Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft gewebeweichmachende Zusammensetzungen
für Anwendungen auf gewaschene Wäsche während der Spül- und/oder
Trocknungszyklen, um auf die Fasern der Gewebe solch Waschwäsche
weichmachenden Mengen der gewebeweichmachenden Komponenten der
Zusammensetzungen aufzubringen. Insbesondere betrifft sie solche
Zusammensetzungen, die als gewebeweichmachende Komponenten
höhere Fettsäureester von Pentaerythrit, von Pentaerythritoligomeren
oder von ethoxylierten Derivaten derselben enthalten und die
keine positiv geladenen (d. h. kationischen) Emulgatoren oder
Weichmacher (z. B. quartäre Ammoniumsalze) enthalten.
Beschreibung des Standes der Technik
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Gewebeweichmachende Zusammensetzungen sind seit langem verwendet
worden, um gewaschene Wäschestücke in Bezug auf Anfühlen weicher
zu machen und für den Träger komfortabler zu machen. Solche
Zusammensetzungen umfassen Lösungen, Emulsionen und Teilchen-
und Pulverprodukte. Die Gewebeweichmacher der Wahl für die
meisten kommerziellen Produkte sind üblicherweise quartäre
Ammoniumsalze gewesen, wie beispielsweise
Dimethylditalgammoniumchlorid, und Emulsionen solcher Weichmacher sind dem Spülwasser
in der Waschmaschine zugesetzt worden, um Wäsche effektiv weich
zu machen. Alternativ können solche Emulsionen oder
Pulverprodukte, die solche Gewebeweichmacher enthalten, dem Waschwasser
zusammen mit einer Reinigungsmittelzusammensetzung zugesetzt
werden, oder die Reinigungsmittelzusammensetzung kann eine
gewebeweichmachende Komponente enthalten, um ein sogenanntes
"weichmachendes Reinigungsmittel" herzustellen.
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Obwohl verschiedene gewebeweichmachende (und antistatische)
Zusammensetzungen mit verschiedenen Ausmaßen an kommerziellem
Erfolg über die Jahre kommerziell vermarktet worden sind und
obwohl verschiedene gewebeweichmachende Komponenten davon darin
enthalten gewesen sind, sind die erfolgreichsten dieser
Komponenten
die quartären Ammoniumsalze gewesen. Solche
Verbindungen weisen die Formel
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auf, in der R, R', R" und R''' alle Alkylgruppen sind, wobei
mindestens eines dieser Alkyle ein höheres Alkyl ist und die
anderen niederes Alkyl (niedere Alkyle) mit 1 bis 2
Kohlenstoffatomen sind, und in der X ein salzbildendes Anion ist.
Vorzugsweise ist ein solches quartäres Axnmoniumsalz ein
Di-niederes-alkyl-di-höheres-alkylammoniumhalogenid, aber
Mono-niederes-alkyltri-höheres-alkylammoniumhalogenide sind in manchen Fällen
ebenfalls als brauchbar gefunden worden.
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Während solche quartären Ammoniumsalze in den beschriebenen
Anwendungen wirksame Gewebeweichmacher gewesen sind, werden sie
auch durch nachteilige Eigenschaften charakterisiert, die zu
Versuchen führten, Ersatzstoffe für sie zu finden.
Beispielsweise sind sie kationisch und tendieren zur Reaktion mit
anionischen Materialien, manchmal zum Nachteil ihrer angestrebten
gewebeweichmachenden Funktion. Darüber hinaus sind sie
biologisch nicht so leicht abbaubar, wie es wünschenswert ist, und
sie sind auch für Wasserorganismen als toxisch befunden worden,
was zu schädlichen Effekten auf das Wasserleben in Seen, Flüssen
und anderen Gewässern führen könnte, in die Abwasser eingeleitet
werden könnte, das solche Verbindungen enthält.
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Bei Versuchen Ersatzstoffe für quartäre Ammoniumsalze als
Gewebeweichmacher zu finden, sind Neoalkanamide, Glycerinester,
Glykolester, Silikone, kationisch-anionisch-Komplexe, Bentonit
und verschiedene Schmiermittel zur alleinigen Verwendung oder in
Verbindung mit verringerten Mengen der quartären Ammoniumsalze
vorgeschlagen worden, aber häufig waren die weichmachenden
Effekte unzureichend oder die Ersatzweichmacher besaßen andere
Eigenschaften, die sie weniger wünschenswert machten als die
quartären Ammoniumsalze, trotz der Nachteile derselben.
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Nun haben jedoch die Anmelder eine anionische Zusammensetzung
gefunden, die Wäsche zufriedenstellend weichmachen kann und
nicht den nachteiligen Effekt von den quartären Ammoniumsalzen
auf Wasserorganismen zeigt. Dies ist eine besonders wichtige
Erfindung zu einer Zeit, zu der die Schwere des Problems erkannt
wurde und verschiedene Staaten Gesetze erlassen und
Regulierungen vorgeben, die die Einführung von etwas an quartären
Ammoniumverbindungen in Produkte verbieten, die in Klär- und
Drainagesystemen abgeführt werden, und letztendlich in Wasserkörper, wo
die Möglichkeit von toxischen Effekten auf das Leben im Wasser
existiert.
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In der EP-A-0 494 769 sind bestimmte höhere Fettsäureester von
Pentaerythrit, Pentaerythritoligomeren und ethoxylierten
Derivaten derselben beschrieben, die als Gewebeweichmacher in
Verbindung mit Dispergiermitteln dafür fungieren.
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Die US-A-3 928 212 beschreibt verschiedene gewebeweichmachende
Mittel, die mehrwertige Alkoholester sind, aber keines von ihnen
ist ein Pentaerythritester oder ein Ester eines Oligomers oder
eines ethoxylierten Derivats von Pentaerythrit.
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In der US-A-4 126 562 sind Erythrit und Pentaerythrit in einer
Liste von Alkoholen erwähnt, die mit höheren Fettsäuren
reagieren können, um gewebekonditionierende Mittel herzustellen, aber
tatsächlich ist keine solche Verbindung beschrieben, und es ist
keine in einer gewebeweichmachenden Zusammensetzung oder einem
Gegenstand beschrieben. Auch die US-A-4 126 562 beschreibt eine
Kombination von einem quartären Ammoniumsalzgewebeweichmacher
und einem nichtionischen Ester eines Alkohols mit einer höheren
Fettsäure, aber es gibt keine Lehre, dass der Ester allein als
ein Gewebeweichmacher brauchbar sein würde.
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Die US-A-4 142 978 beschreibt Sorbitanester mit
Phasenmodifizierungskomponenten wie beispielsweise Alkylsulfaten auf einem
Trocknerblatt zur Weichmachung von Wäsche während sie im
automatischen Wäschetrockner trockengetümmelt wird. Es ist in diesem
Patent keine Rede von irgendwelchen Pentaerythritestern.
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Die US-A-4 162 984 betrifft eine Gewebebehandlungsemulsion aus
einem wasserunlöslichen kationischen Gewebeweichmacher, der
vorzugsweise ein Fettsäureester eines ein- oder mehrwertigen
Alkohols oder eines Anhydrids desselben und einer aromatischen
Mono- oder Dicarbonsäure ist. Zu dem mehrwertigen Alkoholen, die
gemäß dem Patent verestert werden können, gehört Pentaerythrit,
aber es ist speziell kein Pentaerythritester beschrieben noch
ist irgendein Oligomer von Pentaerythrit vorgeschlagen worden,
und es ist nicht gezeigt worden, dass es ein brauchbares
gewebeweichmachendes Mittel in Abwesenheit von quartären Ammoniumsalz
und aromatischer Carbonsäure ist. Obwohl die Patentinhaber sich
der Nachteile der quartären Ammoniümkomponente (Reaktion mit
anionischem Reinigungsmittel aus dem Waschzyklus) bewusst waren
und fanden, dass sein Gehalt verringert werden könnte, wenn der
Pentaerythritester und aromatische Carbonsäure vorhanden wären,
erkannten sie dies nicht und stellten daher keine
gewebeweichmachende Zusammensetzung her, die kein quartäres Ammoniumhalogenid
oder einen äquivalenten kationischen Gewebeweichmacher enthielt.
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Die US-A-4 214 038 betrifft Polyglycerinester als
gewebeweichmachende Mittel, die zur Ablagerung auf getrockneter Wäsche von
Papiersubstrat, das in dem Wäschetrockner zusammen mit der zu
trocknenden Wäsche gegeben worden, geeignet sind. Obwohl
Polyglycerin ein mehrwertiger Alkohol ist wie Pentaerythrit, ist es
nicht das gleiche wie Pentaerythrit, und in dem Patent wird
nicht die Verwendung von Pentaerythritestern als
Gewebeweichmacher vorgeschlagen.
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Die US-A-5 126 060 beschreibt eine gewebeweichmachende
Zusammensetzung, die auf der Verwendung von Pentaerythritestern als
Gewebeweichmacher basiert, wobei die Zusammensetzung im Wesentlichen
frei von quartären Weichmachern ist. Anionische
Zusammensetzungen sind jedoch nicht beschrieben oder beispielhaft
angegeben. Obwohl kationische und nichtionische Emulgatoren
offenbart sind, wie beispielsweise ethoxylierte Amine und
ethoxylierte Alkohole ist die Verwendung von den anionischen Emulgatoren
die von den Anmeldern spezifiziert sind, beschrieben oder als
Beispiel angegeben.
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Die EP-A-276 999 erwähnt gewebekonditionierende
Zusammensetzungen, die einen nicht-kationischen Gewebeweichmacher und einen
nichtionischen Celluloseether enthalten. Obwohl Ester von
mehrwertigen Alkoholen als geeignete Konditionierungsmittel erwähnt
sind, sind Pentaerythritester darin nicht offenbart.
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Die DE-A-36 12 479 beschreibt textilweichmachende
Zusammensetzungen, die quartäre Ammoniumverbindungen zusammen mit
Carboxylestern enthalten. Zu den erwähnten Carbonsäureestern gehören
Ester von verschiedenen Alkoholen und Polyolen, einschließlich
Pentaerythrit. Es ist jedoch kein spezifischer Ester beschrieben
oder auch nur erwähnt und keine gewebeweichmachende
Zusammensetzung, die keine quartäre Ammoniumverbindung als den
Gewebeweichmacher darin enthält ist beschrieben worden.
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Die JP-A-90/47370 offenbart gewebeweichmachende
Zusammensetzungen auf Basis von quartären Ammoniumsalzen, die höhere
Fettsäureester von Pentaerythrit "enthalten. In dem Abstract ist kein
spezifischer solcher Ester beschrieben.
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In keiner der oben erwähnten Offenbarungen wird gelehrt, dass
irgendein Pentaerythritester zusammen mit einem geeigneten
anionischen Dispergiermittel, gegebenenfalls zusammen mit einem
geeigneten nichtionischen Emulgator, als Gewebeweichmacher
anstelle eines Quat-Weichmachers verwendet werden könnte, der eine
vorteilhafte gewebeweichmachende Wirkung haben würde. Keine
dieser Druckschriften, entweder allein oder in Kombination mit
irgendeiner der anderen; nimmt daher die vorliegende Erfindung
vorweg oder legt sie nahe.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Eine gewebeweichmachende wässrige Emulsion, die, bezogen auf das
Gewicht, 1 bis 25% eines aliphatischen C&sub8;- bis C&sub2;&sub4;-Säureesters
von Pentaerythrit, eines Oligomers von Pentaerythrit, eines
Alkylenoxidderivats von Pentaerythrit mit 1 bis 10
Alkylenoxidanteilen oder eines Alkylenoxidderivats eines Oligomers von
Pentaerythrit mit 1 bis 10 Alkylenoxidanteilen oder eine
Mischung von irgendwelchen zwei oder mehr derselben umfasst, ist
dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner 0,2 bis 10% eines
anionischen Emulgiermittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Diisotridecylsulfosuccinat, Diisodecylsulfosuccinat und
einem Alkalimetallsalz einer Fettsäure und 0 bis 10% eines
ethoxylierten Alkoholemulgators umfasst, wobei die Emulsion im
Wesentlichen frei von kationischen Emulgatoren und
Gewebeweichmachern ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die Hauptkomponente der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, die
im Wesentlichen die einzige gewebeweichmachende Verbindung in
solchen Produkten ist, abgesehen von Bentonit, das außerdem
darin vorhanden sein kann, ist vorzugsweise ein höherer
Fettsäureester einer Pentaerythritverbindung, wobei dieser Ausdruck
in dieser Beschreibung verwendet wird, um höhere Fettsäureester
von Pentaerythrit, höhere Fettsäureester von
Pentaerythritoligomeren, höhere Fettsäureester von niederen Alkylenoxidderivaten
von Pentaerythrit und höhere Fettsäureester von niederen
Alkylenoxidderivaten von "Pentaerythritoligomeren zu beschreiben.
Pentaerythritverbindungen können hierin als PEC abgekürzt sein,
wobei die Beschreibung und Abkürzung auf irgendeines oder alle
von Pentaerythrit, Oligomeren davon und alkoxylierten Derivaten
davon angewendet werden kann, wie beispielsweise die Ester, wie
es sich aus dem Zusammenhang ergibt.
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Die erfindungsgemäße gewebeweichmachende wässrige Emulsion
umfasst, bezogen auf das Gewicht, 1 bis 25% eines aliphatischen
C&sub8;- bis C&sub2;&sub4;-Esters von Pentaerythrit, eines Oligomers von
Pentaerythrit oder eines Alkylenoxidderivats von Pentaerythrit mit 1
bis 10 Alkylenoxidanteilen, oder einem Alkylenoxidderivat eines
Oligomers von Pentaerythrit mit 1 bis 10 Alkylenoxidanteilen,
oder eine Mischung von irgendwelchen zwei oder mehr desselben,
0,2 bis 10% eines anionischen Emulgiermittels ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Diisotridecylsulfosuccinat,
Diisodecylsulfosuccinat und dem Alkalimetallsalz einer Fettsäure, 0 bis
10% eines ethoxylierten Alkoholemulgators, wobei die Emulsion
im Wesentlichen frei von kationischen Emulgatoren und
Gewebeweichmachern ist.
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Die Oligomere von Pentaerythrit sind vorzugsweise diejenigen von
2 bis 5 Pentaerythritanteilen, bevorzugt 2 oder 3, wobei solche
Anteile miteinander durch eine einzelne Etherbindung verbunden
sind. Die niederen Alkylenoxidderivate derselben sind
vorzugsweise von Ethylenoxid oder Propylenokid Monomeren, Dimeren oder
Polymeren, die in Hydroxylgruppen enden und mit dem
Pentaerythrit oder Oligomer von Pentaerythrit durch Etherbindungen
verbunden sind. Vorzugsweise gibt es 1 bis 10 Alkylenoxidanteile in
jeder solcher Alkylenoxidketten, bevorzugter 2 bis 6, und es
gibt 1 bis 10 solcher Gruppen an einem PEC, was von dem Oligomer
abhängt. Mindestens eine der PEC-OH-Gruppen und vorzugsweise
mindestens zwei derselben werden durch eine höhere Fettsäure
verestert oder eine andere höhere aliphatische Säure, die eine
ungerade Zahl von Kohlenstoffatomen aufweisen kann.
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Die höheren Fettsäureester der Pentaerythritverbindungen sind
vorzugsweise partielle Ester, und bevorzugter ergibt es
mindestens zwei freie Hydroxylgruppen daran, nach Veresterung (an
dem Pentaerythrit, Oligomer oder Alkoxyalkan). Üblicherweise
beträgt die Zahl solcher freien Hydroxyle 2 bis etwa 6, aber
manchmal kann sie 1 sein, wie in Perftaerythrittristearat, oder
sie kann soviel wie 8 sein, wie in Pentaerythrittetrapalmitat.
Die höheren aliphatischen oder Fettsäuren, die als
Veresterungssäuren verwendet werden können, sind diejenigen mit Kohlenstoffatomgehalten
im Bereich von 8 bis 24, vorzugsweise 12 bis 22 und
bevorzugter 12 bis 18, z. B. Laurinsäure, Myristinsäure,
Palmitinsäure, Ölsäure, Stearinsäure und Behensäure. Diese können
Mischungen solcher Fettsäuren sein, die aus natürlichen Quellen
erhalten werden, wie beispielsweise Kokosfettsäure, kommerzielle
Stearinsäure, Talgsäure oder hydrierte Talgsäure. Von den reinen
Fettsäuren sind häufig Laurinsäure und Stearinsäure bevorzugt,
was manchmal von dem veresterten Pentaerythritanteil abhängt.
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Intermediäre synthetische Säuren mit ungeraden Zahlen von
Kohlenstoffatomen können ebenfalls verwendet werden.
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Beispiele von einigen Estern, die zur Erfindung gehören sind wie
folgt:
MONOPENTAERYTHRITESTER
MONOPENTAERYTHRITDILAURAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub0; COO--
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R&sub2; = CH&sub3; (CH&sub2;)&sub1;&sub0;--COO-
-
R&sub3; = OH
-
R&sub4; = OH
MONOPENTAERYTHRITMONSTEARAT
-
R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO
-
R&sub2; = OH
-
R&sub3; = OH
-
R&sub4; = OH
DIPENTAERYTRITESTER
DIPENTAERYTHRITTETRALAURAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub0;--CO
-
R&sub2; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub0;--CO
-
R&sub3; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub0;--CO
-
R&sub4; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub0;--CO
DIPENTAERYTHRITTETRASTEARAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--CO
-
R&sub2; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--CO
-
R&sub3; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--CO
-
R&sub4; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--CO
MONOPENTAERYTHRITDISTEARAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO
-
R&sub2; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO-
-
R&sub3; = OH
-
R&sub4; = OH
MONOPENTAERYTHRITTRISTEARAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO
-
R&sub2; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO-
-
R&sub3; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO
-
R&sub4; = OH
MONOPENTAERYTHRITMONBEHENAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub2;&sub0;--COO
-
R&sub2; = OH
-
R&sub3; = OH
-
R&sub4; = OH
MONOPENTAERYTHRITDIBEHENAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub2;&sub0;--COO
-
R&sub2; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub2;&sub0;--COO-
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R&sub3; = OH
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R&sub4; = OH
PENTAERYTHRIT-10-ETHYLENOXID-ESTER
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mit n + n' = 10
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MONOPENTAERYTHRIT-10-ETHYLENOXID-DISTEARAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO
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R&sub2; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO-
PENTAERYTHRIT-4-PROPYLENOXID-ESTER
MONOPENTAERYTHRIT-4-PROPYLENOXID-MONOSTEARAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO
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R&sub2; = OH
MONOPENTAERYTHRIT-4-PROPYLENOXID-DISTEARAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO
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R&sub2; = CH&sub3; (CH&sub2;)&sub1;&sub6;--COO-
MONOPENTAERYTHRIT-4-PROPYLENOXID-MONOBEHENAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub2;&sub0;--COO
-
R&sub2; = OH
MONOPENTAERYTHRIT-4-PROPYLENOXID-DIBEHENAT
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R&sub1; = CH&sub3;--(CH&sub2;)&sub2;&sub0;--COO
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R&sub2; = CH&sub3;(CH&sub2;)&sub2;&sub0;--COO-
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Obwohl in den hier angegebenen Formeln einige bevorzugte
Pentaerythritverbindungen, die erfindungsgemäß brauchbar sind,
veranschaulicht sind, ist klar, dass verschiedene andere solcher
Pentaerythritverbindungen im Bereich der Beschreibung davon
hierin ebenfalls verwendet werden können, einschließlich solcher
wie Pentaerythritdihydrierter-talgester,
Pentaerythritditalgester, Pentaerythritdipalmitat und Dipentaerythrittetratalgester.
Es liegt ebenfalls im Bereich der Beschreibung, wenn auf eine
Verbindung einer Klasse Bezug genommen wird, solange nichts
anderes angegeben ist, dass die Verwendung von Mischungen von
Verbindungen einer solchen Klasse eingeschlossen sein soll
(kommerzielle Produkte sind häufig Mischungen).
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Die Emulsionen (wobei der Ausdruck hierin auch auf Dispersionen
und Suspensionen in flüssigen Medien beziehen soll sowie auf
Mikroemulsionen (und manchmal können auch Lösungen vorhanden
sein)) gemäß dieser Erfindung sind normalerweise wässrige Emulsionen,
in denen die wässrige Phase die kontinuierliche Phase
ist, wobei die Pentaerythritverbindung in der dispergierten
Phase vorliegt. Lösungsmittel und Co-Lösungsmittel wie
beispielsweise Ethanol, Isopropanol, Propylenglykol und
verschiedene Mono- und Di-niedere-alkylester von Diethylenglykol
(Carbitole®), können jedoch ebenfalls vorhanden sein, um die Bildung von
stabilen Produkten zu fördern, falls dies gewünscht ist.
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Die anionischen Emulgatoren, die in den erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen verwendet werden können, sind
Diisotridecylsulfosuccinat (bevorzugt), Diisodecylsulfosuccinat und ein
Alkalimetallsalz, vorzugsweise Natriumsalz, einer Fettsäure,
vorzugsweise einer C&sub1;&sub2;- bis C&sub1;&sub8;-Fettsäure wie beispielsweise
Natriumlaurat (C&sub1;&sub2;), Natriummyristat (C&sub1;&sub4;), Natriumpalmitat (C&sub1;&sub6;) und
Natriumstearat (C&sub1;&sub8;).
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Die optionalen nichtionischen Emulgatoren der vorliegenden
Erfindung sind höhere Alkylether, die einen oder mehreren
Hydroxyalkylsubstituenten enthalten. Von diesen sind die höheren
Alkylniederen-di- oder Polyethylenglykolether von 1,5 bis 12
Ethoxygruppen (4 bis 24 Kohlenstoffatomen) bevorzugter, vorzugsweise
die höheren Alkyldiethylenglykolether, in denen das höhere Alkyl
8 bis 24, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist.
Solche Ether sind als ethoxylierte Alkohole bekannt und können
beispielsweise als C&sub1;&sub4;- bis C&sub1;&sub5;-E&sub9; symbolisiert werden, wobei C
mit seiner nummerischen Fußzahl den durchschnittlichen
Kohlenstoffatomgehalt der Alkoholfunktion ergibt und E mit der
nummerischen Fußnote die Zahl von Ethoxyfunktionen in dem
resultierenden Ether angibt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen
gehören diejenigen, die durch die folgenden Symbole angegeben
sind:
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Die zuvor genannten ethoxylierten Alkoholen werden unter dem
Warennamen "Dobanol" von Shell Chemicals (Amsterdam,
Niederlande); unter dem Warennamen "Synperionic" von ICI Surfactants
(Cleveland, Großbritannien) und durch Condea Chemie
(Brunsbüttel, Deutschland) vertrieben.
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Normalerweise wird das PEC ohne Anwesenheit von irgendwelchen
anderen gewebeweichmachenden Materialien verwendet; aber es ist
möglich, solche anderen Materialien zu verwenden, falls sie
nicht ölkologisch inakzeptabel sind und sie nicht die
weichmachenden Wirkung des PEC stören. Tatsächlich können manchmal,
wenn antistatische Wirkung in dem Produkt gewünscht ist, solche
Zusätze wichtig sein, weil PEC, obwohl sie einige antistatische
Eigenschaften aufweisen, manchmal für den beabsichtigten Zweck
nicht ausreichend sind. Es ist daher möglich,
gewebeweichmachende Zusammensetzungen mit dem PEC ergänzt durch andere
Gewebeweichmacher und Antistatikmittel zu formulieren. Für die Zwecke
dieser Erfindung ist jedoch die Verwendung von antistatischen
Quats zu vermeiden, nicht nur weil sie, wenn sie vorhanden sind,
aufgrund ihrer Toxizitäten gegenüber Wasserorganismen
ökologische Probleme hervorrufen können, sondern wegen ihres
kationischen Charakters, der dem anionischen Charakter der
erfindungsgemäßen Zusammensetzung entgegensteht. Es ist auch daran zu
denken, dass, wenn ergänzende Gewebeweichmacher und
antistatische Mittel verwendet werden, diese licht die anionische Natur
der Zusammensetzung verändern sollten, und sie sollten die
Zusammensetzung, in der sie verwendet werden, nicht mit größerer
Ökotoxizität ausstatten, als es durch die Regulierungsbehörde in
dem Gebiet des beabsichtigten Anwendungsgebietes erlaubt ist.
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Andere Materialien, die in die erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen eingeführt werden können, umfassen übliche Hilfsmittel, die
normalerweise in anderen gewebeweichmachenden Zusammensetzungen
vorhanden sind wie beispielsweise Parfüme, Fixierungsmittel,
Lösungsmittel, Co-Lösungsmittel, Hydrotrope, Antioxidantien,
Stabilisatoren, biologisch abbaubare antimikrobielle Mittel,
Füllstoffe, Verdicker und Fluoreszenzweichmacher, die alle
bekannte Klassen von Materialien auf dem Gebiet der
Gewebeweichmachungszusammensetzungen sind, wobei Beispiele von
verschiedenen dieser in der erwähnten Technik angegeben sind, die in
dieser Beschreibung erwähnt ist, wobei alle davon hier durch
Bezugnahme darauf eingeführt sind.
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Die letzte Komponente der vorliegenden Zusammensetzungen, die in
den wässrigen Emulsionen benötigt wird, ist Wasser.
Normalerweise kann irgendein sauberes Wasser verwendet werden, wie
beispielsweise irgendeines mit einer Härte im Bereich von 0 bis
500 ppm, als CaCO&sub3;, aber es ist bevorzugt, Wasser mit einer Härte
von nicht mehr als 150 ppm zu verwenden, bevorzugter weniger als
50 ppm und am meisten bevorzugt ist das Wasser deionisiertes
Wasser, das bestrahlt worden ist.
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Die Eigenschaften der Komponenten der vorliegenden
Zusammensetzung werden so gewählt, dass sie zu stabilen und wirksamen
Produkten für gewebeweichmachende Anwendungen resultieren. Für die
PEC liegt die Konzentration, bezogen auf das Gewicht, in solchen
Zusammensetzungen üblicherweise im Bereich von 1 bis 25% und
vorzugsweise 3 bis 7%, z. B. 5%. Für die Emulsionen liegt der
Gehalt an anionischem Emulgator (anionischen Emulgatoren)
normalerweise im Bereich von 0,2 bis 10%, vorzugsweise 1 bis 3%.
Der Gehalt an dem optionalen nichtionischen ethoxylierten Alkohol
(den optionalen nichtionischen ethoxylierten Alkoholen)
liegt im Bereich von 0 bis 10%, vorzugsweise 0 bis 0,25%.
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Der Gehalt an wässrigem Medium oder Wasser dieser
Zusammensetzung ist der Rest desselben, üblicherweise im Bereich von etwa
65 bis 99%, vorzugsweise 90 bis 95%, z. B. 93,75%. Es ist
klar, dass die Anwesenheit von irgendwelchen Hilfsstoffen oder
ergänzenden Komponenten der Emulsionen durch entsprechende
Abnahmen in den Wassergehalten der Zusammensetzungen kompensiert
werden. Üblicherweise wird der Gesamtgehalt an Hilfsstoffen
nicht mehr als 25% betragen, vorzugsweise wird er nicht mehr
als 15% betragen und in vielen Fällen wird er bei einer Grenze
von 5% gehalten. Keiner der verwendeten Hilfsstoffe wird von
einer solchen Art sein, die unakzeptable Niveaus an Toxizität
hervorruft, was Wasserorganismen nachteilig beeinträchtigen
könnte, einschließlich Fette, die in Seen und Flüssen leben, in
die Waschmaschinenspülwasser abgeführt wird, das mit den
vorliegenden Zusammensetzungen befrachtet ist.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist
vergleichsweise einfach, aber um die gewünschten stabilen
Emulsionen (und Mikroemulsionen) der Anmelder herzustellen, ist ein
besonderes Verfahren wünschenswerterweise zu befolgen. Zur
Herstellung der gewünschten stabilen Mikroemulsionen ist es
bevorzugt, dass das PEC und der anionische Emulgator miteinander
gemischt und geschmolzen werden, bevor das wässrige Medium
zugegeben wird. Alternativ können die beiden schmelzbaren
Materialien, PEC und anionischer Emulgator,' getrennt geschmolzen werden
und zusammen oder gleichzeitig zu dem wässrigen Medium
(üblicherweise Wasser) gegeben werden, das auch bei etwa der
gleichen erhöhten Temperatur sein sollte, beispielsweise 60ºC. Wenn
die Emulsion auf der Verwendung von Diisotridecylsulfosuccinat
als dem anionischen Emulgator basiert, ist das verwendete Wasser
wünschenswerterweise angesäuert, wie durch Zugabe von HCl oder
einer anderen geeigneten Säure dazu, liegt der pH-Wert desselben
im Bereich von 2 bis 7, vorzugsweise 2,5 bis 5,5, z. B. 3,5.
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Wenn die Emulsion auf der Verwendung eines Fettsäuresalzes als
dem anionischen Emulgator basiert, wird sie bevorzugt in situ
durch Neutralisation der entsprechenden Fettsäure erzeugt, die
zusammen mit dem PEC eingeführt wird. Das verwendete Wasser
enthält wünschenswerterweise eine Menge an NaOH oder einer
anderen geeigneten Base, die ausreicht, um die Fettsäure in der
Emulsion, die durch das Fettsäuresalz erzeugt ist, zu
neutralisieren.
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Nach dem Mischen kann die hergestellte Emulsion auf
Raumtemperatur abgekühlt werden, wobei der nichtionische ethoxylierte
Alkoholemulgator vor oder nach einem solchen Abkühlen, vorzugsweise
vorher, zugesetzt wird. Wegen der Homogenität ist es bevorzugt,
dass der nichtionische Emulgator, falls nicht bereits in
flüssigem Zustand, bis zu einem flüssigen oder geschmolzenem Stadium
erhitzt wird, bevor seine Zugabe zu der warmen Emulsion erfolgt.
Das Ergebnis ist eine stabile Emulsion, die einer Trennung nach
einer Testperiode von 3 Monaten bei Raumtemperatur (18 bis
25ºC) widersteht, obwohl etwas Koazervation bei der
Zusammensetzung beobachtet wird, die Natriumlaurat als dem einzigen
anionischen Emulgator enthält.
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Bei Anwendung werden die verschiedenen erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen in den gleichen Weisen wie andere Emulsionen
verwendet, die Gewebeweichmacher auf Wäsche aufbringen. Der
Emulsion kann dem Spülwasser zugesetzt werden, wobei die
Konzentrationen von PEC im Bereich von 0,01 bis 0,05% des Spülwasser
liegen. Alternativ können solche Zusammensetzungen dem
Waschwasser zugesetzt werden, aber in solchen Fällen können die
Konzentrationen erhöht sein, häufig auf das 1- bis 3-fache.
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung,
begrenzen sie aber nicht. Solange nichts anderes angegeben ist, sind
alle Teile und Prozentsätze in dieser Beschreibung und
angefügten Ansprüchen auf das Gewicht bezogen, und alle Temperaturen
sind in ºC angegeben.
BEISPIEL 1
Komponente / Gewichtsprozent
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Pentaerythritditalgester 4,9
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Diisotridecylsulfosuccinat 1,0
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C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8; E&sub8; 0,25
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Salzsäure (konzentriert) 0,1
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Wasser, deionisiert, q.s. ad 100%
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Entsprechend der obigen Formulierung wird eine stabile Emulsion
hergestellt, indem der Pentaerythritditalgester und das
Diisotridecylsulfosuccinat zusammen auf 60ºC erhitzt werden und dann
eine solche geschmolzene Mischung mit dem 60ºC warmen
angesäuerten Wasser vermischt wird, woraufhin die nichtionische
Komponente, C&sub1;&sub6;- bis C&sub1;&sub8;-E&sub9; auch bei 60ºC, mit der Wasseremulsion
von Pentaerythritditalgester und Diisotridecylsulfosuccinat
vermischt wird. Die resultierende stabile anionische Emulsion,
die einen pH-Wert von etwa 3,5 aufweist, ist eine gut
gewebeweichmachende Zusammensetzung.
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In einer Variation der Formulierung dieses Beispiels sind
anstelle von Pentaerythritditalgester andere relativ wirksame PEC
enthalten, beispielsweise Pentaerythritdilaurat,
Pentaerythritdistearat und Pentaerythrit-dihydrogenierter-talgester.
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Diisodecyclsulfosuccinat kann in der obigen Formulierung als die
anionische Komponente verwendet werden, aber mit weniger
gewebeweichmachender Effizienz.
BEISPIEL 2
Komponente / Gewichtsprozent
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Pentaerythritditalgester 5,2
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Natriummyristat 1,1
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C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8; E&sub5; + C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8; E&sub7;, Verhältnis 1 : 1,6 1,4
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Natriumhydroxid 1M 4,3
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Wasser, deionisiert, q.s. ad 100%
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Entsprechend der obigen Formulierung wird eine stabile Emulsion
hergestellt, indem der Pentaerythritditalgester und das
Natriummyristat zusammen auf 60ºC erhitzt werden und dann eine
solche geschmolzene Mischung mit dem 60ºC warmen, mit Base
versetzten Wasser gemischt werden, woraufhin die nichtionische
Komponente, ebenfalls bei 60ºC, mit der Wasseremulsion von
Pentaerythritditalgester und Natriummyristat vermischt wird. Die
resultierende anionische Emulsion ist nicht nur eine gut
gewebeweichmachende Zusammensetzung, sondern die Verwendung einer
Fettsäureseife wie beispielsweise Natriummyristat und alternativ
Natriumlaurat, Natriumpalmitat, Natriumstearat und dergleichen
ist relativ billig und die Seife selbst vermittelt der
Zusammensetzung einige Weichheit.
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Die Erfindung ist anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen
und Ausführungsformen davon beschrieben worden, aber sie soll
nicht auf diese eingeschränkt sein, weil ein Fachmann mit der
vorliegenden Beschreibung vor ihm oder ihr in der Lage sein
wird, Ersatzstoffe und Äquivalente zu verwenden, ohne sich von
der Erfindung zu entfernen.
BEISPIEL 3
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Aus jeder der Formulierungen wird eine stabile Emulsion
hergestellt, indem eine geschmolzene Mischung der ersten drei oder
vier Komponenten, je nachdem wie der Fall liegt, hergestellt
wird, die dann in das warme deionisierte Wasser (60ºC) unter
Rühren gegossen wird, zu dem dann die Salzsäure zugesetzt wird.
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Die experimentellen Ergebnisse, die hinsichtlich der
gewebeweichmachenden Wirksamkeit jeder Emulsionsformulierung bei
ähnlich behandelten Geweben beobachtet wurden, zeigen, dass die
Entfernung der nichtionischen Komponente der Zusammensetzung (A
gegen B) ihre weichmachende Leistung signifikant verbessert.
Umgekehrt ist die weichmachende Leistung nicht signifikant durch
die Entfernung der anionischen Komponente (B gegen C) in
Gegenwart der nichtionischen Verbindung modifiziert.
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Experimentelle Bedingungen: Laborweichmachungsvorrichtung
kleiner Größe mit Terry-Handtüchern, 4,4 g/l Leitungswasser, Lappen
getrocknet und konditioniert bei 21ºC, 50% relativer
Feuchtigkeit, Paarvergleich.
BEISPIEL 4
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* Geschmolzene Mischung aus Ditalgester und Myristinsäure wird in warmem deionisiertem Wasser
(60ºC) zugesetzt, das NaOH enthielt, um die angegebene Menge Natriummyristat zu liefern: 1%
Myristinsäure, 4,4% NaOH-Lösung (40 g/l).
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Aus den obigen Formulierungen werden stabile Emulsionen
hergestellt und dann experimentell auf gewebeweichmachende Effizienz
wie in Beispiel 3 mit ähnlichen Ergebnissen getestet.