DE4224067A1

DE4224067A1 - Tumblerhilfsmittel

Info

Publication number: DE4224067A1
Application number: DE19924224067
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr Puchta; Peter Dr Sandkuehler; Jutta Schreiber; Theodor Voelkel
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1994-01-27
Also published as: WO1994002676A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebeweichmachungsmittel zur Behandlung von Textilien in einem Wäschetrockner mit rotierender Trommel.

Etwa seit dem Ende der 60er Jahre sind Gewebeweichmachungsmittel für die Anwendung in automatischen Haushaltswäschetrocknern mit rotie render Trommel bekannt geworden. Derartige Gewebeweichmachungsmittel bestehen häufig aus einem mit Textilweichmachern sowie gegebenen falls mit Hilfs- und Zusatzstoffen imprägnierten, mehr oder weniger saugfähigen Substrat, das in der Regel als Flächengebilde vorliegt. Derartige Gewebeweichmachungsmittel sind beispielsweise in der DE-A-19 65 470 und DE-A-30 03 249 beschrieben. Auch die DE-A-38 18 013 beschreibt Gewebeweichmachungsmittel für die Anwen dung im Wäschetrockner. Bei der Benutzung dieser Mittel werden die imprägnierten Flächengebilde zusammen mit der noch feuchten, frisch gewaschenen Wäsche in die Trommel des Wäschetrockners gegeben, wo sie unter den Bedingungen der Wäschetrocknung, d. h. unter ständig sich erneuerndem Kontakt mit den Textilien und im Kontakt mit erwärmter Luft einen mehr oder weniger großen Anteil ihrer weichma chenden Wirkstoffe sowie der Hilfsstoffe abgeben und dabei auf die gewaschenen Textilien übertragen. Die aus Textilweichmachern und Hilfsstoffen bestehende Imprägnierung der Substrate muß verschiedene Anforderungen erfüllen. So ist es z. B. wichtig, daß die Wirk- und Hilfsstoffe gleichmäßig ohne Ausbildung von Flecken auf die Texti lien übertragen werden; ebenfalls wichtig ist, daß die Übertragung der Wirk- und Hilfsstoffe möglichst vollständig erfolgt und daß dies für Textilien aus natürlichen und aus synthetischen Fasern sowie für Mischgewebe zutrifft. Durch unterschiedliche Zusammensetzung der Imprägnierungsmasse kann man die anwendungstechnische Qualität der artiger Tumblerhilfsmittel innerhalb gewisser Grenzen beeinflussen und auf die Bedürfnisse des Verbrauchers abstimmen.

In der letzten Zeit hat man aus ökologischen Gründen textilweichma chende Wirkstoffe gesucht, die nach dem Entfernen durch die darauf folgende Wäsche das Waschwasser möglichst wenig belasten. Eine in dieser Hinsicht vorteilhafte Klasse von Textilweichmachern sind quartäre Ammoniumverbindungen, die in ihren langen Resten leicht spaltbare Gruppen, insbesondere Estergruppen, enthalten. Trägt man diese Verbindungen in bekannter Weise aus der Schmelze auf das Sub strat auf, beobachtet man ein gegenüber den früher in großem Umfang verwendeten quartären Ammoniumverbindungen ohne Estergruppen im lan gen Rest verzögerte Kristallisation nach dem Auftragen. Dies führt zu einer Einschränkung der Produktionskapazität, wodurch die Produk tivität der Produktionsanlagen verringert wird. Die Aufgabe der vor liegenden Erfindung bestand daher darin, ein Tumblerhilfsmittel, um fassend ein mit kationischen Textilweichmachern, die sich von Alkanolaminen, die durch kurzkettige Alkylketten substituiert sein können, ableiten und eine, zwei oder drei Acyloxyalkylgruppen ent halten und die zusammen mit Hilfsstoffen auf ein flexibles flächen förmiges Substrat aufgetragen werden, so zu modifizieren, daß durch einen frühzeitigen Kristallisationsbeginn bei der Herstellung eine wünschenswert hohe Produktionsleistung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wurde gelöst durch ein Tumblerhilfsmittel, umfassend ein mit kationischen Textilweichmachern und Hilfsstoffen beschichte tes flexibles flächenförmiges Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilweichmacher quartäre Ammoniumverbindungen, die sich von Alkanolamin ableiten und eine, zwei oder drei Acyloxyalkylgruppen enthalten und als Hilfsstoff (1) Fett-Derivate, ausgewählt aus der Fettsäure, Fettalkohol und Fettsäureester mit Glycerin oder Fettal kohol umfassenden Gruppe, verwendet werden, mit der Maßgabe, daß das Textilweichmacher und Hilfsstoffe enthaltende Gemisch einen Kristal lisationsbeginn, gemessen mit einem Differential-Scanning-Calorime ter (DSC) bei einer Abkühlrate von 10°C pro Minute, von mehr als 45°C, vorzugsweise mehr als 55°C aufweist.

Die Acylgruppen der quartären Ammoniumverbindungen leiten sich von gesättigten oder ungesättigten Carbonsäuren mit 10 bis 20 Kohlen stoffatomen, insbesondere von Talgfettsäure, von Olein, von Kokosöl fettsäure oder von Rübölfettsäure ab. Typische Vertreter dieser Ver bindungsklasse sind die beispielsweise aus der DE-A-16 99 058, der DE-A-17 94 068, der DE-A-19 35 499 und der DE-B-24 30 140 bekannten Verbindungen vom Typ Dimethyl-di-(2-acyloxyalkyl-)ammoniummethosul fat. Statt der Methylgruppen können in dem Molekül C₂- bis C₄-Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen, die gegebenenfalls auch alkoxyliert sein können, enthalten sein. Das Anion kann beispielsweise auch das Chlo rid-, Bromid- oder Ethylsulfat-Anion sein oder sich von Phosphorsäu re ableiten. Die Acylgruppen sind über Oxyalkylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatome an das Stickstoffatom gebunden. Im Fall von Oxyal kylgruppen mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen kann die Kohlenstoffkette linear oder verzweigt sein. Von besonderer Bedeutung sind als Tex tilweichmacher quartäre Ammoniumverbindungen, die ein Gemisch aus quartären Ammoniumverbindungen mit einer, zwei und drei Acyloxyal kylgruppen sind, bei dem Verbindungen mit zwei Acyloxyalkylgruppen überwiegen. Als Acyloxyalkylgruppen kommen vor allen Dingen Acyloxy methyl-, -ethyl-, -n-propyl- und -i-propyl-Gruppen in Frage. Beson ders wertvolle Textilweichmacher weisen die idealisierte Struktur der Formel I auf

hat, wobei
R - CO = Fettacyl -
A = C₂H₄ - oder CH₂ - CHOH - CH₂ -
B = R - CO - A - oder Fettalkyl- oder - CH₃
C = - C₂H₄OH oder - CH₃ oder R - CO - A -
R = Fettalkyl -
X^- = Anion

bedeuten. In den meisten Fällen bestehen die Textilweichmacher aus Gemischen von Verbindungen der oben genannten Formel I.

Als ggf. substituierte Alkanolamine, von denen sich die quartären Am moniumverbindungen ableiten, kommen Mono- oder Di-methyl-oder-ethyl- oder-n-propyl-oder-i-propyl-alkanolamine und insbesondere das Tritha nolamin in Frage.

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, daß das aus Textilweichmacher und Hilfsstoffe (1) bestehende Gemisch zusätzlich wenigstens eine bei Raumtemperatur feste organische Säure, vorzugsweise in Mengen 0,5 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das aus Textilweichmacher und Hilfsstoff beste hende Gemisch, enthält. Als feste organische Säure kommt eine kurzket tige organische Carbonsäure oder Hydroxycarbonsäure, vorzugsweise Gly kolsäure oder Citronensäure in Frage. Derartige säurehaltige Gemische sind daher bevorzugt.

Im allgemeinen ist es vorteilhaft, daß das Gewichtsverhältnis von Tex tilweichmacher und Hilfsstoffen größer als 1 ist. Bevorzugt ist, wenn das Gewichtsverhältnis im Bereich von 2 : 1 bis 15 : 1 liegt. Wenn gleich man in vielen Fällen mit einem aus Textilweichmacher und einem Hilfsstoff (1) der genannten Art Imprägniermassen mit einem ausrei chend hohen Kristallisationsbeginn herstellen kann, ist es oft von weiteren Vorteil, wenn die Imprägniermasse des erfindungsgemäßen Tumb lerhilfsmittel als einen weiteren Hilfsstoff (2) zusätzlich Verbindun gen aus der Polyethylenglykol, Kondensationsprodukte von natürlichen Fetten oder Fettsäuren mit Polyaminen oder Hydroxyalkylpolyaminen so wie Fettsäure/Pentaerythrit-Ester umfassenden Gruppe, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis Hilfsstoff (1) zu Hilfsstoff (2) von 5 : 1 bis 1 : 5 enthält. Aus ökonomischen Gründen ist es angebracht, daß das Substrat mit möglichst viel Wirkstoff und Hilfsstoff beladen ist; be vorzugt ist ein Gewichtsverhältnis von Substrat zum Gemisch aus Wirk- und Hilfsstoffen von 1 : 1 bis 1 : 4.

Als einen weiteren, ebenfalls textilweichmachenden Wirkstoff kann das erfindungsgemäße Tumblerhilfsmittel gewünschtenfalls zusätzlich tex tilweichmachende Tone vom Smectit-Typ enthalten. Smectit-Tone sind bekannte Textilweichmacher von Typ der Schichtsilikate. Der Anteil von Schichtsilikaten der genannten Art, bezogen auf das aus Textilweichma cher vom Typ der quartären Ammoniumverbindungen und Hilfsstoffen be stehende Gemisch liegt im Bereich von 0,5 bis 15 Gew.-%.

Außer den bereits genannten Bestandteilen kann die Imprägniermasse noch weitere Hilfs- oder Zusatzstoffe enthalten, beispielsweise Dis pergatoren oder Emulgatoren. Hierzu eignen sich in erster Linie Anla gerungsprodukte von 4 bis 40, vorzugsweise von 4 bis 20 Mol Ethylen oxid und/oder Propylenoxid an ein Mol eines aliphatischen C₁₀-C₂₀-Al kohols bzw. eines Alkylphenols, in welchem der Alkylrest 8 bis 18 Koh lenstoffatome aufweist sowie an Fettsäuren oder Alkylamine mit 10 bis 20 Kohlenstoffatome. Besonders bevorzugt sind die Ethoxylierungspro dukte der Fettalkohole, insbesondere der Kokos- und Talgfettalkohole sowie des Cetyl- und des Oleylalkohols sowie die Ethoxylierungsproduk te der Oxoalkohole und der sekundären Alkohole entsprechender Ketten länge. Weiter geeignete Dispergatoren oder Emulgatoren sind nichtioni sche, wasserlösliche, 20 bis 250 Ethylenglykolethergruppen und 10 bis 100 Propylenglykolethergruppen enthaltende Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid an Propylenglykol bzw. an Alkylendiaminpolypropylenglykol bzw. an Alkylpolypropylenglykol mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, in denen die Polypropylenglykolkette als hydrophober Rest fungiert. Ins besondere können die Produkte zusätzlich 0,5 bis 5 Gew.-% dispergie rend und weichmachend wirkende Polyglykolether enthalten. Geeignete Polyglykolether leiten sich von Ethylenoxid ab und haben ein Molge wicht im Bereich von 200 bis 8 000 vorzugsweise im Bereich von 200 bis 1 000 und insbesondere im Bereich von 400 bis 600. Andere dispergie rend wirkende Zusätze sind Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid an Fettalkohole, Fettamine, Fettsäure- oder Sulfon säureamide.

Weiterhin können antimikrobielle Wirkstoffe, d. h. bakterizid und bak teriostatisch bzw. fungizid oder fungistatisch wirkende Verbindungen enthalten sein. Ebenfalls können Wirkstoffe zu soil-release-Ausrüstung für Textilien vorhanden sein, die das Schmutzablösevermögen während der Wäsche verbessern. Dazu gehören Verbindungen vom Typ der Poly acrylpolyphenylalkohole, der modifizierten Fluorkohlenwasserstoffe und hydrophile Polymere. Paraffine oder auch Borax eignen sich als Zusät ze, die das Bügeln der Wäsche erleichtern, Zusätze wie Talkum, fein teilige Zeolithe, Aerosil oder Aluminiumoxid verbessern gelegentlich die Lagerfähigkeit oder machen die Handhabung der erfindungsgemäßen Tumblerhifsmittel angenehmer.

Das Substrat stellt ein Papier oder ein verwobenes oder nichtverwobe nes Tuch aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder ein schaum stoffartiges Flächengebilde dar. Geeignete Fasern für die Herstellung der genannten Substrate sind vor allem Fasern aus Zellulose, Poly ester, Polyolefin, Polyacrylnitril, Polyamid, Polyurethan oder Viskose oder deren Mischungen untereinander. Ferner kommen in Frage natürliche Schwämme oder synthetische Schaumstoffe, insbesondere aus Polyurethan. Die aus Textilweichmacher und Hilfsstoffen sowie gegebenenfalls Zu satzstoffen bestehende Imprägniermasse kann auf das Substrat auf jede beliebige Art und Weise aufgetragen werden, beispielsweise durch Auf sprühen oder durch Tränken des Vliesstoffes, wobei zum Auftrag einer bestimmten Menge oder zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Auf trags die imprägnierten Substrate anschließend beispielsweise durch Abquetschen in einem Walzenspalt behandelt werden. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Tumblerhilfsmittel schmilzt man die nicht flüch tigen Bestandteile auf, trägt diese auf das Substrat auf und fügt an schließend gegebenenfalls flüchtige Bestandteile, beispielsweise Duft stoffe, zu. Pro m² Substrat trägt man etwa 30 bis etwa 200 g Impräg niermasse auf. Beim Abkühlen der aufgetragenen Schmelze erstarrt die Imprägniermasse, wobei es erfindungsgemäß wichtig ist, daß das den Textilweichmacher und die Hilfsstoffe enthaltende Gemisch einen Kri stallisationsbeginn, gemessen mit einem Differential-Scanning-Calori meter (DSC) bei einer Abkühlrate von 10°C pro Minute, von mehr als 45°C, vorzugsweise von mehr als 55°C aufweist. Durch diese Maßgabe wird eine ausreichend hohe Produktionsleistung gewährleistet.

Beispiele Beispiel 1

Zwei Gemische aus Textilweichmacher und Hilfsstoffen sowie Zusatzstof fen der aus Tab. 1 ersichtlichen Zusammensetzung wurden bei 60 bis 65°C aufgeschmolzen und auf ein Polyesterfaser-Vlies mit einer Menge von 70 bis 75 g pro m² aufgetragen. Mittels eines Differential-Scan ning-Calorimeters (DSC) wurde bei einer Abkühlrate von 10°C pro Minu te der Kristallisationsbeginn mit 55 bis 58°C ermittelt.

Zum Vergleich wurde eine Schmelze ohne Hilfsstoff hergestellt (unter entsprechender Erhöhung des Textilweichmacher-Anteils). Dessen Kri stallisationsbeginn wurde mit 35°C ermittelt. Die Trocknungszeit des aufgetragenen Gemischs bei der Herstellung und die Wirksubstanz-Abga berate bei der Anwendung im Tumbler sind Tab. 1 zu entnehmen. Die Weichheit der behandelten Textilien ist in allen 3 Fällen vergleichbar gut.

Tabelle 1

Der Tabelle ist zu entnehmen, daß die Gemische der Rezepturen 1 und 2 entsprechend ihrem Kristallisationsbeginn oberhalb 45°C bei der Her stellung sofort nach dem Auftrag erstarren und somit keine Verringe rung der Herstellungsgeschwindigkeit erforderlich machen, wohingegen ein Gemisch ohne Hilfsstoff eine unzumutbar lange Trocknungszeit ent sprechend dem Kristallisationsbeginn unter 45°C erfordert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Rezepturen 1 und 2 ist, daß die Wirksubstanz-Abgaberate mit 92 bzw. 96% deutlich besser als bei der Vergleichsrezeptur ohne Hilfsstoff ist.

Claims

1. Tumblerhilfsmittel, umfassend ein mit kationischen Textilweichma chern und Hilfsstoffen beschichtetes flexibles flächenförmiges Sub strat, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilweichmacher quartäre Ammoniumverbindungen, die sich von Alkanolamin ableiten und eine, zwei oder drei Acyloxyalkylgruppen enthalten und als Hilfsstoff (1) Fett-Derivate, ausgewählt aus der Fettsäure, Fettalkohol und Fett säureester mit Glycerin oder Fettalkohol umfassenden Gruppe verwen det werden, mit der Maßgabe, daß das Textilweichmacher und Hilfs stoffe enthaltende Gemisch einen Kristallisationsbeginn, gemessen mit einem Differential-Scanning-Calorimeter (DSC) bei einer Abkühl rate von 10°C pro Minute, von mehr als 45°C, vorzugsweise mehr als 55°C aufweist.

2. Tumblerhilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilweichmacher sich von Alkanolamin ableitet und die Acylgruppen sich von Fettsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen ableiten.

3. Tumblerhilfsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilweichmacher ein Gemisch aus quartären Ammoniumverbin dungen mit einer, zwei und drei Acyloxyalkylgruppen ist, bei dem Verbindungen mit zwei Acyloxyalkylgruppen überwiegen.

4. Tumblerhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Textilweichmacher Acyloxymethyl-, ethyl-, n-propyl- und i-propyl-Gruppen enthält.

5. Tumblerhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Textilweichmacher die idealisierte Struktur der Formel I hat, wobei
R - CO = Fettacyl -
A = C₂H₄ - oder CH₂ -CHOH -CH₂-
B = R - CO - A- oder Fettalkyl- oder - CH₃
C = - C₂H₄OH oder - CH₃ oder R - CO - A -
R = Fettalkyl -
X^- = Anionbedeuten.

6. Tumblerhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß es zusätzlich wenigstens eine bei Raumtempera tur feste organische Säure, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das aus Textilweichmacher und Hilfsstoff be stehende Gemisch, enthält.

7. Tumblerhilfsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure eine kurzkettige organische Carbonsäure oder Hydroxycarbonsäure ist, vorzugsweise Glykolsäure oder Citronen säure oder deren Mischungen ist.

8. Tumblerhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß es Textilweichmacher und Hilfsstoffe im Ge wichtsverhältnis 2 : 1 bis 15 : 1 enthält.

9. Tumblerhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß es als einen weiteren Hilfsstoff (2) zusätzlich Verbindungen aus der Polyethylenglykol, Kondensationsprodukte von natürlichen Fetten oder Fettsäuren mit Polyaminen oder Hydroxyal kylpolyaminen sowie Fettsäure/Pentaerythrit-Ester umfassenden Gruppe, bzw. im Gewichtsverhältnis Hilfsstoff (1) zu Hilfsstoff (2) von 5 : 1 bis 1 : 5 enthält.

10. Tumblerhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Substrat zum Gemisch aus Wirk- und Hilfsstoffen 1 : 1 bis 1 : 4 beträgt.

11. Tumblerhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das aus Textilweichmacher und Hilfsstoffen bestehende Gemisch, enthält.