphatischen Dicarbonsäure,
welche 3 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, mit einem Polyalkylenpolyamin,
welches 2 bis 4 Ethylengruppen, 2 primäre Aminogruppen und 1 bis 3 sekundäre Aminogruppen
(wie Diethylentriamin, Triethylentetramin und Tetraethylenpentamin)
hergestellt wird, um ein Poly(aminoamid) mit sekundären Amingruppen
zu bilden, welche mit Epichlorhydrin unter Bildung eines PAE-Harzes
alkyliert sind.
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Diese
Polyamid/Polyamin/Epichlorhydrin-Nassfestigkeitsharze sind von Carr,
Doane, Hamerstrand und Hofreiter in einem im Journal of Applied
Polymer Science, 17:721-735 (1973) erschienenen Aufsatz umfassend
beschrieben. Solche Harze sind als KYMENE von Hercules, Inc., erhältlich,
Eine kommerzielle Synthese solcher Harze aus Adipinsäure, Diethylentriamin
und Epichlorhydrin ist in der Veröffentlichung von Carr et al.,
ibid., und in US-A 2,926,154 (23. Feb. 1960) an G. I. Keim oder
in US-A 4,240,995, beschrieben. Für weitere Einzelheiten zur
Herstellung von Polyamid/Polyamin/Epichlorhydrin-Harzen kann auf
diese Veröffentlichungen
verwiesen werden.
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Am
meisten bevorzugtes Vernetzungsharz mit kationischen Eigenschaften
dieser Klasse ist das Nassfestigkeitsharz Kymene 557H (erhältlich von
Hercules Incorporated), in welchem Adipinsäure mit Diethylentriamin unter
Bildung eines Poly(aminoamids) umgesetzt wird, welches alkyliert
und mit Epichlorhydrin zum PAE-Harz vernetzt wird. Ein weiteres
bevorzugtes, aus Epichlorhydrin hergestelltes Vernetzungsharz mit
kationischen Eigenschaften ist LuresinTM und
Etadurin, welche beide Polyamidoamin-Epichlorhydrin-Harze darstellen.
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Amin-Aldehyd-Harze
sind als Vernetzungsharze bei der vorliegenden Erfindung geeignet
und werden durch Kondensation von Amin- oder Amid-Monomeren mit
Aldehyden, wie Formaldehyd oder Glyoxal, hergestellt. Bevorzugte
Amine sind Amine mit niedrigem Molekulargewicht, z. B. Melamin oder
polymere Amine, z. B. vorzugsweise quaterniertes Polydiallylamin.
Bevorzugte Amide sind polymere Amide wie Polyacrylamid. Alle diese
geeigneten Amin/Amid-Monomeren können
auch mit kationischen Monomeren copolymerisiert werden.
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In
der Klasse der Amin-Aldehyd-Vernetzungsharze sind jene aus der Klasse
der Melamin-Fomaldehyd-Harze bevorzugt. Melamin-Formaldehyd-Harze
dieses Typs sind als Vernetzungsmittel dieses Typs in der Beschichtungsindustrie
bekannt und zum Beispiel auch in den Deutschen Auslegeschriften
24 57 387 (US-A 4,035,213) und 17 19 324 und insbesondere in US-A
3,242,230, beschrieben.
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Bevorzugte
Melamin-Formaldehyd-Harze sind unter den Warenzeichen Madurit und
Cassurit von Clariant erhältlich.
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Weitere
bevorzugte Vernetzungsmittel unter der Klasse der Amin-Aldehyd-Vernetzungsharze
mit der Eigenschaft kationisch zu sein sind die Poly(acrylamidglyoxal)-Harze,
welche von Clariant unter dem Warenzeichen SOLIDURIT KM kommerziell
erhältlich
sind.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auch eine Mischung von Nassfestigkeitsmitteln der
vorstehend erwähnten
Typen oder äquivalenter
Verbindungen verwendet werden. Die Vernetzungsharze mit kationischen
Eigenschaften weisen für
die Zwecke der Erfindung vorzugsweise ein Molekulargewicht zwischen
200 und 1.000.000, vorzugsweise zwischen 500 und 100.000, am meisten
vorzugsweise zwischen 1000 und 25.000 auf. Vernetzungsharze mit
niedrigem Molekulargewicht sind zur Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung am meisten bevorzugt, weil sie leichter wasserlöslich sind
und eine bessere Faserpenetration besitzen. Niedermolekular bedeutet
ein Molekulargewicht im Bereich von 25 bis 2000, vorzugsweise von
50 bis 1000 und weiter vorzugsweise von 50 bis 500.
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Die
vorstehenden Vernetzungskomponenten können in einer Zusammensetzung
zur Abscheidung auf Textilien verwendet werden, wie mithilfe eines
Spülverfahrens.
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Es
ist wünschenswert,
dass der Anteil an Vernetzungskomponenten oder Derivaten davon in
einer Menge von 0,01% bis 60%, vorzugsweise 0,01% bis 30% des Gewichts
der Gesamtzusammensetzung vorliegt.
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Es
ist für
Aldehyd enthaltende Vernetzungsharze von Vorteil, wenn in den Zusammensetzungen
der Erfindung ein Katalysator verwendet wird. Bevorzugte Katalysatoren
schließen
organische Säuren
wie Citronensäure,
Bernsteinsäure
und Weinsäure
ein, ebenso wie übliche
Lewis Säuren,
wie AlCl3 oder MgCl2 oder deren
Salze oder Mischungen hiervon. Ein typisches Beispiel für einen
Katalysator ist der Katalysator NKD, welcher aus einer Mischung
von Salzen und organischer Säure
hergestellt wird und von Hoechst kommerziell erhältlich ist.
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Es
ist bevorzugt, dass der Katalysatorgehalt 10% bis 50%, vorzugsweise
30% bis 40% des Gewichts der Vernetzungskomponenten oder deren Derivate
beträgt.
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Bei
anderen Vernetzungsharzen, wie Kymene, ist die Verwendung eines
Katalysators nicht erforderlich.
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Textilweichmacherverbindung
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Die
Zusammensetzung der Erfindung enthält auch eine textilweichmachende
Verbindung. Typische Zusatzmengen zur Inkorporierung der weichmachenden
Verbindung in die Zusammensetzung betragen 1% bis 80 Gew.-%, vorzugsweise
2% bis 70 Gew.-%, weiter vorzugsweise 5% bis 60 Gew.-% der Zusammensetzung.
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Kationische
Weichmacherkomponenten sind die quaternären Ammoniumverbindungen oder
deren Aminvorstufen, wie hierin nachstehend definiert.
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A) Quaternäre Ammoniumwirkstoffe
als Textilweichmacher
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- (1) Bevorzugte quaternäre Ammoniumwirkstoffe als Textilweichmacher
besitzen die Formel: oder die Formel: worin
Q eine Carbonyleinheit mit den Formeln: ist, worin jede R-Einheit
unabhängig
Wasserstoff, C1-C6-Alkyl,
C1-C6-Hydroxyalkyl
und Mischungen hiervon, vorzugsweise Methyl oder Hydroxyalkyl ist;
jede R1-Einheit unabhängig eine lineares oder verzweigtes C11-C22-Alkyl, lineares
oder verzweigtes C11-C22-Alkenyl
und Mischungen hiervon ist; R2 Wasserstoff, C1-C4-Alklyl, C1-C4-Hydroxyalkyl
und Mischungen hiervon ist; X ein Anion ist, welches mit den Textilweichmacherwirkstoffen
und Zusatzbestandteilen verträglich
ist; der Index m 1 bis 4, vorzugsweise 2 ist; der Index n 1 bis
4, vorzugsweise 2 ist.
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Ein
Beispiel eines bevorzugten Textilweichmacherwirkstoffs ist eine
Mischung aus quaternierten Aminen mit der Formel:
worin R vorzugsweise Methyl
ist; R
1 eine lineare oder verzweigte Alkyl-
oder Alkenylkette ist, welche mindestens 11 Atome, vorzugsweise
mindestens 15 Atome umfasst. Im vorstehenden Textilweichmacherbeispiel
bedeutet die Einheit -O
2CR
1 eine
fette Acyleinheit, welche sich typischerweise von einer Trigylceridquelle
ableitet. Die Triglyceridquelle leitet sich vorzugsweise von Talg,
teilhydriertem Talg, Schweinefett, teilhydriertem Schweinefett,
Pflanzenölen
und/oder teilhydrierten Pflanzenölen,
wie Canolaöl,
Saffloröl,
Erdnussöl,
Sonnenblumenöl,
Maisöl,
Sojabohnenöl,
Reisschalenöl,
etc. und Mischungen dieser Öle
ab.
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Die
bevorzugten Textilweichmacherwirkstoffe der vorliegenden Erfindung
sind die Diester und/oder Diamide quaternärer Ammoniumverbindungen (DEQA)
und zwar die Diester und Diamide mit der Formel:
worin R, R
1,
X und n die gleichen sind, wie hierin vorstehend für die Formeln
(1) und (2) definiert, und Q die Formel besitzt.
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Diese
bevorzugten Textilweichmacherwirkstoffe werden durch Reaktion eines
Amins mit einer fetten Acyleinheit unter Bildung eines Aminzwischenprodukts
mit der Formel:
worin R vorzugsweise Methyl
ist, Q und R
1 wie vorstehend definiert sind,
und anschließender
Quaternierung zum fertigen Weichmacherwirkstoff, gebildet.
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Beispiele
bevorzugter Amine, welche zur Bildung der erfindungsgemäßen DEQA-Textilweichmacherwirkstoffe
verwendet werden, schließen,
ohne Beschränkung
darauf ein: Methyl-bis(2-hydroxyethyl)amin
mit der Formel:
Methyl-bis(2-hydroxypropyl)amin
mit der Formel:
Methyl-(3-aminopropyl)-2-hydroxyethylamin
mit der Formel:
Methyl-bis(2-aminoethyl)-2-hydroxyethylamin
mit der Formel:
Triethanolamin
mit der Formel:
Di(2-aminoethyl)ethanolamin
mit der Formel:
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Das
obige Gegenion X(-) kann irgendein weichmacherverträgliches
Anion sein, vorzugsweise das Anion einer starken Säure wie
zum Beispiel Chlorid, Bromid, Methylsulfat, Ethylsulfat, Sulfat,
Nitrat und dergleichen, weiter vorzugsweise Chlorid oder Methylsulfat.
Das Anion kann, wenn auch weniger bevorzugt, eine doppelte Ladung
tragen, wobei in diesem Fall X(-) eine halbe Gruppe repräsentiert.
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Talg
und Canolaöl
sind bequeme und preiswerte Quellen für fette Acyleinheiten, welche
bei der vorliegenden Erfindung zur Verwendung als R1-Einheiten
geeignet sind. Die Folgenden sind Beispiele quaternärer Ammoniumverbindungen,
welche zur Verwendung in den Zusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung geeignet sind. Der Ausdruck "Talloyl" bezeichnet, wie er hierin nachstehend
verwendet wird, die R1-Einheit, welche sich
von einer Talgtrigylceridquelle ableitet und ist eine Mischung aus
fetten Alkyl- oder Alkenyleinheiten. Die Verwendung des Ausdrucks
Canolyl bezieht sich analog auf eine Mischung von fetten Alkyl-
oder Alkenyleinheiten, welche sich von Canolaöl ableiten.
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In
der nachstehenden Tabelle sind, ohne Beschränkung darauf, Beispiele geeigneter
Textilweichmacher gemäß der vorstehenden
Formel beschrieben. In dieser Aufstellung definiert der Ausdruck "oxy" einer -CO- Einheit,
wohingegen der Ausdruck "oxo" eine -O- Einheit
definiert.
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Tabelle I
Textilweichmacherwirkstoffe
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- N,N-Di(talloyloxy-2-oxo-ethyl)-N-methyl-N-(2-hydroxyethyl)ammoniumchlorid;
- N,N-Di(canolyloxy-2-oxo-ethyl)-N-methyl-N-(2-hydroxyethyl)ammoniumchlorid;
- N,N-Di(talloyloxy-2-oxo-ethyl)-N,N-dimethylammoniumchlorid;
- N,N-Di(canolyloxy-2-oxo-ethyl)-N,N-dimethylammoniumchlorid;
- N,N,N-Tri(talloyloxy-2-oxo-ethyl)-N-methylammoniumchlorid;
- N-N,N,Tri(canolyloxy-2-oxo-ethyl)-N-methylammoniumchlorid;
- N-(Talloyloxy-2-oxo-ethyl)-N-talloyl-N,N-dimethylammoniumchlorid;
- N-(Canolyloxy-2-oxo-ethyl)-N-canolyl-N,N-dimethylammoniumchlorid;
- 1,2-Di(talloyloxyoxo)3-N,N,N-Trimethylammoniopropanchlorid;
und
- 1,2-Di(canolyloxyoxo)3-N,N,N-Trimethylammoniopropanchlorid;
und
- Mischungen der vorstehenden Wirkstoffe.
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Andere
Beispiele quaternärer
Ammoniumweichmacherverbindungen sind Methyl-bis(tallamidoethyl)-2-hydroxyethylammoniummethylsulfat
und Methyl-bis-(hydriertes
tallamidoethyl)-2-hydroxyethylammoniummethylsulfat; Diese Materialien
sind von der Witco Chemical Company unter den Warenzeichen Varisoft® 222
bzw. Varisoft® 110
erhältlich.
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Besonders
bevorzugt ist N,N-Di(talloyloxy-2-oxo-ethyl)-N-methyl-N-(2-hydroxyethyl)ammoniumchlorid,
worin die Talloylketten mindestens teilweise ungesättigt sind.
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Der
Grad an Ungesättigtheit,
welcher in den Ketten der Talg-, Canola- oder fetten Acyleinheiten
vorliegt, kann anhand der Iodzahl (N) der entsprechenden Fettsäure gemessen
werden, welche im vorliegenden Fall vorzugsweise im Be von 5 bis
100 liegen sollte, wobei zwei Kategorien von Verbindungen mit einer
IV unter oder über
25 unterschieden werden.
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Für Verbindungen
mit der Formel:

welche sich von Talgfettsäuren ableiten,
wurde in der Tat gefunden, dass ein cis/trans-Isomerengewichtverhältnis größer als
etwa 30/70, vorzugsweise größer als
etwa 50/50 und weiter vorzugsweise größer als etwa 70/30 für ein optimales
Konzentrationsvermögen
sorgt. Es wurde gefunden, dass bei Verbindungen dieses Typs, welche
aus Talgfettsäuren
mit einer Iodzahl von über
25 hergestellt wurden, das cis/trans-Isomerenverhältnis weniger
kritisch ist, sofern nicht sehr hohe Konzentrationen benötigt werden.
Andere geeignete Beispiele von Textilweichmacherwirkstoffen leiten
sich von fetten Acylgruppen ab, in denen die Ausdrucke "Talloyl" und "Canolyl" in den vorstehenden
Beispielen durch die Ausdrücke "Cocoyl, Palmyl, Lauryl,
Oleyl, Ricinoleyl, Stearyl, Palmityl" ersetzt sind, welche Triglyceridquellen
entsprechen, von denen sich die fetten Acylein-heiten ableiten. Diese
alternativen fetten Acylquellen können entweder vollständig gesättigte oder
vorzugsweise zumindest teilweise ungesättigte Ketten umfassen.
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Wie
hierin vorstehend beschrieben, bestehen die R-Einheiten vorzugsweise
aus Methyl; Geeignete Textilweichmacherwirkstoffe werden jedoch
durch Ersatz des Ausdrucks "Methyl" in den vorstehenden
Beispielen von Tabelle I durch die Einheiten "Ethyl, Ethoxy, Propyl, Propoxy, Isopropyl,
Butyl, Isobutyl und t-Butyl" beschrieben.
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Das
Gegenion X in den Beispielen von Tabelle I kann geeigneter Weise
durch Bromid, Methylsulfat, Formiat, Sulfat, Nitrat und Mischungen
hiervon ersetzt werden. Das Anion liegt in der Tat lediglich als
Gegenion zu den positiv geladenen quaternären Ammoniumverbindungen vor.
Der Umfang dieser Erfindung wird nicht als auf irgendein spezielles
Anion beschränkt
betrachtet.
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Für die vorstehenden
Textilweichmacher auf Esterbasis ist der pH der Zusammensetzungen
hierin ein wichtiger Parameter bei der vorliegenden Erfindung. Er
beeinflusst in der Tat die Stabilität der quaternären Amonium-
oder Aminvorläuferverbindungen,
insbesondere unter verlängerten
Lagerbedingungen.
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Wenn,
wie hierin verwendet, der Diester spezifiziert ist, wird er den
Monoester einschließen,
welcher bei der Herstellung normalerweise vorliegt. Bei der Weichmachung
unter Wäschewaschbedingungen,
bei denen keine/niedrige Detergensübertragung erfolgt, sollte
der prozentuale Anteil an Monoester so gering wie möglich sein,
vorzugsweise nicht mehr als etwa 2,5% betragen. Unter Bedingungen,
bei denen eine hohe Detergensübertragung
erfolgt, ist jedoch etwas Monoester bevorzugt. Die Gesamtverhältnisse
von Diester zu Monoester betragen etwa 100:1 bis etwa 2:1, vorzugsweise
etwa 50:1 bis etwa 5:1, weiter vorzugsweise etwa 13:1 bis etwa 8:1.
Unter den Bedingungen hoher Detergensübertragung beträgt das Di-/Monoester-Verhältnis etwa
11:1. Der vorliegende Gehalt an Monoester kann bei der Herstellung
der Weichmacherverbindung gesteuert werden.
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Es
können
auch Mischungen der Wirkstoffe von Formel (1) und (2) hergestellt
werden.
- 2) Weitere, als Textilweichmacher geeignete,
quaternäre
Ammoniumverbindungen zur Verwendung hierin sind kationische Stickstoffsalze
mit zwei oder mehreren langkettigen acylischen aliphatischen C8-C22-Kohlenwassrstoffgruppen
oder einer solchen Gruppe und einer Arylalkylgruppe, welche entweder
allein oder als Teil eine Mischungen verwendet werden kann, gewählt aus
der Gruppe, bestehend aus:
(i) acyclischen quaternären Ammoniumsalzen
mit der Formel: worin R4 eine
acyclische aliphatische C8-C22-Kohlenwassenstoffgruppe
ist, R5 eine gesättigte C1-C4-Alklyl- oder Hydroxyalkylgruppe ist, R8 gewählt
ist aus der Gruppe, bestehend aus R4- und
R5-Gruppen, und A– ein wie
vorsehend definiertes Anion ist;
(ii) diaminoalkoxylierte quaternäre Ammoniumsalze
mit der Formel: worin n gleich 1 bis etwa
5 ist und R1, R2,
R5 und A– wie
vorstehend definiert sind;
(iii) Mischungen hiervon.
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Beispiele
der vorstehenden Klasse kationischer Stickstoffsalze sind die wohlbekannten
Dialkyldimethylammoniumsalze wie Ditalgdimethylammoniumchlorid,
Ditalgydimethylammoniummethylsulfat, Di(hydrierter talg)dimethylammoniumchlorid,
Distearyldimethylammoniumchlorid, Dibehenyldimethylammoniumchlorid. Di(hydrierter
talg)dimethylammoniumchlorid und Ditalgdimethylammoniumchlorid sind
bevorzugt. Beispiele von im Handel erhältlichen Dialkyldimethylammoniumsalzen
zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sind Di(hydrierter
talg)dimethylammoniumchlorid (Warenzeichen Adogen® 442),
Ditalgdimethylammoniumchlorid (Warenzeichen Adogen® 470,
Praepagen® 3445),
Distearyldimethylammoniumchlorid (Warenzeichen Arosurf® TA-100),
die alle von der Witco Chemical Company erhältlich sind. Dibehenyldimethylammoniumchlorid
wird unter dem Warenzeichen Kemamine Q-2802C von der Humko Chemical
Division der Witco Chemical Corporation vertrieben. Dimethylstearylbenzylammoniumchlorid
wird unter dem Warenzeichen Varisoft SDC von der Witco Chemical
Company und Ammonyx® 490 von der Onyx Chemical
Company vertrieben.
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B. Aminverbindungen als
Textilweichmacherwirkstoffe
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Als
Textilweichmacherverbindungen geeignete Amine zur Verwendung hierin,
welche in Aminform oder in kationischer Form vorliegen können, sind
gewählt
aus:
- (i) Reaktionsprodukten höherer Fettsäuren mit
einem Polyamin, gewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyalkylalkylendiaminen und Dialkylentriaminen
und Mischungen hiervon. Diese Reaktionsprodukte sind in Anbetracht
der multifunktionellen Struktur der Polyamine Gemische aus mehreren
Verbindungen. Die bevorzugte Komponente (i) ist einer Stickstoffverbindung,
gewählt
aus der Gruppe, bestehend aus den Reaktionsproduktgemischen oder
einigen ausgewählten
Komponenten der Mischungen. Eine bevorzugte Komponente (i) ist eine
Verbindung, gewählt
aus der Gruppe, bestehend aus substituierten Imidazolinverbindungen
mit der Formel: worin R7 eine
acyclische aliphatische C15-C21-Kohlenwasserstoffgruppe
und R8 eine 2-wertige C1-C3-Alkylengruppe ist.
Komponente (i)
Materialien sind im Handel erhältlich
als: Mazamide® 6,
vertrieben von Mazer Chemicals oder Ceranine® HC,
vertrieben von Sandoz Colors & Chemicals;
Stearinhydroxyethylimidazol, vertrieben unter dem Warenzeichen Alkazine® ST
von Alkaril Chemicals, Inc., oder Schercozoline® S
von Scher Chemicals, Inc.; N,N''-Ditallylalkoyldiethylentriamin;
1-Tallylamidoethyl-2-tallylimidazolin (worin in der vorstehenden
Struktur R1 eine aliphatische C15-C17-Kohlenwasserstoffgruppe
und R8 eine 2-wertige Ethylengruppe ist).
Beide, N,N''-Ditallylalkoyldiethylentriamin und
1-Tallylamidoethyl-2-tallylimidazolin, sind Umsetzungsprodukte von
Talgfettsäuren
und Diethylentriamin und sind Vorstufen der kationischen Textilweichmachungsmittel
Methyl-1-tallylamidoethyl-2-tallylimidazoliniummethylsulfat (vergleiche "Cationic Surface
Active Agents as Fabric Softeners", R. R. Egan, Jounal of the American
Oil Chemicals Society, Jan. 1978, S. 118-121). N,N''-Ditallylalkoyldiethylentriamin und
1-Tallylamidoethyl-2-tallylimidazolin
sind von der Witco Chemical Company als Versuchschemikalien erhältlich.
Methyl-1-tallylamidoethyl-2-tallylimidazoliniummethylsulfat wird
von der Witco Chemical Company unter dem Warenzeichen Varisoft 475
vertrieben.
- (ii) Weichmacher mit der Formel: worin jedes R2 eine
C1-C6-Alkylengruppe,
vorzugsweise eine Ethylengruppe ist; G ein Sauerstoffatom oder ein
-NR-Gruppe ist; und jedes R, R1, R2 und R5 die vorstehend
angegebenen Definitionen besitzt und A– die vorstehend
angegebenen Definitionen für
X– besitzt.
Ein Beispiel für
eine Verbindung (ii) ist 1-Oleylamidoethyl-2-oleylimidazoliniumchlorid,
worin R1 eine acyclische aliphatische C15-C17-Kohlenwasserstoffgruppe ist,
R2 eine Ethylengruppe, G eine NH-Gruppe,
R5 eine Methylgruppe und A– ein
Chloridanion ist.
- (iii) Weichmacher der Formel: worin R, R1,
R2 und A– wie
vorstehend definiert sind. Ein Beispiel für eine Verbindung (iii) ist
eine Verbindung mit der Formel: worin sich R1 von
der Ölsäure ableitet.
-
Zusätzliche
Textilweichmachungsmittel zur Verwendung hierin sind beschrieben
in: US-A 4,661,269, erteilt am 28. April 1987 auf die Namen Toan
Trinh, Errol H. Wahl, Donald M. Swartley und Ronald L. Hemingway;
US-A 4,439,335, Burns, erteilt am 27 März 1984; und die US-Patentnummern
3,861,870, Edwards und Diehl; 4,308,151, Cambre; 3,886,075, Bernardino;
4,233,164, Davis; 4,401,578, Verbruggen; 3,974,076, Wiersema und
Rieke; 4,237,016, Rudkin, Clint und Young und EP-A 0 472 178 von
Yamamura et al.
-
Der
Ausdruck "Weichmacherwirkstoff" kann natürlich auch
Mischungen von Weichmacherwirkstoffen beinhalten.
-
Zu
den hierin vorher offen gelegten bevorzugten Klassen von Weichmacherverbindungen
gehören
als Textilweichmacherwirkstoffe die quaternären Ammoniumdiester- oder -diamidoverbindungen
(DEQA).
-
Ausformulierte
Textilweichmacherzusammensetzungen können zusätzlich zu den hierin vorstehend beschriebenen
Komponenten einen oder mehrere der folgenden Bestandteile enthalten.
-
Zusatzbestandteile
-
(1) Flüssige Träger
-
Ein
anderer, aber bevorzugter Zusatzbestandteil, ist ein flüssiger Träger. Der
bei den vorliegenden Zusammensetzungen eingesetzte flüssige Träger besteht
wegen seiner geringen Kosten, leichten Verfügbarkeit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit
vorzugsweise zumindest hauptsächlich
aus Wasser. Der Wassergehalt im flüssigen Träger beträgt vorzugsweise mindestens
etwa 50%, am meisten vorzugsweise mindestens etwa 60% des Gewichts
des Trägers.
Mischungen von Wasser und niedermolekularen organischen Lösungsmitteln, z.
B. <etwa 200, z.
B. niedere Alkohole wie Ethanol, Propanol, Isopropanol oder Butanol
sind als Trägerflüssigkeiten
verwendbar. Niedermolekulare Alkohole schließen 1-wertige, 2-wertige (Glykol
etc.), 3-wertige (Glycerin etc.) und höherwertige Alkohole (Polyole)
ein.
-
(2) Dispergierungsshilfen
-
Es
können
relativ konzentrierte Zusammensetzungen, welche sowohl gesättigte als
auch ungesättigte Diester
quaternärer
Ammoniumverbindungen enthalten, hergestellt werden, welche ohne
Zusatz von Konzentrationshilfen stabil sind. Die Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung können
jedoch in Abhängigkeit von
den anderen Bestandteilen organische und/oder anorganische Konzentrierungshilfsmittel
benötigen,
um noch höhere
Konzentrationen zu erzielen und/oder höhere Stabilitätsstandards
zu erfüllen.
Diese Konzentrierungshilfen, welche typischerweise Viskositätsmodifizierungsmittel
sein können,
können
benötigt
oder bevorzugt werden, um die Stabilität unter extremen Bedingungen
sicherzustellen, wenn besondere Weichmacherwirkstoffgehalte verwendet
werden. Die Tensidkonzentrierungshilfen werden typischerweise gewählt aus
der Gruppe, bestehend aus (1) kationischen Tensiden mit einer einzigen
langen Alkylkette; (2) nichtionischen Tensiden; (3) Aminoxiden;
(4) Fettsäuren;
und (5) Mischungen hiervon. Diese Hilfsmittel sind in WO 94/20597,
insbesondere auf Seite 14, Zeile 12 bis Seite 20, Zeile 12, beschrieben.
-
Sofern
Dispergierungshilfen vorliegen, beträgt ihr Anteil 0,1% bis 20%,
vorzugsweise 0,2% bis 10%, weiter vorzugsweise 0,5% bis 5% und sogar
weiter vorzugsweise 1% bis 2% des Gewichts der Zusammensetzung.
Diese Materialien können
entweder als Teil des Weichmacherwirkstoffrohmaterials (I), z. B.
dem kationischen Tensid mit nur einer langen Alkylkette und/oder
der Fettsäure,
welche als Reaktanten für
die Bildung biologisch abbaubarer Textilweichmacherwirkstoffe verwendet
werden, wie hierin vorstehend erörtert,
oder als getrennte Komponente zugesetzt werden. Der Gesamtgehalt
an Dispergierungshilfen schließt
alle Anteile ein, welche als Teil der Komponente (I) vorliegen können.
-
Anorganische
Mittel zur Steuerung der Viskosität/Dispergierbarkeit, welche
auch als Tensidkonzentrationshilfmittel wirken oder deren Wirkung
verstärken
können,
schließen
wasserlösliche
ionisierbare Salze ein, welche wahlweise in die Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung inkorporiert werden können. Es kann eine breite Vielfalt
von ionisierbaren Salzen verwendet werden. Beispiele geeigneter
Salze sind die Halogenide der Gruppe IA- und IIA-Metalle des Periodischen
Systems der Elemente, z. B. Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Natriumchlorid,
Kaliumbromid und Lithiumchlorid. Die ionisierbaren Salze sind während des Verfahrens
des Mischens der Bestandteile zur Herstellung der Zusammensetzungen
hierin und später
zur Einstellung der gewünschten
Viskosität
besonders nützlich.
Die eingesetzte Menge an ionisierbaren Salzen hängt von der Menge der eingesetzten
Wirkstoffbestandteile in den Zusammensetzungen ab und kann nach
den Wünschen
des Formulierers eingestellt werden. Typische Salzgehalte zur Verwendung
bei der Steuerung der Viskosität
der Zusammensetzung betragen etwa 20 bis etwa 20.000 Teile pro Million
(ppm), vorzugsweise etwa 20 bis etwa 11.000 ppm des Gewichts der
Zusammensetzung.
-
Alkylenpolyammoniumsalze
können
in die Zusammensetzung zusätzlich
oder an Stelle der vorstehenden wasserlöslichen ionisierbaren Salze
zur Steuerung der Viskosität
eingebaut werden. Diese Mittel können zusätzlich als
Fänger
wirken, indem sie mit dem aus dem Hauptwaschgang in den Spülvorgang übertragenen anionischen
Detergens sowie auf den Textilien Ionenpaare ausbilden und so den
Weichheitsgrad verbessern können.
Diese Mittel können
die Viskosität über einen
breiteren Temperaturbereich stabilisieren, verglichen mit den anorganischen
Elektrolyten. Spezielle Beispiele von Alkylenpolyammoniumsalzen
schließen
1-Lysinmonohydrochlorid und 1,5-Dieammonium-2-methylpentanhydrochlorid
ein.
-
(3) Stabilisatoren
-
In
den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können Stabilisatoren
vorliegen. Der Ausdruck "Stabilisator" schließt, wie
hierin verwendet, Antioxidantien und Reduktionsmittel ein. Die Anteile
diese Mittel betragen für
die Antioxidantien 0% bis etwa 2%, vorzugsweise etwa 0,01% bis etwa
0,2%, weiter vorzugsweise etwa 0,035% bis etwa 0,1% und für die Reduktionsmittel
weiter vorzugsweise etwa 0,01% bis etwa 0,2%. Diese gewährleisten
bei Zusammensetzungen und Verbindungen, welche in geschmolzener
Form gelagert werden, eine gute Geruchsbeständigkeit unter Langzeitlagerbedingungen.
Die Verwen dung von Antioxidantien und Reduktionsmitteln als Stabilisatoren
ist bei Produkten mit geringem Duft (niedrigem Parfümgehalt)
besonders kritisch.
-
Beispiele
von Antioxidantien, welche den Zusammensetzungen dieser Erfindung
zugesetzt werden können,
schließen
eine Mischung von Ascorbinsäure,
Ascorbinpalmitat, Propylgallat ein, erhältlich von Eastman Chemical
Products, Inc. unter dem Warenzeichen Tenox® PG
und Tenox S-1; eine Mischung aus BHT (butyliertes Hydroxytoluol),
BHA (butyliertes Hydroxyanisol), Propylgallat und Citronensäure, erhältlich von Eastman
Chemical Products, Inc. unter dem Warenzeichen Tenox-6; butyliertes
Hydroxytoluol, erhältlich
von der UOP Process Division unter dem Warenzeichen Sustane® BHT;
tert.-Butylhydrochinon, Eastman Chemical Products, Inc. als Tenox
TBHQ; natürliche
Tocopherole, Eastman Chemical Products, Inc. als Tenox GT-1/GT-2;
und butyliertes Hydroxyanisol, Eastman Chemical Products, Inc. als
BHA; langkettige (C8-C22)
Ester der Gallussäure,
z. B. Dodecylgallat; Irganox® 1010; Irganox® 1035;
Irganox® B
1171; Irganox® 1425;
Irganox® 3114;
Irganox® 3125
und Mischungen hiervon; vorzugsweise Irganox® 3125,
Irganox® 1425,
Irganox® 3114 und
Mischungen hiervon; weiter vorzugsweise Irganox® 3125
allein. Die chemischen Bezeichnungen und CAS-Nummern für einige
der vorstehenden Stabilisatoren sind in der nachsehenden Tabelle
II aufgeführt.
-
-
Beispiele
von Reduktionsmitteln schließen
Natriumborhydrid, hypophosphorige Säure, Irgafos® 168 und
Mischungen hiervon ein.
-
(4) Antimikrobielle Wirkstoffe
-
Die
Zusammensetzung kann geeigneter Weise einen gegebenenfalls solubilisierten,
wasserlöslichen antimikrobiellen
Wirkstoff verwenden, welcher dazu dient, für Schutz gegen Organismen zu
sorgen, welche an das behandelte Material gelangen. Der freie, nicht
komplexierte, antimikrobielle, z. B. antibakterielle Wirkstoff, bietet
eine optimale antibakterielle Wirkung.
-
Die
Hygienisierung von Textilien kann mithilfe von Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung erreicht werden, welche antimikrobielle
Materialien, z. B. antibakterielle halogenierte Verbindungen, quaternäre Verbindungen
und phenolische Verbindungen enthalten.
-
Biguanidine:
-
Einige
der widerstandsfähigeren
antimikrobiellen halogenierten Verbindungen, welche sowohl als Desinfektionsmittel/Hygienisierungsmittel
als auch als Konservierungsmittel für das Endprodukt (siehe unten) wirken
können
und die in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendbar
sind, schließen 1,1-Hexamethylen-bis(5-(p-chlorphenyl)biguanidin
ein, üblicherweise
als Chlorhexidin bekannt, und seine Salze, z. B. mit Salz-, Essig-
und Gluconsäure.
Das Digluconatsalz ist gut wasserlöslich, zu etwa 70% in Wasser, und
das Diacetatsalz besitzt eine Löslichkeit
von etwa 1,8% in Wasser. Wird bei der vorliegenden Erfindung Chlorhexidin
als Hygienisierungsmittel verwendet, liegt es typischerweise in
einem Anteil von etwa 0,001% bis etwa 0,4%, vorzugsweise von etwa
0,002% bis etwa 0,3% und weiter vorzugsweise von etwa 0,01% bis
etwa 0,1% des Gewichts der gebrauchsfertigen Zusammensetzung vor.
In manchen Fällen
kann für
eine virentötende
Wirkung ein Anteil von etwa 1% bis etwa 2% benötigt werden.
-
Andere
verwendbare Biguanidinverbindungen schließen Cosmoci® CQ,
Vantocil® IB,
einschließend Polyhexamethylenbiguanidinhydrochlorid
ein. Andere verwendbare kationische Mittel schließen die
Bisguanidinalkane ein. Verwendbare wasserlösliche Salze der Vorstehenden
sind Chloride, Bromide, Sulfate, Alkylsulfonate wie Methylsulfonat
und Ethylsulfonat, Phenylsulfonate wie p-Methylphenylsulfonat, Nitrate,
Acetate, Gluconate und dergleichen.
-
Wie
hierin vorstehend ausgeführt,
ist das Bisguanidin der Wahl Chlorhexidin und seine Salze, z. B. Digluconat,
Dihydrochlorid, Diacetat und Mischungen hiervon.
-
Quaternäre Verbindungen:
-
In
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, welche kein Cyclodextrin
enthalten, kann in Verbindung mit den bevorzugten Tensiden eine
breite Reihe quaternärer
Verbindungen verwendet werden. Beispiele verwendbarer quaternärer Verbindungen
schließen
ohne Beschränkung
darauf ein: (1) Benzalkoniumchloride und/oder substituierte Benzalkoniumchloride
wie das kommerziell erhältliche
Barquat® (erhältlich von der
Lonza), Maquat® (erhältlich von
Mason), Variquat® (erhältlich von Witco/Sherex) und
Hyamine® (erhältlich von
der Lonza); (2) quaternäre
Dialkyle wie die Bardac-Produkte
der Lonza; (3) N-(3-Chlorallyl)hexaminiumchloride wie Dowicide® und
Dowicil®,
erhältlich
von Dow; (4) Benzethoniumchlorid wie Hyamine® 1622
von Rohm & Haas;
(5) Methylbenzethoniumchlorid, repräsentiert durch Hyamine® 10X,
geliefert von Rohm 8s Haas; (6) Cetylpyridiniumchlorid wie Cepacolchlorid,
erhältlich
von Merrel Labs. Typische Konzentrationen für die keimtötende Wirksamkeit dieser quaternären Verbindungen
reicht von etwa 0,002% bis etwa 0,8%, vorzugsweise von etwa 0,005%
bis etwa 0,3%, weiter vorzugsweise von etwa 0,01% bis 0,2% des Gewichts
der gebrauchsfertigen Zusammensetzung. Die entsprechenden Konzentrationen
für die
konzentrierten Zusammensetzungen betragen etwa 0,003% bis etwa 2%,
vorzugsweise etwa 0,006% bis etwa 1,2% und weiter vorzugsweise etwa
0,1% bis etwa 0,8% des Gewichts der konzentrierten Zusammensetzungen.
-
Es
können
hierin auch andere, auf dem Fachgebiet übliche, Konservierungsmittel
verwendet werden, wie in US-A 5,593,670 beschrieben.
-
(5) Duftstoffe
-
Die
vorliegende Erfindung kann einen Duftstoff enthalten. Geeignete
Duftstoffe sind in US-A 5,500,138 offen gelegt.
-
Duftstoff
schließt,
wie hierin verwendet, Riechstoffsubstanzen oder Mischungen von Substanzen
ein, einschließend
natürliche
(d. h. durch Extraktion von Blumen, Kräutern, Blättern, Wurzeln„ Rinden,
Holz, Blüten oder
Pflanzen), künstliche
(d. h. Mischungen unterschiedlicher natürlicher Öle oder Ölbestandteile) und synthetische
(d. h. synthetisch hergestellte) Riechstoffe ein. Solche Materi alien
werden oft von Hilfsmaterialien wie Fixativen, Streckmittel, Stabilisatoren
und Lösungsmittel
begleitet. Diese Hilfsmaterialien sind in die Bedeutung von "Duftstoff', wie hierin verwendet,
ebenfalls eingeschlossen. Typische Duftstoffe sind komplexe Gemische aus
einer Vielzahl von organischen Verbindungen.
-
Beispiele
von Duftstoffbestandteilen zur Verwendung in den Duftstoffen der
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung schließen, ohne
Beschränkung
darauf ein: Hexylzimtaldehyd; Amylzimtaldehyd; Amylsalicylat; Hexylsalicylat;
Terpineol; 3,7-Dimethyl-cis-2,6-octadien-1-ol; 2,6-Dimethyl-2-octanol;
2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol;
3,7-Dimethyloctanol; 3,7-Dimethyl-trans-2,6-octadien-1-ol; 3,7-Dimethyl-6-octen-1-ol; 3,7-Dimethyl-1-octanol;
2-Methyl-3-(p-tert-Butyl-phenyl)-propionaldehyd;
4-(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-cyclohexen-1-carboxaldehyd; Tricyclodecenylpropionat;
Tricyclodecenylacetat; Anisaldehyd; 2-Methyl-2-(p-isopropylphenyl)-propionaldehyd;
Ethyl-3-methyl.3.phenylglycidat; 4-(p-Hydroxyphenyl)butan-2-on; 1-(2,6,6-Trimethyl-2-cyclohexen-1-yl)-2-buten-1-on;
p-Methoxyacetophenon; p-Methoxy-α-phenylpropen;
Methyl-2-n-hexyl-3-ococyclopentancarboxylat; γ-Undecalacton.
-
Weitere
Beispiele von Riechstoffmaterialien schließen ohne Beschränkung darauf
ein: Orangenöl;
Citronenöl;
Grapefruitöl,
Bergamotteöl,
Nelkenöl, γ-Dodecalacton;
Methyl-2-(2-benzyl-3-oxo-cyclopentyl-acetat; β-Naphtholmethylether; Methyl-ß-naphthylketon; Cumarin;
Decylaldehyd; Benzaldehyd; 4-tert-Butylcyclohexylacetat; α,α-Dimethylphenethylacetat;
Methylphenylcarbinylacetat; Schiff'sche Base von 4-(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-cyclohexen-1-carboxaldehyd
und Methylanthranilat; cyclischer Ethylenglykoldiester der Tridecandionsäure; 3,7-Dimethyl-2,6-octadien-1-nitril; γ-Methylionon; α-Ionon; β-Ionon; Petitgrain;
Methylcedrylon; 7-Acetyl-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-1,1,6,7,-tetramethylnaphthalin;
Methylionon; Methyl-1,6,10-Trimethyl-2.5.9-cyclododecatrien-1-yl-keton;
7-Acetyl-1,1,3,4,4,6-hexamethyltetralin;
4-Acetyl-6-tert-butyl-1,1-dimethylindan; Benzophenon; 6-Acetyl-1,1,2,3,3,5-Hexamethylindan;
5-Acetyl-3-isoporpyl-1,1,2,6-tetramethylindan;
1-Dodecanal; 7-Hydroxy-3,7-dimethyloctanal; 10-Undecen-1-al; Isohexenylcyclohexylcarboxaldehyd;
Formyltricyclodecan; Cyclopentadecanolid; 16-Hydroxy-9-hexadecensäurelacton;
1,3,4,6,7,8-Hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta-γ-2-benzopyran;
Ambroxan; Dodecahydro-3a,6,6,9a-tetramethylnaphtho-[2,1b]furan;
Cedrol; 5-(2,2,3-Trimethylcyclopenten-3-enyl)-3-methylpentan-2-ol; 2-Ethyl-4-(2,2,3-trimethyl-3-cxyclopenten-1-yl)-2-buten-1-ol;
Caryophyllinalkohol; Cedrylacetat; p-tert-Butylcyclohexylacetat;
Patschuli; Weihrauchharz; Labdanum; Vetiver; Kopaivabalsam; Fichtenholzbalsam;
und Kon densationsprodukte von Hydroxycitronellal und Methylanthranilat;
Hydroxycitronellal und Indol; Phenylacetaldehyd und Indol; 4-(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-cyclohexenlcarboxaldehyd
und Methylanthranilat.
-
Weitere
Beispiele von Duftstoffbestandteilen sind Geraniol; Geranylacetat;
Lina-lool; Linalylacetat;
Tetrahydrolinalool; Citronellol; Citronellylacetat; Dihydromyrcenol;
Dihydromyrcenylacetat; Tetrahydromyrcenol; Terpinylacetat; Nopol;
Nopylacetat; 2-Phenylethanol; 2-Phenylethylacetat; Benzylalkohol;
Benzylacetat; Benzylsalicylat; Benzylbenzoat; Styrallylacetat; Dimethylbenzylcarbinol;
Trichlormethylphenylcarbinylacetat; Methylphenylcarbinylacetat;
Isononylacetat; Vetiverylacetat; Vetiverol; 2-Methyl-3-(p-tert-butylphenyl)-propanal; 2-Methyl-3-(p-isopropylphenyl)-propanal;
3-(p-tert-Butlylphenyl)-propanal; 4-(4-Methyl-3-pentenyl)-3-cyclohexencarbvaldehyd;
4-Acetoxy-3-pentyltetrahydropyran; Methyldihydrojasmonat; 2-n-Heptylcyclopentanon; 3-Methyl-2-pentyl-cyclopentanon;
n-Decanal; n-Dodecanal; 9-Decenol-1; Phenoxyethylisobutyrat; Phenylacetaldehyddimethylacetal;
Phenylacetaldehyddiethylacetal; Geranonitril; Citronellonitril;
Cedrylacetat; 3-Isocmphylcyclohexanol; Cedrylmethylether; Isolongifolanon;
Aubepinnitril; Aubepin; Heliotropin; Eugenol; Vanillin; Diphenyloxid;
Hydroxyatronellalionone; Methylionone; Isomethylionone; Irone; cis-3-Hexenol
und Ester davon; Moschusindan-Riechstoffe, Moschustetralin-Riechstoffe;
Moschusisochroman-Riechstoffe; macrocyclische Ketone; Moschusmacrolacton-Riechstoffe; Ethylenbrassylat.
-
Die
Duftstoffe zur Verwendung in den Zusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung sind im Wesentlichen frei von halogenierten Materialien
und Nitromoschus.
-
Geeignete
Lösungsmittel,
Verdünner
oder Träger
für die
vorerwähnten
Duftstoffbestandteile sind zum Beispiel Ethanol, Isopropanol, Diethylenglykol,
Monoethylether, Dipropylenglykol, Diethylphthalat, Triethylcitrat etc.
Der in die Duftstoffe inkorporierte Anteil an solchen Lösungsmitteln,
Verdünnern
oder Trägern
wird vorzugsweise auf das zur Erzielung einer homogenen Duftstofflösung benötigte Minimum
beschränkt.
-
Duftstoffe
können
in Anteilen von 0% bis 10%, vorzugsweise von 0,1% bis 5% und weiter
vorzugsweise von 0,2% bis 3% des Gewichts der fertigen Zusammensetzung
vorliegen. Die Textilweichmacherzusammensetzungen der vorliegenden
Erfindungen sorgen für
eine verbesserte Duftstoffabscheidung auf Textilien.
-
Duftstoffbestandteile
können
geeigneter Weise auch als freisetzbare Riechstoffe, zum Beispiel
als Duftstoffvorstufen oder Riechstoffvorstufen zugesetzt werden,
wie in US-A 5,652,205, Hartman et al., erteilt am 29. Juli 1997;
WO 95/04809, WP 96/02625, PCT US 97/14610, angemeldet am 19. Aug.
1997 und Priorität vom
19. Aug. 1996 beanspruchend, sowie EP-A 0 752 465 beschrieben.
-
(6) Schmutzabweisungsmittel
-
Es
ist erwünscht,
in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung Schmutzabweisungsmittel zu
verwenden. In den Zusammensetzungen dieser Erfindung können wahlweise
beliebige, dem Fachmann bekannte, polymere Schmutzabweisungsmittel
eingesetzt werden. Polymere Schmutzabweisungsmittel sind dadurch
gekennzeichnet, dass sie sowohl hydrophile Segmente besitzen, um
die Oberfläche
hydrophober Fasern, wie Polyester und Nylon, zu hydrophilisieren,
als auch hydrophobe Segmente, um sich auf hydrophoben Fasern abzuscheiden
und daran während
der gesamten Wasch- und Spülzyklen
haften zu bleiben und dadurch als Anker für die hydrophilen Segmente
zu dienen. Dies kann Flecken dazu befähigen, dass sie sich anschließend an
die Behandlung mit dem Schmutzabweisungsmittel bei späteren Waschvorgängen leichter
reinigen lassen.
-
Schmutzabweisungsmittel
umfassen, sofern verwendet, im Algemeinen etwa 0,01% bis etwa 10%
des Gewichts der Detergenszusammensetzung hierin, typischerweise
etwa 0,1% bis etwa 5%, vorzugsweise etwa 0,2% bis etwa 3%.
-
Die
folgenden Quellen beschreiben Schmutzabweisungspolymere, welche
zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind: US-A
3,959,230, Hays, erteilt am 25. Mai 1976; US-A 3,893,929, Basadur,
erteilt am B. Juli 1975; US-A 4,000,093, Nicol et al., erteilt am
28. Dez. 1976; US-A 4,702,857, Gosselink; erteilt 27. Okt. 1987;
US-A 4,968,451, Scheibel et al., erteilt am 6. Nov.; US-A 4,702,857,
Gosselink, erteilt am 27. Okt. 1987; US-A 4,711,730, Gosselink et
al., erteilt am B. Dez. 1987; US-A 4,721,580, Gosselink, erteilt
am 26. Jan. 1988; US-A 4,877,896, Maldonado et al., erteilt am 31.
Okt. 1989; US-A 4,956,447, Gosselink et al., erteilt am 11. Sept.
1990; US-A 5,415,807, Gosselink et al., erteilt am 16. Mai 1995;
EP-A 0 219 048, veröffentlicht
am 22. April 1987 von Kud et al.
-
Weitere
geeignete Schmutzabweisungsmittel sind beschrieben in US-A 4,201,824,
Violland et al.; US-A 4,240,918, Lagasse et al; US-A 4,525,524,
Tung et al.; US-A 4,579,681, Ruppert et al.: US-A 4,240,918; US-A
4,787,989; US-A 4,525,524; EP-A 0 279 134 A, 1988 an Rhone-Poulenc
Chemie; EP-A 0 457 205 A an BASF (1991); und
DE 23 35 044 an Unilever N. V., 1974.
-
Im
Handel erhältliche
Schmutzabweisungsmittel schließen
METOLOSE SM 100, METOLOSE SM200, hergestellt von Shin-etsu Kagaku
Kogyo K.K; Materialien vom SOKALAN-Typ, z. B. SOKALAN HP-22; erhältlich von
der BASF (Deutschland); ZELCON 5126 (von Dupont) und MILEASE T (von
der ICI) ein.
-
(7) pH-Wert
-
Eine
Zusatzanforderung an die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist,
dass der pH größer als 3
ist, vorzugsweise zwischen 3 und 12 beträgt. Dieser Bereich ist wegen
der Schonung der Gewebe bevorzugt. Wird ein Schmiermittel vom Typ
der quaternären
Ammoniumdiester verwendet, ist der übliche pH-Bereich von 2,0 bis 5, vorzugsweise
der Bereich von 2,5 bis 4,5, vorzugsweise von etwa 2,5 bis etwa
3,5 am meisten bevorzugt, gemessen an der unverdünnten Zusammensetzung bei 20°C. Der pH
dieser Zusammensetzungen hierin kann durch Zugabe einer Brönsted'schen Säure geregelt
werden.
-
(8) Andere Zusatzbestandteile
-
Die
vorliegende Erfindung kann Zusatzbestandteile einschließen, wie
sie üblicherweise
in Zusammensetzungen zur Textilbehandlung verwendet werden, wie
zum Beispiel Färbemittel,
Konservierungsmittel, Bakterizide, optische Aufheller, Opakisierungsmittel,
Antischrumpfmittel, Germizide, Fungizide, Antioxidantien, Farbstofffixierungsmittel,
Enzyme, Komplexbildner, Cyclodextrin, Metallsalze zur Absorption
von Amin und Schwefel enthaltenden Verbindungen, gewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Kupfersalzen, Zinksalzen und Mischungen
hiervon, Farbschutzmittel wie Polyethylenimin und seine alkoxylierten
Derivate und dergleichen. Die Zusammensetzungen sind vorzugsweise
frei von irgendwelchen Materialien, welche Textilien verschmutzen
oder darauf Flecken bilden würden,
und sind im Wesentlichen auch frei von Stärke. Typischerweise sollte weniger
als etwa 0,5% des Gewichts der Zusammensetzung, vorzugsweise weniger
als etwa 0,3%, weiter vorzugsweise weniger als etwa 0,1% des Gewichts
der Zusammensetzung Stärke
und/oder modifizierte Stärke vorliegen.
-
Form der Zusammensetzung
und Verbindungen
-
Die
Zusammensetzung oder deren Einzelbestandteile können in jeder geeigneten Form,
wie als Spray, Schaum, Gel oder in irgendeiner anderen geeigneten
Form von flüssigen
wässrigen
Zusammensetzungen bereitgestellt werden.
-
Verwendungsmethode
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Es
ist ein Verfahren zur Behandlung von Textilien vorgesehen, insbesondere
um Textilien Dauerpressfestigkeit zu verleihen, d. h. den Textilien
Knitterfestigkeit zu verleihen, welches das Inkontaktbringen der
Textilien mit einer, wie hierin vorangehend definierten Vernetzerverbindung
oder -zusammensetzung und das anschließende Vernetzen der Zusammensetzung
unter Verwendung eines Haushaltsverfahrens umfasst.
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Unter "Inkontaktbringen" sind alle Schritte
zu verstehen, welche geeignet sind, einen Kontakt der Zusammensetzung
mit dem Gewebe herbeizuführen.
Dies kann sowohl das Einweichen, Waschen, Spülen und/oder Besprühen als
auch die Verwendung eines Trocknerblatts, auf dem die Zusammensetzung
adsorbiert ist, einschließen.
Das Inkontaktbringen erfolgt vorzugsweise bei einem Schritt des
Wäschewaschverfahrens, vorzugsweise
beim Spülschritt
eines Wäschewaschverfahrens,
welches weiter vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich unterhalb
von 30°C,
vorzugsweise zwischen 5 und 25°C
erfolgt.
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Das
Härten
des Gewebes kann im Haushalt durch die Warme erfolgen, welche zum
Trocknen der Textilien verwendet wird, z. B. durch einen Taumeltrockner.
Das Bügeln
ist zum Härten
des Gewebes ebenfalls besonders vorteilhaft. Ohne an eine Theorie
gebunden zu sein, wird angenommen, dass die kürzere Zeit oder die niedrigeren
Temperaturen, welche für
die Härtung
der Vernetzerkomponenten im Haushalt verwendet werden, die Textilien
knitterfest gemacht werden, ohne ihre Griff oder Drapierungseigenschaften
zu verändern.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, dass bei Verwendung
von Epichlorhydrinaddukten von Poylaminharzen, Polyethyleniminharzen,
kanonischen Stärken
oder Polydiallyldimethylammoniumchlorid, wie insbesondere bei Kymene-Verbindungen,
die Härtung
im Haushalt bei Raumtemperatur, d. h. bei 15 bis 30°C, erfolgen
kann.
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Ein
weiterer Vorteil der vorstehend erwähnten Epichlorhydrinaddukte
ist ihre Verwendbarkeit bei der industriellen Behandlung. Es wird
folglich auch ein Verfahren zur Behandlung von Textilien bereitgestellt,
welches die Schritte des Kontaktierens der Textilien mit einem Epichlorhydrinaddukt
von Polyaminharzen, Polyethylenharzen, kationischer Stärke oder
Polydiallyldimethylammoniumchlorid oder Mischungen hiervon und das anschließende Härten der
Textilien umfasst. Bei diesem bevorzugten Verfahren besteht das
Härten
in herkömmlich
bekannten industriellen Verfahren, wie Foulardieren.
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Die
Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auch als Bügelhilfe
verwendet werden. Eine wirksame Menge der Zusammensetzung kann auf
das Gewebe gesprüht
werden, wobei das Gewebe nicht bis zur Sättigung besprüht werden
sollte. Das Gewebe kann bei normaler Temperatur gebügelt werden,
bei der es gebügelt
werden sollte. Eine weiter bevorzugte Weise zur Behandlung der Textilien
besteht darin, dass man das Gewebe mit einer wirksamen Menge der
Zusammensetzung besprüht,
es trocknen lässt
und darin bügelt, oder
es besprüht
und unverzüglich
bügelt.
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Die
Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele, ohne Beschränkung darauf,
veranschaulicht, in denen alle Prozente auf das Gewichts bezogen
sind, sofern nichts anderes angegeben.
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In
den Beispielen besitzen die abgekürzten Kennzeichnungen der Komponenten
die folgenden Bedeutungen:
- Harz #1
- Polyamid/Polyamin/Epichlorhydrin-Harz,
kommerziell unter dem Warenzeichen KYMENE 557 von Hercules Inc.
erhältlich.
- Harz #2
- Polyamid/Polyamin/Epichlorhydrin-Harz,
kommerziell unter dem Warenzeichen KYMENE 557 von Hercules Inc.
erhältlich.
- Harz #3
- Malamin-Formaldehyd-Harz,
kommerziell unter dem Warenzeichen CASSURIT HML von Clariant erhältlich.
- Harz #4
- Poly(acrylamid-glyoxal)-Harz,
kommerziell unter dem Warenzeichen SOLIDURIT KM von Clariant erhältlich.
- Harz #5
- Melamin-Formaldehyd-Harz,
kommerziell unter dem Warenzeichen MADURIT MW 167 von Clariant erhältlich.
- Katalysator
- Katalysator NKD, hergestellt
aus einer Mischung von Salzen und organischer Säure, kommerziell erhältlich von
Hoechst.
- DEQA
- Di-(tallyl-oxy-ethyl)-dimethylammoniumchlorid
- DOEQA
- Di-(oleylethyl)-dimethylammoniummethylsulfat
- DTDMAC
- Ditallyldimethylammoniumchlorid
- Fettsäure
- Talgfettsäure IV=18
- Elektrolyt
- Calciumchlorid
- PEG
- Polyethylenglykol
4000
- PEI 1800 E1
- Ethoxyliertes Polyethylenimin
(MG 1800 bei 50% Wirkstoff, synthetisiert wie in Synthesebeispiel
1
- PEI 1200 E7
- Ethoxyliertes Polyethylenimin
(MG 1200 bei 50% Wirkstoff, synthetisiert wie in Synthesebeispiel
2
- Dye Fix 1
- Cellulose-reaktives
Farbfixierungsmittel, erhältlich
unter dem Warenzeichen Indosol CR von Clariant
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Synthesebeispiel 1 Herstellung
von PEI 1800 E1
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Stufe
A): Die Ethoxylierung erfolgt in einen gerührten 7,57 Liter (2 Gallonen)
Edelstahlautoklav, welcher zur Temperaturmessung und -steuerung,
Druckmessung, für
Vakuum und Inertgasspülung,
zur Probenahme und zur Einspeisung von Ethylenoxid als Flüssigkeit
ausgerüstet
ist. Ein 9,07 kg (~20 lb.) netto fassender Zylinder mit Ethylenoxid
(ARC) wird aufgestellt, um Ethylenoxid als Flüssigkeit mithilfe einer Pumpe
in den Autoklav einzuspeisen, wobei der Zylinder so auf einer Messvorrichtung
platziert wurde, dass die Gewichtsänderung des Zylinders überwacht
werden konnte.
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Der
Autoklav wird mit einer 750 g Menge Polyethylenimin (PEI) (Nippon
Shokubai, Epomin SP-018, mit einem angegebenen mittleren Molekulargewicht
von 1800, entsprechend 0,417 Mol Polymer und 17,4 Molen Stickstofffunktionen)
beschickt. Der Autoklav wird dann abgedichtet und (unter Anwendung
von Vakuum bis minus 711,2 mm (28'')
Hg, gefolgt von Druckbeaufschlagung mit Stickstoff auf 172 N/cm2 (250 psia) und anschließendem Entlüften auf Atmosphärendruck)
von Luft befreit. Der Inhalt des Autoklav wird unter Anlegen von
Vakuum auf 130°C
erhitzt. Nach etwa 1 Stunde wird der Autoklav mit Stickstoff auf
etwa 172 N/cm2 (250 psia) beaufschlagt,
während
der Autoklav auf etwa 105°C
abgekühlt
wird. Anschließend
wird dem Autoklav im Lauf der Zeit portionsweise Ethylenoxid unter
genauer Überwachung
des Autoklavendrucks, der Temperatur und der Ethylenoxidfließrate zugegeben.
Die Ethylenoxidpumpe wird abgeschaltet und der Reaktor gekühlt, um
eine eventuelle Temperaturerhöhung,
welche von irgendeiner exothermen Reaktion herrühren könnte, zu begrenzen. Die Temperatur
wird zwischen 100 und 110°C
gehalten, während
man den Gesamtdruck im Verlauf der Reaktion allmählich ansteigen lässt. Nachdem
der Autoklav mit insgesamt 750 g Ethylenoxid beschickt worden ist
(in etwa 1 Mol Ethylenoxid pro PEI-Stickstofffunktion äquivalent),
wird die Temperatur auf 110°C
erhöht
und der Autoklav eine weitere Stunde rühren lassen. An diesem Punkt
wird Vakuum angelegt, um irgendwelche nicht umgesetzten Ethylenoxidreste
zu entfernen.
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Stufe
B): Die Reaktionsmischung wird dann desodoriert, indem man durch
eine Gasverteilungsfritte und durch die Reaktionsmischung unter
Rühren
und Erhitzen der Mischung auf 130°C
etwa 2,83 m3 (100 cu. ft.) Inertgas (Argon
oder Stickstoff strömen
lässt.
Das Reaktionsendprodukt wird leicht gekühlt und in mit Stickstoff gespülten Glasbehältern gesammelt.
Bei anderen Herstellungsverfahren erfolgt die Neutralisation und Desodorierung
vor dem Austragen im Reaktor.
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Synthesebeispiel 2 - Herstellung
von PEI 1200 E1
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Stufe
A): Die Ethoxylierung erfolgt in einen gerührten 7,57 Liter (2 Gallonen)
Edelstahlautoklav, welcher zur Temperaturmessung und -steuerung,
Druckmessung, für
Vakuum und Inertgasspülung,
zur Probenahme und zur Einspeisung von Ethylenoxid als Flüssigkeit
ausgerüstet
ist. Ein ~9,07 kg (~20 lb.) netto fassender Zylnder mit Ethlyenoxid
(ARC) wird aufgestellt, um Ethylenoxid als Flüssigkeit mithilfe einer Pumpe
in den Autoklav einzuspeisen, wobei der Zylinder so auf einer Messvorrichtung
platziert wurde, dass die Gewichtsänderung des Zylinders überwacht
werden konnte.
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Der
Autoklav wird mit einer 750 g Menge Polyethylenimin (PEI) (mit einem
angegebenen mittleren Molekulargewicht von 1200, entsprechend 0,625
Mol Polymer und 17,4 Molen Stickstofffunktionen) beschickt. Der Autoklav
wird dann abgedichtet und (unter Anwendung von Vakuum bis minus
711,2 mm (28'') Hg, gefolgt von Druckbeaufschlagung
mit Stickstoff auf 172 N/cm2 (250 psia)
und anschließendem
Entlüften
auf Atmosphärendruck)
von Luft befreit. Der Inhalt des Autoklav wird unter Anlegen von
Vakuum auf 130°C
erhitzt. Nach etwa 1 Stunde wird der Autoklav mit Stickstoff auf
etwa 172 N/cm2 (250 psia) beaufschlagt,
während
der Autoklav auf etwa 105°C
abgekühlt
wird. Anschließend
wird dem Autoklav im Lauf der Zeit portionsweise Ethylenoxid unter
genauer Überwachung
des Autoklavendrucks, der Temperatur und der Ethylenoxidfließrate zugegeben. Die
Ethylenoxidpumpe wird abgeschaltet und gekühlt, um eine eventuelle Temperaturerhöhung, welche
von irgendeiner exothermen Reaktion herrühren könnte, zu begrenzen. Die Temperatur
wird zwischen 100 und 110°C
gehalten, während
man den Gesamtdruck im Verlauf der Reaktion allmählich ansteigen lässt. Nachdem der
Autoklav mit insgesamt 750 g Ethylenoxid beschicht worden ist (in
etwa 1 Mol Ethylenoxid pro PEI-Stickstofffunktion äquivalent),
wird die Temperatur auf 110°C
erhöht
und der Autoklav eine weitere Stunde rühren lassen. An diesem Punkt
wird Vakuum angelegt, um irgendwelche nicht umgesetzten Ethylenoxidreste
zu entfernen.
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Stufe
B): Die Reaktionsmischung wird dann desodoriert, indem man durch
eine Gasverteilungsfritte und durch die Reaktionsmischung unter
Rühren
und Erhitzen der Mischung auf 130°C
etwa 2,83 m3 (100 cu. ft.) Inertgas (Argon oder Stickstoff strömen lässt. Das
Reaktionsendprodukt wird leicht gekühlt und in mit Stickstoff gespülten Glasbehältern gesammelt.
Bei anderen Herstellungsverfahren erfolgt die Neutralisation und Desodorierung
vor dem Austragen im Reaktor.
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Wird
ein PEI 1200 E7 gewünscht,
wird der folgende Schritt der Katalysatorzugabe zwischen Stufe A und
B eingeschlossen.
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An
den Autoklav wird kontinuierlich Vakuum angelegt, während er
auf etwa 50°C
abgekühlt
und 376 g einer 25% methanolischen Natriummethylatlösung (1,74
Mole für
eine 10% Katalysatorbeladung, bezogen auf PEI-Stickstofffunktionen)
eingespeist werden. Die Methylatlösung wird in den Autoklav unter
Vakuum eingesaugt und die Einstellung des Temperaturreglers des
Autoklav auf 130°C
erhöht.
Es wird eine Vorrichtung verwendet, um die Leistungsaufnahme des
Rührers
zu überwachen.
Die Leistungsaufnahme wird zusammen mit der Temperatur und dem Druck überwacht.
Die Werte der Rührerleistung
und Temperatur steigen allmählich an,
so wie Methanol aus dem Autoklav entfernt wird, wobei die Viskosität der Mischung
zunimmt und sich binnen etwa 1 Stunde stabilisiert, was anzeigt,
dass der Hauptanteil an Methanol entfernt worden ist. Die Mischung
wird unter Vakuum weitere 30 Minuten erhitzt und gerührt.
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Das
Vakuum wird entfernt und der Autoklav auf 105°C abgekühlt, während er mit Stickstoff auf
172 N/cm2 (250 psia) beaufschlagt und anschließend auf
Umgebungsdruck abgelüftet
wird. Der Autoklav wird auf 138 N/cm2 (200
psia) mit Stickstoff befüllt.
Der Autoklav wird, wie vorher, wiederum portionsweise mit Ethylenoxids
beschickt, während
der Autoklavendruck, die Temperatur und die Ethylenoxidfließrate unter
Aufrechterhaltung einer Temperatur zwischen 100 und 110°C und Begrenzung
allfälliger
Temperaturzunahmen infolge der exothermen Reaktion eng überwacht
werden. Nach Zugabe von 4500 g Ethylenoxid im Verlauf mehrere Stunden
(was zu insgesamt 7 Molen Ethylenoxid pro Mol PEI-Stickstofffunktion
fährt)
wird die Temperatur auf 110°C
angehoben und die Mischung eine weitere Stunde gerührt.
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Die
Reaktionsmischung wird dann in mit Stickstoff gespülten Behältern gesammelt
und unter Umständen
in einen mit Heizung und Rührwerk
ausgerüsteten
22 l Dreihalsrundkolben übergeführt. Der
stark alkalische Katalysator wird durch Zugabe von 167 g Methansulfonsäure (1,74
Mole) neutralisiert.
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Andere
bevorzugte Beispiele wie PEI 12 E2, PEI 1200 E3, PEI 1200 E15 und
PEI 1200 E20 können nach
dem vorstehenden Verfahren durch Einstellung der Reaktionszeit und
der bei der Umsetzung jeweils verwendeten Ethylenoxidmenge hergestellt
werden.
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Die
Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele, ohne Beschränkung darauf,
veranschaulicht, in denen alle Prozente auf das Gewichts bezogen
sind, sofern nichts anderes angegeben.
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Beispiel
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Die
folgenden Zusammensetzungen A bis C und E bis J stimmen mit der
Erfindung überein.
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