DE4111966A1

DE4111966A1 - Verwendung von estern als textilweichmachender wirkstoff

Info

Publication number: DE4111966A1
Application number: DE19914111966
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr Ploog; Oriol Dr Ponsati; Peter Dr Sandkuehler; Antonio Dr Trius; Guenter Uphues; Theodor Voelkel; Bernd Dr Wahle; Peter Waltenberger
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1992-10-15
Also published as: CA2108287A1; JPH06506730A; WO1992018684A1; EP0579649A1

Description

Textilien, die mit der menschlichen Haut in Berührung kommen, werden häu fig mit textilweichmachenden Wirkstoffen behandelt, die den Textilien ei nen angenehmen weichen Griff verleihen. Es sind zahlreiche textilweich machende Wirkstoffe bekannt, von denen quartäre Ammoniumverbindungen mit zwei oder drei langen Resten wegen ihrer guten Wirksamkeit sehr häufig und in großem Umfang verwendet werden.

Trotz ihrer ausgezeichneten Wirkung als Textilweichmacher sind quartäre Ammoniumverbindungen, deren langkettige Reste Fettalkylreste sind, wegen ihrer unbefriedigenden biologischen Abbaubarkeit keine perfekte Problemlö sung. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, besser abbaubare Verbindun gen zu finden, die gleichwohl eine gute weichmachende Wirkung haben. Hin sichtlich ihrer ökologischen Qualitäten verbesserte weichmachende Wirk stoffe sind beispielsweise quartäre Ammoniumverbindungen, deren langket tige Reste Fettacyloxyalkyl-Reste sind. Diese sind seit langem bekannt, beispielsweise aus den deutschen Patentanmeldungen DE-A-16 19 058, DE-A- 17 94 068, DE-A-19 35 499 oder der US-Patentschrift 39 15 867. Derartige quartäre Ammoniumverbindungen sind gegenüber den herkömmlichen quartären Ammoniumverbindungen mit Fettalkylresten besser abbaubar. Trotzdem erfül len aber manche dieser besser abbaubaren quartären Ammoniumverbindungen nicht alle Anforderungen an eine ideale Verbindung, da der Abbau gelegent lich über ökologisch nicht vollständig unbedenkliche Zwischenstufen er folgt. Ihre Herstellung ist auf unterschiedlichen Wegen möglich, wobei es aber in der Regel mit Schwierigkeiten verbunden ist, hellfarbige Produkte, die vom Verbraucher akzeptiert werden, zu erhalten. Es sind daher häufig zusätzliche Operationen erforderlich, um dunkelfarbige Produkte von hell farbigen zu trennen, wodurch sich die Herstellungskosten für hellfarbige Produkte erhöhen. Außerdem sind für die Quaternierungs-Reaktion Reagenzien erforderlich, deren Handhabung oft zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erfor dern.

Es besteht daher nach wie vor ein Bedarf an textilweichmachenden Wirkstoffen, die biologisch gut abbaubar sind und deren Abbau ohne die Bildung von ökologisch nicht unbedenklichen Zwischenstufen erfolgt und die leicht aus bequem handhabbaren Ausgangsstoffen herstellbar sind.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man bestimmte Ester von Alkanolaminen als textilweichmachende Wirkstoffe verwenden kann. Die Ester leiten sich von Fettsäuren ab, die natürlichen oder synthetischen Ur sprungs sein können und dementsprechend geradkettig oder verzweigt, gesät tigt oder ungesättigt sein können und 6 bis 24 Kohlenstoffatome pro Fett säurerest enthalten. Für die erfindungsgemäße Verwendung bevorzugte Ester leiten sich von Fettsäuren ab, die 8 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten und die man leicht und preiswert aus natürlichen Fetten gewinnt. Als Quelle für natürliche Fette kommen pflanzliche und tierische Fette in Frage, bei spielsweise Kokosöl, Palmkernöl, Sonnenblumenöl, Rüböl, Rindertalg, Fisch öl, Spermöl sowie die daraus hergestellten engeren oder weiteren Fettsäu reschnitte. Ebenfalls gut geeignet sind aber auch Ester von Alkanolaminen, die sich von reinen oder technischen Fettsäuren herleiten, beispielsweise von Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Behensäure, Säuren, die sich von Guerbetalkoholen ableiten sowie substituierte Säuen, beispielsweise Hydroxycarbonsäuren.

Basis für die Ester der Alkanolamine sind Alkanolamine mit 1, 2 oder 3 Alkanolresten. Für die erfindungsgemäße Verwendung besonders gut geeignete Ester leiten sich von Alkanolaminen ab, deren Alkanolgruppen 2 bis 4, ins besondere 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthalten. Dies sind also beispiels weise Ethanolamine, Propanolamine und Butanolamine, von denen die Ethanol amine und die Propanolamine besonders bevorzugt sind. Alkanolamine mit 3 Kohlenstoffatomen leiten sich von n-Propanolamin oder i-Propanolamin ab. Für die erfindungsgemäße Verwendung sind solche Ester bevorzugt, die sich von Alkanolaminen mit 2 oder 3 Alkanolgruppen ableiten. Typische Alkanolamine, deren Ester für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, sind beispielsweise Dimethylethanolamin, Methyldiethanolamin, Triethanolamin, Diethylethanolamin, Ethyldiethanolamin, Dimethyl-n- propanolamin, Methyl-di-n-propanolamin, Dimethyl-i-propanolamin, Methyl- i-i-propanolamin sowie die höheren n-Propyl- bzw. i-Propyl-Homologen der genannten Verbindungen. Ebenfalls geeignet sind Ester, die sich von Alka nolaminen ableiten, deren Alkyl- bzw. Alkanolreste im Molekül, für den Fall, daß das Molekül mehrere Alkyl- oder Alkanolgruppen enthält, ver schieden sind. Beispiele für derartige Verbindungen sind Methyl ethylethanolamin, Methyl-i-propylethanolamin, Methyl-ethyl-i-propanolamin oder Methyl-ethyl-n-butanolamin.

Die genannten Ester von Alkanolaminen sind bekannte Verbindungen, die als Vorprodukte zu den in den obengenannten Literaturstellen beschriebenen quartären Ammoniumverbindungen verwendet werden. Sie lassen sich herstel len durch Veresterung der Alkanolamine mit Fettsäuren, Fettsäurehalogeni den sowie Fettsäureestern, beispielsweise Fettsäuremethylester oder auch mit Trifettsäureglyceriden, den sogenannten Triglyceriden. Diese Vorpro dukte zu den als Textilweichmacher bekannten quartären Ammoniumverbindun gen sind biologisch ohne Bildung quartärer Zwischenprodukte vollständig abbaubar und brauchen nicht wie die quartären Ammoniumverbindungen einer Quaternierungsreaktion unterzogen zu werden, so daß für deren Herstellung ein Verfahrensschritt, der zudem mit schwierig handhabbaren Reagenzien ausgeführt werden müßte, entfällt.

In hohem Maße für die erfindungsgemäße Verwendung geeignete Ester leiten sich von Alkanolaminen ab, die in Salzform vorliegen. Man erhält die Salze der Alkanolaminester durch einfache Neutralisation der Alkanolaminester mit Säuren. Bevorzugt werden Salze der veresterten Alkanolamine verwendet, die man durch Neutralisation mit kurzkettigen organischen oder anorgani schen Säuren erhalten hat. Unter kurzkettigen organischen Säuren werden ein- oder mehrbasische Säuren verstanden, beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Malonsäure, Fumarsäure aber auch substituierte Säuren, wie beispielsweise Citronensäure, Weinsäure, Glykol säure, Milchsäure, Tartronsäure oder Gluconsäure. Für die Salzbildung ge eignete anorganische Säuren sind beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder phosphorige Säure. Im allgemeinen liegen die Ester zu 100 Mol-% in Salzform vor. Gelegentlich ist es aber von Vorteil, daß die Alkanolaminester lediglich zu 30 bis 90 Mol-% in Salzform vorliegen. Hin sichtlich ihrer anwendungstechnischen Eigenschaften besonders wertvolle Alkanolaminester liegen als Salze der Milchsäure oder der phosphorigen Säure vor.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Verwendung der Alkanolaminester erfolgt in wäßrigen Behandlungsmitteln, die 0,5 bis 20 Gew.-% der genannten Ver bindungen als textilweichmachende Wirkstoffe enthalten. In wäßrigen Be handlungsmitteln liegen die genannten Ester gelöst oder dispergiert vor. Derartige Behandlungsmittel werden zur Behandlung frisch gewaschener Tex tilien verwendet. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit für die genannten Alkanolaminester besteht in ihrem Zusatz zu Waschmitteln bzw. Waschlaugen. Die zu waschenden Textilien lagern während des Waschvorgangs die Alkanol aminester auf ihrer Oberfläche an, was nach dem Spülen und Trocknen der Textilien zu einer Griffverbesserung führt. Aber auch als textilweichma chender Wirkstoff in Tumberhilfsmitteln, bei denen der Textilweichmacher auf einem Substrat aufgetragen ist, das während des Trockenvorganges in einem automatischen Wäschetrockner die Wirkstoffe auf die Textilien über trägt, ist eine erfindungsgemäße Verwendung der Alkanolaminester.

Vorzugsweise haben die wäßrigen Behandlungsmittel einen pH-Wert im Bereich von 2 bis 7.

Je nach der Art der erfindungsgemäßen Verwendung enthalten die Behand lungsmittel mehr oder weniger unterschiedliche Zusatzstoffe. Wäßrige Be handlungsmittel enthalten beispielsweise Konservierungsmittel, Trübungs mittel, Viskositätsregulatoren, Duftstoffe, Farbstoffe, Emulgatoren oder Dispergatoren. Erforderlichenfalls können die Alkanolaminester auch mit anderen textilweichmachenden Wirkstoffen kombiniert eingesetzt werden. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, oberflächenaktive Substanzen, op tische Aufheller oder Lösungsvermittler zuzusetzen.

Beispiele

Die folgenden Beispiele 1 bis 6 beschreiben die Herstellung von erfin dungsgemäß zu verwendenden Alkanolaminestern.

Beispiel 1

In einer Rührapparatur, die mit Thermometer, Gaseinleitungsrohr und Liebigkühler ausgerüstet war, wurden 540 g (2 Mol) geschmolzene Talgfett säure (Säurezahl = 208, Jodzahl = 52) vorgelegt und bei 90°C mit 149 g (1 Mol) Triethanolamin gemischt. Unter Einleitung von Stickstoff als Schutzgas wurde weiter aufgeheizt, bis bei 150°C die Abspaltung von Was ser begann. Innerhalb von 1,5 Stunden wurde nun die Temperatur auf 200°C gesteigert und so lange erhalten, bis die Säurezahl auf einen Wert unter 5 abgesunken war. Insgesamt wurden 37 g Destillat aufgefangen.

Nach der Abkühlung wurden 650 g einer festen Masse mit talgartiger Kon sistenz erhalten. Der Gehalt an titrierbarem Stickstoff betrug 2,17%.

61 g des Reaktionsproduktes wurden bei 60°C mit 5,6 g Isopropanol ge mischt und mit 10,6 g Milchsäure, 80%ig, neutralisiert. Die Schmelze wurde danach in 422,8 g Wasser von 80°C eingerührt. Anschließend wurde zügig auf 30°C abgekühlt und eine feinteilige Dispersion mit 20 Gew.-% Wirk stoff erhalten.

Beispiele 2 bis 2.3

Analog Beispiel 1 wurden 540 g (2 Mol) hydrierte Talgfettsäure (Säurezahl = 208 g Jodzahl = 1) mit 149 g (1 Mol) Triethanolamin umgesetzt.

Das Endprodukt enthielt 2,12% titrierbaren Stickstoff.

2.1

100 g des Reaktionsproduktes von Beispiel 2 wurden mit 17 g Milchsäure, 80%ig, neutralisiert und die 80°C heiße Schmelze in 554,4 g Wasser von 85°C eingerührt. Die nach der Abkühlung erhaltene feinteilige Dispersion enthielt 20 Gew.-% Wirkstoff.

2.2

100 g des Reaktionsproduktes von Beispiel 2, 6,2 g phosphorige Säure und 424,8 g Wasser wurden gemeinsam auf 85°C erwärmt und homogen gerührt. Die nach der Abkühlung erhaltene feinteilige Dispersion enthielt 20 Gew.-% Wirkstoff.

2.3

100 g des Reaktionsproduktes von Beispiel 2 wurden mit 9,2 g Essigsäure neutralisiert und die 80°C heiße Schmelze in 436,8 g Wasser von 85°C eingerührt. Die nach Abkühlung erhaltene feinteilige Dispersion enthielt 20 Gew.-% Wirkstoff.

Beispiel 3

Analog Beispiel 1 wurden 550 g (2 Mol) hydrierte Fischfettsäure (Säurezahl = 204) mit 149 g (1 Mol) Triethanolamin umgesetzt.

Das Endprodukt enthielt 2,14% titrierbaren Stickstoff. 100 g des Reaktionsproduktes wurden mit 17 g Milchsäure, 80%ig, neutrali siert und die 80°C heiße Schmelze in 554,4 g Wasser von 85°C eingerührt. Die nach der Abkühlung erhaltene feinteilige Dispersion enthielt 20 Gew.-% Wirkstoff.

Beispiel 4

Analog Beispiel 1 wurden 677 g (2 Mol) einer technischen Behensäure mit 80% C₂₂-Anteil (Säurezahl = 165,7) mit 149 g (1 Mol) Triethanolamin umge setzt.

Das Endprodukt enthielt 1,7% titrierbaren Stickstoff.

67,6 g des Endproduktes wurden mit 10,2 g Milchsäure, 80%ig, und 422,2 g Wasser wie im Beispiel 3 zu einer viskosen, feinteiligen Dispersion mit 15 Gew.-% Wirkstoff konfektioniert.

Beispiel 5

Analog Beispiel 1 wurden 677 g (2 Mol) der im Beispiel 4 eingesetzten Behensäure mit 118,9 g (1 Mol) Methyldiethanolamin umgesetzt.

Das Endprodukt enthielt 1,79% titrierbaren Stickstoff.

67,2 g des Endproduktes, 10,7 g Milchsäure, 80%ig, und 421,1 g Wasser wur den wie im Beispiel 3 zu einer viskosen, feinteiligen Dispersion mit 15 Gew.-% Wirkstoff konfektioniert.

Beispiel 6

Analog Beispiel 1 wurden 677 g (2 Mol) Behensäure mit 147 g (1 Mol) Methyldiisopropanolamin umgesetzt.

Das Endprodukt enthielt 1,66% titrierbaren Stickstoff.

67,6 g des Endproduktes, 10,2 g Milchsäure, 80%ig, und 422,2 g Wasser wur den wie im Beispiel 3 zu einer viskosen, feinteiligen Dispersion mit 15 Gew.-% Wirkstoff konfektioniert.

Beispiele 7/1 bis 6

Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Anwendung der gemäß den Beispielen 1 bis 6 hergestellten Alkanolaminester beschrieben.

Baumwoll-Frottierware wurde nach dem Ziehverfahren mit Flotten behandelt, die Produkte der Beispiele 1 bis 6 enthielten. Für die Applikation galten die folgenden Bedingungen:

Flottenverhältnis\|1 : 20
Produkteinsatz	0,6 Gew.-% Wirkstoff, bezogen auf das Warengewicht
pH-Wert	5,5 (eingestellt mit Essigsäure)
Temperatur	50°C
Behandlungszeit	20 Minuten

Nach der Behandlung wurden die Warenabschnitte auf einem Spannrahmen bei 120°C getrocknet und nach Anpassung an die Bedingungen des Normklimas (25°C, 60% relative Feuchte) von 5 erfahrenen Personen zur Beurteilung der Griffgebung geprüft. Als Wertmaßstab galten Griffnoten von 1 = rauh, keine Weichheit bis 6 = voller Weichgriff. Die so ermittelte Weichheitsbe urteilung als Mittelwerte des jeweiligen subjektiven Eindrucks sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Claims

1. Verwendung von Estern von Alkanolaminen als textilweichmachender Wirk stoff.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ester sich von Fettsäuren mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen ableiten.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ester sich von Alkanolaminen ableiten, deren Alkanolgruppen 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkanolgruppen 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthalten.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkanolamine 2 oder 3 Alkanolgruppen enthalten.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ester der Alkanolamine in Salzform vorliegen.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Salze der veresterten Alkanolamine durch Neutralisation mit kurzkettigen organi schen oder anorganischen Säuren erhalten wurden.

8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die veresterten Alkanolamine zu 30 bis 90 Mol-% in Salzform vorliegen.

9. Verwendung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Salze der veresterten Alkanolamine Salze der Milchsäure und der phosphorigen Säure sind.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in wäßrigen Behandlungs mitteln, die 0,5 bis 20 Gew.-% textilweichmachenden Wirkstoff enthal ten.

11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrigen Behandlungsmittel einen pH-Wert im Bereich von 2 bis 7 haben.