EP4370635A1 - Einsatz von filmbildenden organopolysiloxanen zur verringerung der mikrofaser-freisetzung von textilien - Google Patents

Einsatz von filmbildenden organopolysiloxanen zur verringerung der mikrofaser-freisetzung von textilien

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Publication number
EP4370635A1
EP4370635A1 EP21746390.0A EP21746390A EP4370635A1 EP 4370635 A1 EP4370635 A1 EP 4370635A1 EP 21746390 A EP21746390 A EP 21746390A EP 4370635 A1 EP4370635 A1 EP 4370635A1
Authority
EP
European Patent Office
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weight
units
parts
carbon atoms
radicals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21746390.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christof Brehm
Peter Horvath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Publication of EP4370635A1 publication Critical patent/EP4370635A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/37—Polymers
    • C11D3/3703—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C11D3/373—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicones
    • C11D3/3742—Nitrogen containing silicones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/62—Quaternary ammonium compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/12—Soft surfaces, e.g. textile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the release of microfibers during the washing process of textiles by pretreatment with film-forming organopolysiloxanes.
  • such formulations typically contain water-insoluble, quaternary ammonium compounds usually having at least two long-chain alkyl or alkenyl chains. Due to their better biodegradability, quaternary ammonium compounds containing long chain alkyl or alkenyl groups interrupted by functional groups such as carboxy groups have gained interest. Such compounds have been known for a long time and are described, for example, in US3915867.
  • formulations with combinations of cationic emulsifiers and functionalized polydiorganosiloxanes for example amino-functionalized polydiorganosiloxanes, polydiorganosiloxanes with quaternary functionalizations or hydroxypropylamino-functionalized polydiorganosiloxanes.
  • cationic emulsifiers and functionalized polydiorganosiloxanes for example amino-functionalized polydiorganosiloxanes, polydiorganosiloxanes with quaternary functionalizations or hydroxypropylamino-functionalized polydiorganosiloxanes.
  • microplastics into the environment are one of the most pressing environmental issues.
  • a significant proportion of microplastics are made up of microfibers, eg from polyester fabrics, which are released during everyday wear, but above all during the washing process.
  • the problems described and also possible solutions are, inter alia, by NJ Lant et al. summarized in PLoS ONE 15(6): e0233332.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233332 (June 5, 2020). This article demonstrates that fabric softeners have no direct impact on microfiber release.
  • the invention relates to a method for reducing the release of microfibers during the washing process of textiles which are pretreated with composition (Z) before the washing process
  • (C) at least 30 parts by weight and at most 99 parts by weight water.
  • compositions (Z) containing film-forming organopolysiloxanes and cationic surfactants have a positive, ie reducing, effect on microfiber release in the washing process.
  • compositions are preferably used which contain at least 0.25 parts by weight, preferably at least 0.4 parts by weight, and preferably at most 5 parts by weight, preferably at most 3 parts by weight, of film-forming organopolysiloxanes (A).
  • the composition preferably contains at least 1.5 parts by weight, preferably at least 2.5 parts by weight, and preferably at most 15 parts by weight, preferably at most 10 parts by weight, of cationic surfactants (B).
  • the composition preferably contains at least 45 parts by weight, preferably at least 60 parts by weight, and preferably at most 97 parts by weight, preferably at most 95 parts by weight, of water (C).
  • the film-forming organopolysiloxanes (A) are preferably used in the form of their aqueous emulsions.
  • composition (Z) preferably contains an oil-in-water emulsion of film-forming organopolysiloxanes (A) containing (i) 100 parts by weight of polyorganosiloxane (P) which is liquid at 20° C. and has aminoalkyl groups and contains at least 80 mol % of units, selected from units of the general formulas Ia, Ib, Ha and IIb
  • R 1 means unsubstituted alkyl radicals with 1-40 carbon atoms
  • R 2 is an aminoalkyl radical of the general formula III - R 5 -NR 6 R 7 (III), where
  • R 5 divalent hydrocarbon radical with 1-40 carbon atoms
  • R 6 is a monovalent hydrocarbon radical having 1-40 carbon atoms
  • R 7 is a radical of the general formula IV
  • R 8 is a divalent radical of the general formula V
  • Y an integer value from 1 to 6
  • R 9 is hydrogen or a hydrocarbon radical with 1-40 carbon atoms
  • R 3 are unsubstituted alkyl radicals with 1-40 carbon atoms
  • R 4 are radicals -OR or -OH and,
  • R is unsubstituted alkyl radicals having 1-40 carbon atoms, the average ratio of units of the general formulas Ia and Ib to the sum of units of the general formulas Ha and IIb being 0.5 to 500 in the polyorganosiloxane (P) and polyorganosiloxane (P) has an average amine number of at least 0.1 mequiv/g,
  • Silicate compound (DI) the tetraalkoxy silicate of the general formula VI R10O4Si ( VI ),
  • Polysilicate compound (D2) containing at least 80 mol % of units of the general formulas VII and VIII and at least 2 units of the general formula VII
  • R 10 are unsubstituted hydrocarbon radicals with 1-18 carbon atoms
  • MQ silicone resin (D3) containing at least 80 mol%, preferably at least 95 mol%, of units of general formula IX and X
  • R 11 has the meaning given for R 1 or R 4 and the ratio of the units of the general formulas IX and X is 0.5 to 2.0, preferably 0.5 to 1.5, particularly preferably in the range from 0.6 to is 1.0 and not more than 10% by weight, preferably not more than 3% by weight, preferably not more than 2.5% by weight, of the radicals R 11 are -OR and -OH, and mixtures of any proportions (DI), (D2) and (D3).
  • oil-in-water emulsions film-forming organopolysiloxanes (A) are used, which also (iii) protonating agent (S),
  • (vi) may contain at least 5 parts by weight of an organic solvent or solvent mixture (L).
  • composition (Z) preferably contains cationic surfactants (B) selected from the group of
  • alkylpyridinium, alkylimidazolinium and alkyloxazolinium salts in particular those whose alkyl chain has up to 18 carbon atoms, specifically the halides, sulfates, phosphates and acetates,
  • (B3) Ester/amido-containing quaternary ammonium salts, in particular those with alkyl ester, alkenyl ester, alkylamido or alkenylamido groups, the alkyl groups of which have 6 to 24 carbon atoms, in particular the halides, sulfates, phosphates and acetates.
  • Ester/amido containing quaternary ammonium surfactants (B3) are preferred.
  • the cationic surfactants used in the compositions (Z) can be one type of surfactant, but also several types of surfactants.
  • dialkyl quaternary ammonium salts e.g.
  • surfactants (B3) are examples of surfactants (B3).
  • Difatty acid amidoamine based products such as [alkyl/alkenyl-C(O)-NH-CH 2 CH 2 -N(CH 3 )(CH 2 CH 2 OH)-CH 2 CH 2 -NH-C(O)-
  • alkyl/alkenyl]+ CH 3 SO 4 - eg, a product available from Witco Corporation under the brand name Varisoft(R) 222 LT.
  • microfibers can be significantly reduced in the case of textiles, in particular polyester-containing textiles, by using the preferred compositions (Z).
  • the use of the preferred compositions (Z) achieves a significant improvement in the soft hand and improved dirt repellency of the treated textiles.
  • the alkyl radicals R, R 1 and R 3 can be linear, cyclic, branched, saturated or unsaturated.
  • the alkyl radicals R, R 1 and R 3 independently of one another, preferably have 1-18 carbon atoms, in particular 1 to 6 carbon atoms, with a methyl radical or ethyl radical being particularly preferred.
  • a particularly preferred radical R, R 1 and R 3 is the methyl radical.
  • the divalent hydrocarbon radicals R 5 can be linear, cyclic, branched, aromatic, saturated or unsaturated.
  • the radicals R 5 preferably have 1 to 6 carbon atoms, particular preference being given to alkylene radicals, in particular propylene.
  • the monovalent hydrocarbon radicals R 6 can be linear, cyclic, branched, aromatic, saturated or unsaturated.
  • the radicals R 6 preferably have 1 to 6 carbon atoms, particular preference being given to alkyl radicals or alkanoyl radicals having 1 to 6 carbon atoms.
  • Particularly preferred substituents R 6 are hydrogen, the methyl, ethyl, cyclohexyl radical and acetyl radical.
  • the monovalent hydrocarbon radicals R 9 can be linear, cyclic, branched, aromatic, saturated or unsaturated.
  • the radicals R 9 preferably have 1 to 6 carbon atoms, particular preference is given to alkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms.
  • Particularly preferred substituents R 9 are hydrogen, the methyl, the ethyl and the cyclohexyl radical.
  • x preferably has a value of 0 to 18, particularly preferably 0 to 6, in particular 1 to 3.
  • R 2 radicals are -CH 2 N(R 6 ) 2 , -(CH 2 ) 3 N(R 6 ) 2 , -(CH 2 ) 3 N(R 6 )(CH 2 ) 2 N(R 6 ) 2 , in particular the aminopropyl radical , aminoethylaminopropyl radical and cyclohexylaminopropyl radical.
  • the polyorganosiloxane (P) is preferably built up from at least 3, in particular at least 10 units and preferably at most 1000 units, in particular at most 500 units of the formula Ia, Ib, Ha and IIb.
  • the polyorganosiloxane (P) preferably has a chain length of 3 to 1000 repeating units, in particular 10 to 500 repeating units.
  • the viscosity of the polyorganosiloxane (P) is preferably 1 to 100,000 mPa ⁇ s, in particular 10 to 10,000 mPa ⁇ s (at 25° C. and at a shear rate of 101/s).
  • the ratio of the number of units Ia to the number of units Ib is chosen such that the polyorganosiloxane (P) has at least an amine number of 0.1 mequiv/g polyorganosiloxane (P), preferably at least 0.15 mequiv/g polyorganosiloxane (P ) having.
  • the amine number of the polyorganosiloxane (P) is preferably at most 7 mequiv/g, particularly preferably at most 2 mequiv/g, in particular at most 0.6 mequiv/g.
  • the polyorganosiloxane (P) preferably has either exclusively units of the formula H a , exclusively units of the formula IIb or a combination of units of the formula Ha and IIb.
  • the polyorganosiloxane (P) is prepared by known chemical processes such as. B. hydrolysis or equilibration.
  • the monovalent hydrocarbon radicals R 10 of the tetraalkoxy silicate (D1) and of the polysilicate compound (D2) can be linear, cyclic, branched, aromatic, saturated or unsaturated.
  • the radicals R 10 preferably have 1 to 6 carbon atoms, with alkyl radicals and phenyl radicals being particularly preferred. Particularly preferred radicals R 10 are methyl, ethyl and propyl.
  • the polysilicate compound (D2) preferably contains at least 90, in particular at least 95 mol %, of units of the general formulas VII and VIII.
  • the remaining units of the polysilicate compound (D2) can, for example, be units of the general formulas XI and XII
  • the MQ silicone resins (D3) preferably have a viscosity at 25° C. of more than 1000 mPas or are solids.
  • the weight-average molecular weight (based on a polystyrene standard) of these resins, determined using gel permeation chromatography, is preferably from 200 to 200,000 g/mol, in particular from 1000 to 20,000 g/mol.
  • the MQ silicone resins (D3) used according to the invention are preferably at least 100 g/l soluble in benzene at a temperature of 25° C. and a pressure of 101.325 kPa.
  • the oil-in-water film-forming emulsions of the organopolysiloxanes (A) preferably contain 3 to 50 parts by weight, particularly preferably 5 to 30 parts by weight, of the silicate compounds (D1) per 100 parts by weight of polyorganosiloxane (P). or (D2) or the organopolysiloxane resin (D3).
  • the protonating agent (S) is preferably a monoprotic or polyprotic, water-soluble or water-insoluble, organic or inorganic acid.
  • Suitable protonating agents (S) are, for example, formic acid, acetic acid, propionic acid, malonic acid, citric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid or mixtures thereof.
  • Preferred protonating agents are formic acid, acetic acid, sulfuric acid or hydrochloric acid. Es acetic acid is particularly preferred.
  • the protonating agent is usually added neat or in the form of an aqueous solution.
  • the protonating agent is preferably added in an amount of 0.05 to 2 moles of proton per mole of basic nitrogen atom of the radicals R 2 .
  • the protonating agent is preferably added in an amount such that the oil-in-water emulsions have a pH in the range 3.5 to 7.0, preferably a pH between 3.5 and 6.0 and especially preferably reach a pH between 3.5 and 5.0.
  • the pH is preferably measured at 20° C. using an electrode in accordance with US Pharmacopeia USP 33.
  • the water is deionized or saline water, preferably deionized water.
  • the oil-in-water emulsions of the film-forming organopolysiloxanes (A) preferably used in the process contain at most 3, particularly preferably at most 1, in particular at most 0.1 parts by weight of emulsifier (based on 100 parts by weight of organopolysiloxane ( A)).
  • Emulsifiers (E) which can be used are all previously known ionic and nonionic emulsifiers, both individually and as mixtures of various emulsifiers with which aqueous dispersions, in particular aqueous emulsions, of organopolysiloxanes (A) could previously be prepared.
  • anionic emulsifiers examples include:
  • Alkyl sulfates especially those with a chain length of 8 to 18 carbon atoms, alkyl and alkaryl ether sulfates with 8 to 18 carbon atoms in the hydrophobic radical and 1 to 40 ethylene oxide (EO) or propylene oxide (PO) units.
  • EO ethylene oxide
  • PO propylene oxide
  • Sulfonates especially alkyl sulfonates having 8 to 18 carbon atoms, alkylaryl sulfonates having 8 to 18 carbon atoms, taurides, esters and monoesters of sulfosuccinic acid with monohydric alcohols or alkylphenols having 4 to 15 carbon atoms; if appropriate, these alcohols or alkylphenols can also be ethoxylated with 1 to 40 EO units.
  • nonionic emulsifiers examples include:
  • Polyvinyl alcohol which still has 5 to 50%, preferably 8 to 20, vinyl acetate units, with a degree of polymerization of 500 to 3000.
  • Alkyl polyglycol ethers preferably those having 5 to 40 EO units and alkyl radicals of 8 to 20 carbon atoms.
  • Alkylarylpolyglycolether preferably those with 5 to 40 EO units and 8 to 20 carbon atoms in the alkyl and aryl radicals.
  • Ethylene oxide/propylene oxide (EO/PO) block copolymers preferably those with 8 to 40 EO or PO units.
  • Natural substances and their derivatives such as lecithin, lanolin, saponins, cellulose, cellulose alkyl ethers and carboxyalkyl cellulose whose alkyl groups each have up to 4 carbon atoms.
  • Polar groups containing in particular the elements 0, N, C, S, P, Si, containing linear organo (poly) siloxanes, in particular those with alkoxy groups with up to 24 carbon atoms and/or up to 40 EO and/or PO groups.
  • cationic emulsifiers examples are:
  • Quarternary alkyl and alkylbenzeneammonium salts in particular those whose alkyl groups have 6 to 24 carbon atoms, in particular the halides, sulfates, phosphates and acetates.
  • Alkylpyridinium, alkylimidazolinium and alkyloxazolinium salts in particular those whose alkyl chain has up to 18 carbon atoms, specifically the halides, sulfates, phosphates and acetates.
  • ampholytic emulsifiers are particularly suitable as ampholytic emulsifiers:
  • Long-chain substituted amino acids such as N-alkyl-di-(aminoethyl)glycine or N-alkyl-2-aminopropionic acid salts.
  • Betaines such as N-(3-acylamidopropyl)-N,N-dimethylammonium salts having a C8-C18 acyl radical and alkyl imidazolium betaines.
  • Preferred emulsifiers are nonionic emulsifiers, in particular the alkyl polyglycol ethers and cationic emulsifiers listed under 6. above, in particular the quaternary alkyl and alkylbenzeneammonium salts listed under 15. above.
  • the emulsifier can consist of one of the above emulsifiers or a mixture of two or more of the above emulsifiers; it can be used in pure form or as a solution of one or more emulsifiers in water or organic solvents.
  • the oil-in-water emulsions of the film-forming organopolysiloxanes (A) preferably used in the process according to the invention contain organic solvents or solvent mixtures (L) selected from monoalcohols or polyalcohols, aprotic ethers or mono-, di- or trialkoxy-alkyl ethers with alkyl radicals up to 7 carbon atoms.
  • organic solvents or solvent mixtures (L) selected from monoalcohols or polyalcohols, aprotic ethers or mono-, di- or trialkoxy-alkyl ethers with alkyl radicals up to 7 carbon atoms.
  • monoalcohols or polyalcohols examples include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol, n-amyl alcohol, i-amyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butyl glycol, hexylene glycol, heptylene glycol, octylene glycol and glycerol.
  • aprotic ethers examples include dioxane, tetrahydrofuran, diethyl ether or diisopropyl ether
  • Mono, di- or trialkoxy-alkyl ethers are glycol ethers, such as ethylene glycol ether, propylene glycol ether or butylene glycol ether.
  • ethylene glycol monomethyl ether (methyl glycol, 2-methoxyethanol, CH 3 -O-CH 2 CH 2 -OH) ,
  • Ethylene Glycol Monoethyl Ether (Ethyl Glycol, 2-Ethoxyethanol, CH 3 CH 2 -O-CH 2 CH 2 -OH)
  • Ethylene glycol monopropyl ether (2-propoxyethanol, CH 3 CH 2 CH 2 -O- CH 2 CH 2 -OH)
  • Ethylene glycol mono-n-butyl ether (2-butoxyethanol, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 -OH
  • Diethylene glycol monoethyl ether [2-( 2 -Ethoxyethoxy)ethanol, Carbitol Cellosolve, CH3 CH2 -O- CH2 CH2 -O- CH2 CH2 -OH] - Diethylene glycol mono-n-butyl ether [2-(2-Butoxyethoxy)ethanol , CH3 CH2 CH2 CH2 -O- CH2 CH2 -O- CH2 CH2 -OH]
  • Propylene glycol monomethyl ether (l-Methoxy-2-propanol) Propylene glycol monoethyl ether (Ethoxypropanol) Propylene glycol mono-n-butyl ether (l-Butoxy-2-propanol) - Propylene glycol monohexyl ether (l-Hexoxy-2-propanol)
  • tripropylene glycol dimethyl ether examples of butylene glycol ether are
  • solvents or solvent mixtures (L) are isopropanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butyl glycol, hexylene glycol, heptylene glycol, glycerol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether or dipropylene glycol mono-n-butyl ether.
  • solvents or solvent mixtures (L) are propylene glycol, dipropylene glycol, butyl glycol, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether or dipropylene glycol mono-n-butyl ether.
  • the oil-in-water emulsions of the film-forming organopolysiloxanes (A) preferably used in the process preferably contain 10 to 150 parts by weight, particularly preferably 20 to 120 parts by weight, 40 to 100 parts by weight of solvent or solvent mixtures (L) (based on 100 parts by weight of organopolysiloxanes (A)).
  • the oil-in-water emulsions preferably used in the process are prepared by mixing the combination of polyorganosiloxane (P), silicate compound (DI), polysilicate compound (D2) or MQ resin (D2), protonating agent (S), water (W), where appropriate emulsifier (E), organic solvent (L) and where appropriate with other components.
  • the mixing is carried out at a temperature of preferably 10-80° C., particularly preferably 15-40° C., and a pressure of preferably 900 to 1100 hPa. However, the mixing can also be carried out at higher or lower pressures.
  • the polyorganosiloxane (P) and the silicate compound (DI), polysilicate compound (D2) or MQ resin (D2) are premixed.
  • This premix is then worked into a mixture of protonating agent (S), water (W), optionally emulsifier (E), organic solvent (L) and optionally with further components and then with further water to form an oil-in-water emulsion diluted.
  • Production can be discontinuous or continuous.
  • the oil-in-water emulsions can be diluted with water in all proportions.
  • the emulsions can contain water in amounts of preferably at least 10.0 parts by weight, in particular at least 100.0 parts by weight, preferably at most 5000 parts by weight, in particular at most 1000 parts by weight.
  • the oil-in-water emulsions are clear to opaque liquids with a viscosity of preferably 5 to 10000 mPas, particularly preferably 5 to 1000 mPas, in particular 10 to 500 mPas (at 25°C and at a shear rate of 101/s).
  • a viscosity preferably 5 to 10000 mPas, particularly preferably 5 to 1000 mPas, in particular 10 to 500 mPas (at 25°C and at a shear rate of 101/s).
  • the treatment and impregnation of any fibers, in particular natural and synthetic textiles and functional materials, is particularly preferred.
  • compositions (Z) are preferably used during the washing process in a commercial washing machine, in particular by adding them to the softener compartment.
  • the laundry is cleaned in a washing cycle and brought into contact with the composition (Z) in the softening cycle.
  • the textiles are impregnated with the film-forming organopolysiloxanes (A), so that in the subsequent washing process there is a reduced release of microfibers from textiles, in particular from textiles containing polyester.
  • compositions (Z) can not only be used to impregnate textiles, in particular polyester-containing textiles, in such a way that the release of microfibers during the washing process is reduced. Instead, the compositions (Z) can also achieve other effects, such as resistance to environmental influences, such as heat, sunlight, in particular UV radiation, oxidizing agents or an acidic environment, so that microfiber release is also reduced when the textiles are worn.
  • compositions (Z) achieves a significant improvement in the soft hand and improved dirt repellency of the treated textiles.
  • the following examples are at a pressure of the surrounding atmosphere, ie at about 1000 hPa, and at room temperature, ie about 20 ° C or a Temperature that occurs when the reactants are combined at room temperature without additional heating or cooling performed.
  • the viscosities were measured on an "MCR 302" rheometer from Anton Paar according to DIN EN ISO 3219: 1994 and DIN 53019, using a cone-plate system (cone CP50-2) with an opening angle of 2°.
  • the device was calibrated using standard oil from the Physikalisch-Technische Bundesweg with standard oil 10000.
  • the measurement temperature is 25.00°C +/- 0.05°C, the measurement time is 3 minutes
  • the measurement uncertainty of the dynamic viscosity is 1.5%
  • the shear rate gradient was selected as a function of the viscosity and is shown separately for each viscosity specification.
  • the amine number indicates how many mmol of KOH are equivalent to one gram of the substance to be determined.
  • the amine number is determined according to DIN 16945 version 1989-03.
  • the polydimethylsiloxane (P-1) containing aminoalkyl groups used in the test examples is a mixed hydroxy/methoxydimethylsilyl-terminated copolymer of aminoethylaminopropylmethylsiloxane and dimethylsiloxane units with a viscosity of 982 mPas (at 25° C. and at a shear rate of 10 1/s) and an amine number of 0.287 mmol/g.
  • the silicate compound (Dl) used in the test example is a mixture of tetraethoxysilicate of general formula VI and a polysilicate compound having 2 units of general formula VII and 1 to 7 units of general formula VIII, where R 10 is an ethyl radical with a SiC ⁇ content of 40 wt .-%.
  • Emulsion E_1 contains 17% by weight of the film-forming organopolysiloxane Al.
  • Emulsion E2 contains 17% by weight of the film-forming organopolysiloxane A2.
  • Example 3 Oil-in-water emulsion (not according to the invention) of a linear organopolysiloxane VE3:
  • Emulsion VE3 does not contain any film-forming organopolysiloxane.
  • compositions Zl_, Z2 (according to the invention) containing
  • the formulations are produced by heating the water to 50.degree.
  • the cationic surfactant previously melted at 50° C. and stirred intensively is added at this temperature with intensive stirring. Stirring is continued until a homogeneous mixture results.
  • the mixture is cooled to 30° C. and the oil-in-water emulsion E_1, E2 or VE3 and other ingredients are added.
  • VZ4 only the cationic surfactant and other ingredients are formulated.
  • compositions ZI, Z2, VZ3 and VZ4 are diluted with demineralized water to 2000 ml of the use concentration.
  • a black, 100% polyester fabric with a grammage of 270 g/m 2 is used.
  • the fabric is pretreated by being prewashed in a washing machine (Miele Softtronic W 1935) at 40° C., main wash program without a detergent. It is then punched out into circles with a diameter of 113 mm. The edges are melted off with a flame to prevent fraying.
  • a washing machine Miele Softtronic W 1935
  • the punched-out polyester fabrics are pretreated with the diluted compositions Zl_, Z2, VZ3 or VZ4 by placing one fabric flat in a beaker with 19 ml of the diluted composition Zl_, Z2, VZ3, VZ4 or just water as a blank (BL ) stirred by hand, squeezed between two rollers and line dried overnight. Finally, the fabric is ironed with a standard iron (approx. 20 seconds, synthetic program).
  • the tests are carried out in a Linitest device (from Hanau). To do this, 200 ml of a washing liquid (4 g of Ariel liquid detergent are dissolved in one liter of water), 20 steel balls and a pretreated polyester fabric are placed in a metal beaker and treated for 90 minutes at 60° C. in the Linitester device.
  • a washing liquid 4 g of Ariel liquid detergent are dissolved in one liter of water
  • 20 steel balls and a pretreated polyester fabric are placed in a metal beaker and treated for 90 minutes at 60° C. in the Linitester device.
  • the washing liquid is filtered off through a Büchner filter with a round paper filter (from VWR, 55 mm in diameter, pore size: 31-50 ⁇ m).
  • the tissue is rinsed with 100 ml of water and the rinse water is filtered through the same filter.
  • the filter paper is photographed and the number of microfibers filtered off is evaluated electronically (Image editing software ImageJ); Output as area occupied by the microfibers on the filter paper.
  • the result is the average of twelve individual measurements.
  • Table 2 clearly shows that when compositions Z1_ and Z2 are used, the release of microfibers from the polyester fabric is reduced compared to the blank value BL (no finish) or VZ4 (finish with only the cationic surfactant).
  • VZ3 which contains no film-forming polysiloxane, significantly more microfibers are released compared to the blank value BL and when using the compositions ZI and Z2.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verringerung der Mikrofaser-Freisetzung beim Waschvorgang von Textilien, welche vor dem Waschvorgang vorbehandelt werden mit Zusammensetzung (Z), enthaltend (A) mindestens 0,1 Gew.-Teile und höchstens 10,0 Gew.-Teile filmbildender Organopolysiloxane, (B) mindestens 1 Gew.-Teil und höchstens 20 Gew.-Teile kationische Tenside und (C) mindestens 30 Gew.-Teile und höchstens 99 Gew.-Teile Wasser.

Description

Einsatz von filmbildenden Organopolysiloxanen zur Verringerung der Mikrofaser-Freisetzung von Textilien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Mik- rofaser-Freisetzung beim Waschvorgang von Textilien durch Vor behandlung mit filmbildenden Organopolysiloxanen.
Viele Formulierungen werden in „Consumer Products" eingesetzt, um einen bestimmten Nutzen zu erzielen. Beispiele sind eine be sondere Weichheit, eine verbesserte Haptik oder die Reduktion von Falten.
Typischerweise enthalten derartige Formulierungen wasserunlös liche, quartäre Ammoniumverbindungen mit in der Regel mindes tens zwei langkettigen Alkyl- oder Alkenylketten. Aufgrund ih rer besseren biologischen Abbaubarkeit haben solche quartäre Ammoniumverbindungen an Interesse gewonnen, die langkettige Al kyl- oder Alkenyl-Gruppen enthalten, die durch funktionelle Gruppen, wie beispielsweise Carboxygruppen, unterbrochen sind. Derartige Verbindungen sind seit langem bekannt und werden bei spielsweise in US3915867 beschrieben.
Auch sind Formulierungen mit Kombinationen aus kationischen Emulgatoren und funktionalisierten Polydiorganosiloxanen, bei spielsweise Amino-funktionalisierten Polydiorganosiloxanen, Po lydiorganosiloxanen mit quartären Funktionalisierungen oder Hydroxypropylamino-funktionalisierten Polydiorganosiloxanen be kannt. Derartige Formulierungen sind beispielsweise in WO2011/123727A2 beschrieben.
Die Freisetzung von Mikroplastik in die Umwelt ist eines der dringendsten Umweltprobleme. Ein beträchtlicher Teil des Mikro plastiks machen dabei Mikrofasern, z.B. von Polyestergeweben, aus, die während des täglichen Tragens, aber vor allem während des Waschvorgangs freigesetzt werden. Die beschriebene Problematik und auch mögliche Lösungsansätze wird u.a. durch N.J. Lant et al. in PLoS ONE 15(6): e0233332.https:// doi.org/10.1371/journal.pone.0233332 (5. Juni 2020) zusammenge fasst. In diesem Artikel wird dargestellt, dass Weichspüler keinen direkten Einfluss auf die Mikrofaser-Freisetzung haben.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verringerung der Mikrofaser-Freisetzung beim Waschvorgang von Textilien, welche vor dem Waschvorgang vorbehandelt werden mit Zusammensetzung (Z), enthaltend
(A) mindestens 0,1 Gew.-Teile und höchstens 10,0 Gew.-Teile filmbbildender Organopolysiloxane,
(B) mindestens 1 Gew.-Teil und höchstens 20 Gew.-Teile kationi sche Tenside und
(C) mindestens 30 Gew.-Teile und höchstens 99 Gew.-Teile Was ser.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die Zusammenset zungen (Z), die filmbildende Organopolysiloxane und kationische Tenside enthalten, einen positiven, also reduzierenden Effekt auf die Mikrofaser-Freisetzung im Waschprozess aufweisen.
Vorzugsweise werden Zusammensetzungen verwendet, die mindestens 0,25 Gew.-Teile, bevorzugt mindestens 0,4 Gew.-Teile, und vor zugsweise höchstens 5 Gew.-Teile, bevorzugt höchstens 3 Gew.- Teile, filmbildende Organopolysiloxane (A) enthalten.
Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung mindestens 1,5 Gew.- Teile, bevorzugt mindestens 2,5 Gew.-Teile, und vorzugsweise höchstens 15 Gew.-Teile, bevorzugt höchstens 10 Gew.-Teile ka tionische Tenside (B). Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung mindestens 45 Gew.- Teile, bevorzugt mindestens 60 Gew.-Teile, und vorzugsweise höchstens 97 Gew.-Teile, bevorzugt höchstens 95 Gew.-Teile Was ser (C).
Vorzugsweise werden die filmbildenden Organopolysiloxane (A) in Form ihrer wässrigen Emulsionen eingesetzt.
Die Zusammensetzung (Z) enthält vorzugsweise eine Öl-in Wasser- Emulsion filmbildender Organopolysiloxane (A), die (i) 100 Gew.-Teile von bei 20 °C flüssigen Aminoalkylgruppen aufweisendem Polyorganosiloxan (P), das mindestens 80 Mol-% Einheiten, ausgewählt aus Einheiten der allgemeinen Formeln Ia, Ib, H a und Ilb
R1 2SiO(2/2) (Ia),
R1 aR2SlO(3-a)/2 (Ib),
R3 3SiO(i/2) (H a),
R3 2R4SiO(i/2) (H b), enthält, in denen a den Wert 0 oder 1 bedeutet,
R1 unsubstituierte Alkylreste mit 1-40 Kohlenstoffatomen be deutet,
R2 Aminoalkylrest der allgemeinen Formel III - R5-NR6R7 (III), wobei
R5 zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1-40 Kohlenstoffato- men, R6 einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1-40 Kohlenstoffato- men, Wasserstoff oder Alkanoylrest und R7 einen Rest der allgemeinen Formel IV
- (R8-NR6)XR6 (IV), bedeuten, wobei x einen ganzzahligen Wert von 0 bis 40 und
R8 einen zweiwertigen Rest der allgemeinen Formel V
-(CR9R9-)y (V), bedeutet, wobei
Y einen ganzzahligen Wert von 1 bis 6,
R9 Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffrest mit 1-40 Kohlen stoffatomen bedeuten,
R3 unsubstituierte Alkylreste mit 1-40 Kohlenstoffatomen be deuten,
R4 Reste -OR oder -OH bedeuten und,
R unsubstituierte Alkylreste mit 1-40 Kohlenstoffatomen be deuten, wobei im Polyorganosiloxan (P) das durchschnittliche Verhältnis der Einheiten der allgemeinen Formeln Ia und Ib zur Summe aus Einheiten der allgemeinen Formeln H a und Ilb 0,5 bis 500 beträgt und Polyorganosiloxan (P) eine durchschnittli che Aminzahl von mindestens 0,1 mequiv/g aufweist,
(ii) 1 bis 80 Gew.-Teile Siliciumverbindung (D), (bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyorganosiloxans (P)), die ausgewählt wird aus einer
Silicatverbindung (Dl), dem Tetraalkoxysilicat der allge meinen Formel VI R10O4Si (VI),
Polysilicatverbindung (D2), die mindestens 80 Mol-% Einhei ten der allgemeinen Formeln VII und VIII und mindestens 2 Einheiten der allgemeinen Formel VII
R10O3Sii/2 (VII),
R10O2Si2/2 (VIII), aufweist, wobei
R10 unsubstituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1-18 Kohlen stoffatomen bedeuten,
MQ-Siliconharz (D3), enthaltend mindestens 80 Mol-%, vor zugsweise mindestens 95 Mol-%, Einheiten der allgemeinen Formel IX und X
R11 3SiOi/2 (IX),
S1O4/2 (X), wobei
R11 die für R1 oder R4 angegebene Bedeutung aufweist und das Verhältnis der Einheiten der allgemeinen Formeln IX und X 0,5 bis 2,0, vorzugsweise 0,5 bis 1,5, besonders be vorzugt im Bereich von 0,6 bis 1,0 beträgt und höchstens 10 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 3 Gew.-%, bevorzugt höchs tens 2,5 Gew.-% der Reste R11 -OR und -OH sind, und Gemische aus beliebigen Anteilen (Dl), (D2) und (D3) enthält.
Im Verfahren werden vorzugsweise Öl-in Wasser-Emulsionen film bildender Organopolysiloxane (A) eingesetzt, die ferner (iii)Protonierungsmittel (S),
(iv) Wasser (W),
(v) höchstens 5 Gew.-Teile Emulgator (E), sowie
(vi) mindestens 5 Gew.-Teile eines organischen Lösemittels oder Lösemittelgemischs (L) enthalten können.
Die Zusammensetzung (Z) enthält vorzugsweise kationische Ten side (B) ausgewählt aus der Gruppe der
(Bl) Quarternären Alkyl-, Alkenyl, Hydroxyalkyl- und Alkylben zolammoniumsalze, insbesondere solche, deren Alkylgruppen 6 bis 24 C-Atome besitzen, insbesondere die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate,
(B2) Alkylpyridinium-, Alkylimidazolinium- und Alkyloxazolini- umsalze, insbesondere solche, deren Alkylkette bis zu 18 C- Atome besitzt, speziell die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate,
(B3) Ester-/Amido-haltigen quartären Ammoniumsalze, insbeson dere solche mit Alkylester-, Alkenylester-, Alkylamido- oder Alkenylamidogruppen, deren Alkylgruppen 6 bis 24 C-Atome besit zen, insbesondere die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Ace tate.
Ester-/Amido-haltige quartäre Ammonium-Tenside (B3) sind bevor zugt. Bei den in den Zusammensetzungen (Z) verwendeten kationischen Tensiden kann es sich um eine Art von Tensid, aber auch um meh rere Arten von Tensiden handeln.
Beispiele für Tenside (Bl) sind
(a) Monoalkyl-quartäre Ammoniumsalze, wie z.B.
- das Behenyltrimethylammonium-Salz,
- das Stearyltrimethylammonium-Salz
- das Cetyltrimethylammonium-Salz und
- das hydrierte Tallölalkyltrimethylammonium-Salz und
(b) Dialkyl-quartäre Ammoniumsalze, wie z.B.
- Dialkyl(C14-C18)dimethylammoniumchlorid,
- Ditalkalkyl-dimethylammoniumchlorid,
- Distearyldimethylammoniumchlorid und
- Dicetyldimethylammoniumchlorid
- Dioleyldimethylammoniumchlorid
(erhältlich von Witco Corporation unter dem Markenname Ado- gen (R) 472).
Ein Beispiel für Tenside der Formel (B2) ist
- l-Methyl-l-stearoylamidoethyl-2-stearoylimidazolinium methyl- sulfat (erhältlich von der Witco Corporation unter dem Marken namen Varisoft (R)).
Beispiele für Tenside (B3) sind
- N,N-bis(Stearoyl-oxyethyl)-N,N-dimethyl ammoniumchlorid,
- N,N-bis(Talloyl-oxyethyl)-N,N-dimethyl ammoniumchlorid,
- N,N-bis(Stearoyl-oxyethyl)-N- (2-hydroxyethyl)-N-methyl ammo- niummethylsulfat,
- N,N-bis[Ethyl(tallowate)]-N- (2-hydroxyethyl)-N-methylammoni- ummethylsulfate,
- Difettsäureamidoamin-basierte Produkte wie beispielsweise [Alkyl/Alkenyl-C (0)-NH-CH2CH2-N (CH3)(CH2CH2OH)-CH2CH2-NH-C (0)-
Alkyl/Alkenyl]+ CH3SO4- (z.B. ein Produkt erhältlich von der Fa. Witco Corporation un ter dem Markennamen Varisoft(R) 222 LT).
Durch die Verwendung der bevorzugten Zusammensetzungen (Z) kann bei Textilien, insbesondere Polyester-haltigen Textilien, die Freisetzung von Mikrofasern deutlich verringert werden. Gleichzeitig erreicht man durch die Verwendung der bevorzugten Zusammensetzungen (Z) eine deutliche Verbesserung des Weich griffs wie auch eine verbesserte Schmutzabweisung der behandel ten Textilien.
Die Alkylreste R, R1, und R3 können linear, zyklisch, verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein. Vorzugsweise weisen die Alkyl reste R, R1, und R3 unabhängig voneinander 1-18 Kohlenstoff atome, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf, besonders be vorzugt sind Methylrest oder Ethylrest. Ein besonders bevorzug ter Rest R, R1, und R3 ist der Methylrest.
Die zweiwertigen Kohlenwasserstoffreste R5 können linear, zyk lisch, verzweigt, aromatisch, gesättigt oder ungesättigt sein. Vorzugsweise weisen die Reste R5 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf, besonders bevorzugt sind Alkylenreste, insbesondere Propylen.
Die einwertigen Kohlenwasserstoffreste R6 können linear, zyk lisch, verzweigt, aromatisch, gesättigt oder ungesättigt sein. Vorzugsweise weisen die Reste R6 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf, besonders bevorzugt sind Alkylreste oder Alkanoylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugte Substituenten R6 sind Wasserstoff, der Methyl-, der Ethyl-, der Cyclohexyl-Rest und der Acetyl-Rest.
Die einwertigen Kohlenwasserstoffreste R9 können linear, zyk lisch, verzweigt, aromatisch, gesättigt oder ungesättigt sein. Vorzugsweise weisen die Reste R9 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf, besonders bevorzugt sind Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffato- men. Besonders bevorzugte Substituenten R9 sind Wasserstoff, der Methyl-, der Ethyl- und der Cyclohexyl-Rest.
Vorzugsweise weist x einen Wert von 0 bis 18, besonders bevor zugt 0 bis 6, insbesondere 1 bis 3 auf.
Besonders bevorzugte Reste R2 sind -CH2N(R6)2, -(CH2)3 N(R6)2, - (CH2)3 N(R6)(CH2)2 N (R6)2, insbesondere der Aminopropylrest, Ami- noethylaminopropylrest und Cyclohexylaminopropylrest.
Vorzugsweise ist das Polyorganosiloxan (P) aufgebaut aus min destens 3, insbesondere mindestens 10 Einheiten und vorzugs weise höchstens 1000 Einheiten, insbesondere höchsten 500 Ein heiten der Formel Ia, Ib, H a und Ilb.
Das Polyorganosiloxan (P) weist bevorzugt eine Kettenlänge von 3 bis 1000 Wiederholungseinheiten, insbesondere von 10 bis 500 Wiederholungseinheiten auf.
Die Viskosität des Polyorganosiloxans (P) beträgt vorzugsweise 1 bis 100000 mPa-s, insbesondere 10 bis 10000 mPa-s (bei 25°C und bei einer Scherrate von 101/s).
Das Verhältnis von Anzahl der Einheiten Ia zur Anzahl der Ein heiten Ib ist so gewählt, dass das Polyorganosiloxan (P) min destens eine Aminzahl von 0,1 mequiv/g Polyorganosiloxan (P), vorzugsweise mindestens 0,15 mequiv/g Polyorganosiloxan (P) aufweist. Die Aminzahl des Polyorganosiloxan (P) beträgt vor zugsweise höchstens 7 mequiv/g, besonders bevorzugt höchstens 2 mequiv/g, insbesondere höchstens 0,6 mequiv/g.
Das Polyorganosiloxan (P) besitzt bevorzugt entweder aus schließlich Einheiten der Formel H a, ausschließlich Einheiten der Formel Ilb oder eine Kombination aus Einheiten der Formel H a und Ilb.
Hergestellt wird das Polyorganosiloxan (P) durch bekannte che mische Verfahren wie z. B. Hydrolyse oder Äquilibrierung.
Die einwertigen Kohlenwasserstoffreste R10 des Tetraalkoxysili- cats (Dl) sowie der Polysilicatverbindung (D2) können linear, zyklisch, verzweigt, aromatisch, gesättigt oder ungesättigt sein. Vorzugsweise weisen die Reste R10 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf, besonders bevorzugt sind Alkylreste und Phenylreste. Ins besondere bevorzugte Reste R10 sind Methyl, Ethyl und Propyl.
Vorzugsweise enthält die Polysilicatverbindung (D2) mindestens 90, insbesondere mindestens 95 Mol-% Einheiten der allgemeinen Formeln VII und VIII.
Die restlichen Einheiten der Polysilicatverbindung (D2) können beispielsweise Einheiten der allgemeinen Formeln XI und XII
R10OSiO3/2 (XI),
S1O4/2 (XII), sein, wobei R10 die vorstehenden Bedeutungen aufweist.
Vorzugsweise haben die MQ-Siliconharze (D3) bei 25°C eine Vis kosität größer 1000 mPas oder sind Feststoffe. Das mit Gelper meationschromatografie bestimmte gewichtsmittlere Molekularge wicht (bezogen auf einen Polystyrolstandard) dieser Harze be trägt vorzugsweise 200 bis 200 000 g/mol, insbesondere 1000 bis 20 000 g/mol. Bevorzugt sind die erfindungsgemäß eingesetzten MQ-Siliconharze (D3) in Benzol bei einer Temperatur von 25°C und einem Druck von 101,325 kPa zu mindestens 100 g/1 löslich.
Vorzugsweise enthalten die Öl-in Wasser-Emulsionen filmbilden der Organopolysiloxane (A) bezogen auf 100 Gew.-Teile Polyorga- nosiloxan (P) 3 bis 50 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-Teile der Silicatverbindungen (Dl) oder (D2) oder des Or- ganopolysiloxanharzes (D3).
Das Protonierungsmittel (S) ist vorzugsweise eine einprotonige oder mehrprotonige, wasserlösliche oder wasserunlösliche, orga nische oder anorganische Säure.
Geeignete Protonierungsmittel (S) sind beispielsweise Ameisen säure, Essigsäure, Propionsäure, Malonsäure, Zitronensäure, Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Mischungen daraus. Bevorzugte Protonierungsmittel sind Ameisensäure, Essigsäure, Schwefelsäure oder Salzsäure. Besonders bevorzugt ist die Es sigsäure.
Das Protonierungsmittel wird in der Regel in unverdünnter oder in Form einer wässrigen Lösung hinzugefügt.
Das Protonierungsmittel wird vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 2 Mol Proton pro Mol basisches Stickstoffatom der Reste R2 zugesetzt.
Das Protonierungsmittel wird bevorzugt in einer Menge zugege ben, dass die Öl-in-Wasser-Emulsionen einen pH-Wert in einem Bereich von 3,5 bis 7,0, vorzugsweise einen pH-Wert zwischen 3,5 und 6,0 und besonders bevorzugt einen pH-Wert zwischen 3,5 und 5,0 erreichen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der pH-Wert bevorzugt mit einer Elektrode entsprechend der US Pharmacopeia USP 33 bei 20°C gemessen.
Das Wasser ist vollentsalztes oder salzhaltiges Wasser, bevor zugt vollentsalztes Wasser.
Die im Verfahren vorzugsweise eingesetzten Ol-in Wasser-Emulsi onen der filmbildenden Organopolysiloxane (A) enthalten vor zugsweise höchstens 3, besonders bevorzugt höchstens 1, insbe sondere höchstens 0,1 Gew.-Teile Emulgator (bezogen auf 100 Gew.-Teile Organopolysiloxan (A)).
Es können als Emulgatoren (E) alle bisher bekannten, ionischen und nicht-ionischen Emulgatoren sowohl einzeln als auch als Mi schungen verschiedener Emulgatoren eingesetzt werden, mit denen auch bisher wässrige Dispersionen, insbesondere wässrige Emul sionen von Organopolysiloxanen (A) hergestellt werden konnten.
Beispiele für anionische Emulgatoren sind:
1. Alkylsulfate, besonders solche mit einer Kettenlänge von 8 bis 18 C-Atomen, Alkyl- und Alkarylethersulfate mit 8 bis 18 C- Atomen im hydrophoben Rest und 1 bis 40 Ethylenoxid (EO)- bzw. Propylenoxid (PO)-Einheiten.
2. Sulfonate, besonders Alkylsulfonate mit 8 bis 18 C-Atomen, Alkylarylsulfonate mit 8 bis 18 C-Atomen, Tauride, Ester und Halbester der Sulfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen oder Alkylphenolen mit 4 bis 15 C-Atomen; gegebenenfalls können diese Alkohole oder Alkylphenole auch mit 1 bis 40 EO-Einheiten ethoxyliert sein.
3. Alkali- und Ammoniumsalze von Carbonsäuren mit 8 bis 20 C- Atomen im Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylrest. 4. Phosphorsäureteilester und deren Alkali- und Ammoniumsalze, besonders Alkyl- und Alkarylphosphate mit 8 bis 20 C-Atomen im organischen Rest, Alkylether- bzw. Alkaryletherphosphate mit 8 bis 20 C-Atomen im Alkyl- bzw. Alkarylrest und 1 bis 40 EO- Einheiten .
Beispiele für nichtionische Emulgatoren sind:
5. Polyvinylalkohol, der noch 5 bis 50%, vorzugsweise 8 bis 20 Vinylacetateinheiten aufweist, mit einem Polymerisationsgrad von 500 bis 3000.
6. Alkylpolyglycolether, vorzugsweise solche mit 5 bis 40 EO- Einheiten und Alkylresten von 8 bis 20 C-Atomen.
7. Alkylarylpolyglycolether, vorzugsweise solche mit 5 bis 40 EO-Einheiten und 8 bis 20 C-Atomen in den Alkyl- und Arylres ten.
8. Ethylenoxid/Propylenoxid(EO/PO)-Blockcopolymere, vorzugs weise solche mit 8 bis 40 EO- bzw. PO-Einheiten.
9. Additionsprodukte von Alkylaminen mit Alkylresten von 8 bis 22 C-Atomen mit Ethylenoxid oder Propylenoxid.
10. Fettsäuren mit 6 bis 24 C-Atomen.
11. Alkylpolyglykoside der allgemeinen Formel R*-0-Z0, worin R* einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit im Mittel 8-24 C-Atomen und ZO einen Oligoglyko- sidrest mit im Mittel o = 1-10 Hexose- oder Pentoseeinheiten oder Gemischen davon bedeuten.
12. Naturstoffe und deren Derivate, wie Lecithin, Lanolin, Sa ponine, Cellulose, Cellulosealkylether und Carboxyalkylcellulo- sen, deren Alkylgruppen jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatome be sitzen.
13. Polare Gruppen, enthaltend insbesondere die Elemente 0, N, C, S, P, Si, enthaltende lineare Organo(poly)siloxane, insbesondere solche mit Alkoxygruppen mit bis zu 24 C-Atomen und/ oder bis zu 40 EO- und/oder PO-Gruppen.
Beispiele für kationische Emulgatoren sind:
14. Salze von primären, sekundären und tertiären Fettaminen mit 8 bis 24 C-Atomen mit Essigsäure, Schwefelsäure, Salzsäure und Phosphorsäuren .
15. Quarternäre Alkyl- und Alkylbenzolammoniumsalze, insbeson dere solche, deren Alkylgruppen 6 bis 24 C-Atome besitzen, ins besondere die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate.
16. Alkylpyridinium-, Alkylimidazolinium- und Alkyloxazolini- umsalze, insbesondere solche, deren Alkylkette bis zu 18 C- Atome besitzt, speziell die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate .
Als ampholytische Emulgatoren eignen sich besonders:
17. Langkettig substituierte Aminosäuren, wie N-Alkyl-di-(ami- noethyl-)glycin oder N-Alkyl-2-aminopropionsäuresalze.
18. Betaine, wie N-(3-Acylamidopropyl)-N,N-dimethylammoni- umsalze mit einem C8-C18-Acylrest und Alkyl-imidazolium-Be- taine.
Bevorzugt als Emulgatoren sind nichtionische Emulgatoren, ins besondere die vorstehend unter 6. aufgeführten Alkylpolyglyco- lether und kationische Emulgatoren, insbesondere die vorstehend unter 15. aufgeführten quarternären Alkyl- und Alkylbenzolammo niumsalze. Der Emulgator kann aus einem der o.g. Emulgatoren oder aus einem Gemisch zweier oder mehrerer o.g. Emulgatoren bestehen, er kann in reiner Form oder als Lösung eines oder mehrerer Emulgatoren in Wasser oder organischen Lösemitteln eingesetzt werden. Die im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise eingesetzten Öl-in Wasser-Emulsionen der filmbildenden Organopolysiloxane (A) enthalten organische Lösemittel oder Lösemittelgemische (L), ausgewählt aus Monoalkoholen oder Polyalkoholen, aproti- schen Ethern oder Mono-, Di- oder Trialkoxy-alkylethern mit Al kylresten bis zu 7 C-Atomen.
Beispiele für Monoalkohole oder Polyalkohole sind Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanol, n-Amylalkohol, i- Amylalkohol, Ethylenglykol, Diethyleneglykol, Propyleneglykol, Dipropylenglykol, Butylglycol, Hexylenglycol, Heptylenglycol, Octylenglycol und Glycerin.
Beispiele für aprotische Ether sind Dioxan, Tetrahydrofuran, Diethylether oder Diisopropylether
Mono, Di- oder Trialkoxy-alkylether sind Glycolether, wie z.B. Ethylenglykolether, Propylenglykolether oder Butylenglyko- lether.
Beispiele für Ethylenglycolether sind
Ethylenglycolmonomethylether (Methylglycol, 2-Methoxyetha- nol, CH3-O-CH2CH2-OH) ,
Ethylenglycolmonoethylether (Ethylglycol, 2-Ethoxyethanol, CH3CH2-O-CH2CH2-OH)
Ethylenglycolmonopropylether (2-Propoxyethanol, CH3CH2CH2-O- CH2CH2-OH)
Ethylenglycolmonoisopropylether (2-Isopropoxyethanol,
(CH3)2CH-O-CH2CH2-OH)
Ethylenglycolmono-n-butylether (2-Butoxyethanol, CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2-OH
Ethylenglycolmonophenylether (2-Phenoxyethanol, C6H5-O-CH2CH2-OH)
Ethylenglycolmonohexylether (2-Hexyloxyethanol, C6HII-0-CH2CH2-0H)
Ethylenglycolmonobenzylether (2-Benzyloxyethanol, C6H5CH2-O- CH2CH2-OH)
Diethylenglycolmonomethylether [2-(2-Methoxyethoxy)ethanol, Methylcarbitol, CH3-O-CH2CH2-O-CH2CH2-OH]
Diethylenglycolmonoethylether [2-(2-Ethoxyethoxy)ethanol, Carbitolcellosolve, CH3CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-OH] - Diethylenglycolmono-n-butylether [2-(2-Butoxyethoxy)etha nol, CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-OH]
Triethylenglycolmono-n-butylether (Butyltriglycol)
Diethylenglycoldiethylether (Diethylcarbitol)
Dibuthylenglycoldibutylether (Dibutylcarbitol)
Beispiele für Propylenglycolether sind
Propylenglycolmonomethylether (l-Methoxy-2-propanol) Propylenglycolmonoethylether (Ethoxypropanol) Propylenglycolmono-n-butylether (l-Butoxy-2-propanol) - Propylenglycolmonohexylether (l-Hexoxy-2-propanol)
Dipropylenglycolmonoethylether Dipropylenglycolmono-n-butylether Dipropylenglycolmonohexylether ) Tripropylenglycolmonomethylether - Tripropylenglycolmono-n-butyllether
Tripropylenglycoldimethylether Beispiele für Butylenglycolether sind
Butylenlycolmonomethylether (l-Methoxy-2-propanol)
Butylenglycolmonobutylether (Ethoxypropanol)
Bevorzugte Beispiele für Lösemittel oder Lösemittelgemische (L) sind Isopropanol, Ethylenglykol, Diethyleneglykol, Propyl- eneglykol, Dipropylenglykol, Butylglycol, Hexylenglycol, Hepty- lenglycol, Glycerin, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylengly- colmonoethylether, Ethylenglycolmono-n-butylether, Ethylengly- colmonohexylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethy- lenglycolmono-n-butylether , Propylenglycolmonomethylether, Pro- pylenglycolmonoethylether , Propylenglycolmono-n-butylether oder Dipropylenglycolmono-n-butylether .
Insbesondere bevorzugte Beispiele für Lösemittel oder Lösemit telgemische (L) sind Propyleneglykol, Dipropylenglykol, Butyl glycol, Ethylenglycolmono-n-butylether, Ethylenglycol- monohexylether, Diethylenglycolmono-n-butylether, Propylengly- colmono-n-butylether oder Dipropylenglycolmono-n-butylether.
Die im Verfahren vorzugsweise eingesetzten Öl-in Wasser-Emulsi onen der filmbildenden Organopolysiloxane (A) enthalten vor zugsweise 10 bis 150 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 20 bis 120 Gew.-Teile, 40 bis 100 Gew.-Teile Lösemittel oder Lösemittelge mische (L) (bezogen auf 100 Gew.-Teile Organopolysiloxane (A)).
Die im Verfahren vorzugsweise eingesetzten Öl-in-Wasser-Emulsi- onen werden durch Vermischen der Kombination aus Polyorganosi- loxan (P), Silicatverbindung (Dl), Polysilicatverbindung (D2) oder MQ-Harz (D2), Protonierungsmittel (S), Wasser (W), gegebe nenfalls Emulgator (E), organischem Lösemittel (L) und gegebe nenfalls mit weiteren Komponenten hergestellt. Das Vermischen wird bei einer Temperatur von vorzugsweise 10-80 °C, besonders bevorzugt 15-40 °C, und einem Druck von vorzugsweise 900 bis 1100 hPa durchgeführt. Das Vermischen kann jedoch auch bei hö heren oder niedrigeren Drücken durchgeführt werden.
In einer favorisierten Vorgehensweise werden das Polyorganosi- loxan (P) und die Silicatverbindung (Dl), Polysilicatverbindung (D2) oder MQ-Harz (D2) vorgemischt. Diese Vormischung wird so dann in eine Mischung aus Protonierungsmittel (S), Wasser (W), gegebenenfalls Emulgator (E), organischem Lösemittel (L) und gegebenenfalls mit weiteren Komponenten eingearbeitet und an schließend mit weiterem Wasser zur Öl-in-Wasser-Emulsion ver dünnt.
Die Herstellung kann diskontinuierlich oder kontinuierlich er folgen.
Technologien zur Herstellung von Emulsionen von Organopolysilo- xanen sind bekannt. So kann das intensive Mischen und Disper gieren in Rotor-Stator-Rührvorrichtungen, Kolloidmühlen, Hoch druckhomogenisatoren, Mikrokanälen, Membranen, Strahldüsen und ähnlichem, oder mittels Ultraschall erfolgen.
Die Öl-in-Wasser-Emulsionen sind mit Wasser in allen Verhält nissen verdünnbar. Die Emulsionen können Wasser in Mengen von vorzugsweise mindestens 10,0 Gew.-Teilen, insbesondere mindes tens 100,0 Gew.-Teilen, vorzugsweise höchstens 5000 Gew.-Tei len, insbesondere höchstens 1000 Gew.-Teilen enthalten.
Die Öl-in-Wasser-Emulsionen sind unabhängig vom Wasseranteil klare bis opake Flüssigkeiten mit einer Viskosität von vorzugs weise 5 bis 10000 mPa-s, besonders bevorzugt 5 bis 1000 mPa-s, insbesondere 10 bis 500 mPa-s (bei 25°C und bei einer Scherrate von 101/s). Besonders bevorzugt ist die Behandlung und Imprägnierung von beliebigen Fasern, insbesondere natürlichen und synthetischen Textilien und Funktionsmaterialien.
Die Verwendung der Zusammensetzungen (Z) erfolgt bevorzugt wäh rend des Waschvorgangs in einer handelsüblichen Waschmaschine, insbesondere durch Zusatz in der Weichspülkammer. Dabei wird in einem Waschgang die Wäsche gereinigt und im Weichspülgang mit der Zusammensetzung (Z) in Kontakt gebracht. Dadurch werden die Tex tilien mit den filmbildenden Organopolysiloxanen (A) imprägniert, so dass es im darauffolgenden Waschvorgang zu einer reduzierten Mikrofaser-Freisetzung aus Textilien, insbesondere aus polyes terhaltigen Textilien kommt.
Des Weiteren können die Zusammensetzungen (Z) nicht nur dazu verwendet werden, Textilien, insbesondere polyesterhaltige Tex tilien derart zu imprägnieren, dass die Mikrofaser-Freisetzung beim Waschvorgang reduziert wird. Sondern die Zusammensetzungen (Z) können auch noch andere Effekte erzielen, wie Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, wie z.B. Hitze, Sonnenlicht, insbe sondere UV-Strahlung, Oxidationsmitteln oder saurer Umgebung, so dass auch beim Tragen der Textilien eine Mikrofaser-Freiset zung reduziert wird.
Gleichzeitig erreicht man durch die Verwendung der Zusammenset zungen (Z) eine deutliche Verbesserung des Weichgriffs wie auch eine verbesserte Schmutzabweisung der behandelten Textilien.
In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht.
Sofern nicht anders angegeben, werden die folgenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also bei etwa 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also etwa 20°C bzw. einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reaktanten bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung oder Kühlung einstellt, durchgeführt .
Die Viskositäten wurden an einem Rheometer „MCR 302" der Fa. Anton Paar nach DIN EN ISO 3219: 1994 und DIN 53019 gemessen, wobei ein Kegel-Platte-System (Kegel CP50-2) mit einem Öff nungswinkel von 2° verwendet wurde. Die Kalibrierung des Gerä tes erfolgte mit Normalöl 10000 der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt. Die Messtemperatur beträgt 25,00°C +/- 0,05°C, die Messzeit 3 min. Die Viskositätsangabe stellt den arithmeti schen Mittelwert von drei unabhängig durchgeführten Einzelmes sungen dar. Die Messunsicherheit der dynamischen Viskosität be trägt 1,5 %. Der Schergeschwindigkeitsgradient wurde in Abhän gigkeit von der Viskosität gewählt und wird für jede Viskosi tätsangabe separat ausgewiesen.
Die Aminzahl gibt an, wieviel mmol KOH einem Gramm der zu be stimmenden Substanz äquivalent sind. Die Bestimmung der Amin zahl erfolgt nach DIN 16945-Version 1989-03.
Beispiele :
Das in den Testbeispielen verwendete Aminoalkylgruppen aufwei sende Polydimethylsiloxan (P—1) ist ein gemischt Hydroxy-/Me- thoxydimethylsilyl-terminiertes Copolymer aus Aminoethylaminop- ropylmethylsiloxan- und Dimethylsiloxan-Einheiten mit einer Viskosität von 982 mPas (bei 25°C und bei einer Scherrate von 10 1/s) und einer Aminzahl von 0,287 mmol/g.
Die in dem Testbeispiel verwendete Silicatverbindung (D-l) ist ein Gemisch aus Tetraethoxysilicat der allgemeinen Formel VI und einer Polysilicatverbindung mit 2 Einheiten der allgemeinen Formel VII und 1 bis 7 Einheiten der allgemeinen Formel VIII, wobei R10 einen Ethylrest bedeutet, mit einem SiC^-Gehalt von 40 Gew.-%.
Das in dem Testbeispiel verwendete MQ-Siliconharz (D-2) ist ein bei 20°C festes Siliconharz enthaltend Einheiten der allgemei nen Formel IX und X im Verhältnis 0,37 zu 0,63 mit einem Mole kulargewicht Mn = 2700 g/mol (gewichtsmittleres Molekularge wicht bezogen auf einen Polystyrolstandard via Gelpermeations chromatografie bestimmt).
Herstellen der verschiedenen Formulierungen:
Beispiel 1: Öl-in Wasser-Emulsion eines filmbildenden Organopo- lysiloxans El
17,0 g einer Mischung aus 13,6 g Aminoalkylgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans (P—1) und 3,4 g MQ-Siliconharz (D-2) wer den unter Rühren bei Raumtemperatur zu 7,0 g entmineralisiertem Wasser, 7,0 g Ethylenglykolmonobutylether (käuflich erhältlich bei der Fa. BASF), 2,9 g Ethylenglykolmonohexylether (käuflich erhältlich bei der Fa. BASF) und 0,13 g Essigsäure (80%ige wässrige Lösung erhältlich bei der Fa. Brenntag) gegeben, an schließend werden noch 65,97 g entmineralisiertes Wasser einge rührt. Erhalten wird eine klare, farblose Emulsion (E_l). Emulsion E_1 enthält 17 Gew.-% des filmbildenden Organopolysilo- xans Al.
Beispiel 2: Öl-in Wasser-Emulsion eines filmbildenden Organopo- lysiloxans E2
7,0 g entmineralisiertes Wasser, 12,0 g n-Butylglykol (erhält lich unter dem Handelsnamen Ethylene glycol butyl ether bei der Fa. Sigma-Aldrich) und 0,4 g Essigsäure (80%ige wässrige Lösung erhältlich bei der Fa. Brenntag) werden bei Raumtemperatur vorgelegt und vermischt. 17,0 g einer Mischung aus 16,1 g Ami- noalkylgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans (P-l) und 0,9 g Silicatverbindung (D-l) sowie 63,6 g entmineralisiertes Was ser werden sukzessive eingerührt. Erhalten wird eine transluzente, farblose Emulsion (E2).
Emulsion E2 enthält 17 Gew.-% des filmbildenden Organopolysilo- xans A2.
Beispiel 3: (Nicht-erfindungsgemäße) Öl-in Wasser-Emulsion ei nes linearen Organopolysiloxans VE3:
7,0 g entmineralisiertes Wasser, 4,0 g Isotridecy- loctaethoxylat, käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Lutensol TO 8 (Fa. BASF), 2,0 g Isotridecylpentaethoxylat, käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Lutensol TO 5 (Fa. BASF) und 0,4 g Essigsäure (80%ige wässrige Lösung erhältlich bei der Fa. Brenntag) werden bei Raumtemperatur vorgelegt und vermischt. 34,0 g des Aminoalkylgruppen aufweisenden Polydime thylsiloxans (P-l) sowie 52,6 g entmineralisiertes Wasser wer den sukzessive eingerührt. Erhalten wird eine transluzente, weißliche Emulsion (VE3).
Emulsion VE3 enthält kein filmbildendes Organopolysiloxan.
Beispiel 4:
Zusammensetzungen Zl_, Z2 (erfindungsgemäß) enthaltend
(A) filmbildende Organopolysiloxane,
(B) kationische Tenside und
(C) Wasser sowie Zusammensetzungen VZ3 und VZ (nicht-erfindungsgemäß). Tabelle 1: Wässrige Formulierungen ZI , Z2 , VZ3 , VZ4
*) erfindungsgemäß
**) nicht erfindungsgemäß
* * * ) Bl : N,N-bis[Ethyl(tallowate)]-N-(2-hydroxyethyl)-N-me- thylammoniummethylsulfate (90%ige Lösung in Isopropanol), käuf lich erwerblich unter dem Handelsnamen Stepantex® VK90 (Fa. Stepan)
Die (erfindungsgemäßen wie auch nicht erfindungsgemäßen) Formu- lierungen werden dadurch hergestellt, dass man das Wasser auf 50°C erhitzt. Das zuvor bei 50°C aufgeschmolzene und intensiv gerührte kationische Tensid wird bei dieser Temperatur unter intensivem Rühren hinzugefügt. Es wird weitergerührt, bis eine homogene Mischung resultiert. Die Mischung wird auf 30°C abge- kühlt und die Öl-in Wasser-Emulsion E_l , E2 bzw. VE3 sowie wei tere Inhaltsstoffe werden hinzugefügt. Bei VZ4 werden aus schließlich das kationische Tensid und weitere Inhaltsstoffe formuliert. Beispiel 5:
Für die folgenden Versuche werden 50 ml der Zusammensetzungen ZI, Z2, VZ3 und VZ4 mit entmineralisiertem Wasser auf 2000 ml der Einsatzkonzentration verdünnt.
Es wird ein schwarzes, 100% Polyestergewebe mit einer Grammatur von 270 g/m2 verwendet.
Das Gewebe wird vorbehandelt, indem es in einer Waschmaschine (Miele Softtronic W 1935) bei 40°C, Hauptwaschprogramm ohne ein Waschmittel vorgewaschen wird. Daraufhin wird es zu Kreisen mit einem Durchmesser von 113 mm ausgestanzt. Die Ränder werden mittels einer Flamme abgeschmolzen, um ein Ausfransen zu ver hindern.
Die ausgestanzten Polyestergewebe werden mit den verdünnten Zu sammensetzungen Zl_, Z2, VZ3 oder VZ4 vorbehandelt, indem je weils ein Gewebe flach in ein Becherglas gelegt wird, mit 19 ml der verdünnten Zusammensetzung Zl_, Z2, VZ3, VZ4 oder nur Wasser als Blindwert (BL) von Hand gerührt, zwischen zwei Rollen aus gedrückt und über Nacht an der Leine getrocknet wird. Abschlie ßend werden die Gewebe mit einem handelsüblichen Bügeleisen ge bügelt (ca. 20 sek., Synthetik Programm).
Um einen Waschgang zu simulieren, werden die Versuche in einem Linitester-Gerät (Fa. Hanau) durchgeführt. Dazu werden 200 ml einer Waschflüssigkeit (dazu werden 4 g Ariel Flüssigwaschmit tel in einem Liter Wasser gelöst), 20 Stahlkugeln und ein vor behandeltes Polyestergewebe in einen Metallbecher gegeben und für 90 min bei 60°C im Linitester-Gerät behandelt.
Die Waschflüssigkeit wird über einen Büchner-Filter mit einem Papier-Rundfilter (Fa. VWR, 55 mm Durchmesser, Porengröße: 31- 50 pm) abfiltriert. Das Gewebe wird mit 100 ml Wasser gespült, und das Spülwasser wird über den gleichen Filter filtriert.
Das Filterpapier wird fotografiert, und die Anzahl der abfil trierten Mikrofasern wird elektronisch ausgewertet (Bildbearbeitungssoftware ImageJ); Ausgabe als Fläche, die durch die Mikrofasern auf dem Filterpapier belegt wird.
Das Ergebnis ergibt sich aus dem Mittelwert aus zwölf Einzel messungen .
Tabelle 2: Freigesetzte Mikrofasern
*) erfindungsgemäß
**) nicht erfindungsgemäß Aus Tabelle 2 geht eindeutig hervor, dass bei Verwendung der Zusammensetzungen Zl_ und Z2 die Freisetzung an Mikrofasern aus dem Polyestergewebe gegenüber dem Blindwert BL (keine Ausrüs tung) oder VZ4 (Ausrüstung mit ausschließlich dem kationischen Tensid) reduziert ist. Bei der Verwendung der Formulierung VZ3, die kein ilmformendes Polysiloxan enthält, werden verglichen mit dem Blindwert BL und mit der Verwendung der Zusammensetzun gen ZI und Z2 deutlich mehr Mikrofasern freigesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verringerung der Mikrofaser-Freisetzung beim Waschvorgang von Textilien, welche vor dem Waschvorgang vorbehandelt werden mit Zusammensetzung (Z), enthaltend
(A) mindestens 0,1 Gew.-Teile und höchstens 10,0 Gew.-Teile filmbildender Organopolysiloxane,
(B) mindestens 1 Gew.-Teil und höchstens 20 Gew.-Teile kationi sche Tenside und
(C) mindestens 30 Gew.-Teile und höchstens 99 Gew.-Teile Was ser.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die filmbildenden Orga nopolysiloxane (A) in Form ihrer wässrigen Emulsionen ein gesetzt werden.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung (Z) eine Öl-in Wasser-Emulsion filmbil dender Organopolysiloxane (A), enthält, die
(i) 100 Gew.-Teile von bei 20 °C flüssigen Aminoalkylgruppen aufweisendem Polyorganosiloxan (P), das mindestens 80 Mol-% Einheiten, ausgewählt aus Einheiten der allgemeinen Formeln Ia, Ib, H a und Ilb
R1 2SiO(2/2) (Ia),
R1 aR2SiO(3-a)/2 (Ib),
R3 3SiO(i/2) (H a),
R3 2R4SiO(i/2) (H b), enthält, in denen a den Wert 0 oder 1 bedeutet,
R1 unsubstituierte Alkylreste mit 1-40 Kohlenstoffatomen be deutet,
R2 Aminoalkylrest der allgemeinen Formel III
- R5-NR6R7 (III), wobei
R5 zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1-40 Kohlenstoffato men,
R6 einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1-40 Kohlenstoffato men, Wasserstoff oder Alkanoylrest und R7 einen Rest der allgemeinen Formel IV
- (R8-NR6)XR6 (IV), bedeuten, wobei x einen ganzzahligen Wert von 0 bis 40 und
R8 einen zweiwertigen Rest der allgemeinen Formel V
-(CR9R9-)y (V), bedeutet, wobei
Y einen ganzzahligen Wert von 1 bis 6,
R9 Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffrest mit 1-40 Kohlen stoffatomen bedeuten,
R3 unsubstituierte Alkylreste mit 1-40 Kohlenstoffatomen be deuten,
R4 Reste -OR oder -OH bedeuten und,
R unsubstituierte Alkylreste mit 1-40 Kohlenstoffatomen be deuten, wobei im Polyorganosiloxan (P) das durchschnittliche Ver hältnis der Einheiten der allgemeinen Formeln Ia und Ib zur Summe aus Einheiten der allgemeinen Formeln Ila und Ilb 0,5 bis 500 beträgt und Polyorganosiloxan (P) eine durch schnittliche Aminzahl von mindestens 0,1 mequiv/g aufweist,
(ii) 1 bis 80 Gew.-Teile Siliciumverbindung (D), (bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyorganosiloxans (P)) die ausgewählt wird aus
Silicatverbindung (Dl), dem Tetraalkoxysilicat der allge meinen Formel VI
R10O4Si (VI),
Polysilicatverbindung (D2), die mindestens 80 Mol-% Einhei ten der allgemeinen Formeln VII und VIII und mindestens 2 Einheiten der allgemeinen Formel VII
R10O3Sii/2 (VII),
R10O2Si2/2 (VIII), aufweist, wobei
R10 unsubstituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1-18 Kohlen stoffatomen bedeuten,
MQ-Siliconharz (D3), enthaltend mindestens 80 Mol-% Einhei ten der allgemeinen Formel IX und X
R11 3SiOi/2 (IX),
Si04 2 (X), wobei R11 die für R1 oder R4 angegebene Bedeutung aufweist und das Verhältnis der Einheiten der allgemeinen Formeln IX und X 0,5 bis 2,0 beträgt und höchstens 10 Gew.-% der Reste R11 -OR und -OH sind, und Gemische aus beliebigen Anteilen (Dl), (D2) und (D3) enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Reste R1 und R3 Me thylreste sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der Rest R ein Me thylrest ist.
6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, bei dem die Polysili catverbindung (D2) mindestens 90 Mol-% Einheiten der allge meinen Formeln VII und VIII enthält und die restlichen Ein heiten Einheiten der allgemeinen Formeln XI und XII
R10OSiO3/2 (XI),
S1O4/2 (XII), sind, wobei R10 die in Anspruch 10 angegebenen Bedeutungen aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, bei dem die MQ- Siliconharze (D3) bei 25°C eine Viskosität größer 1000 mPas (gemessen bei 25°C und bei einer Scherrate von 101/s) auf weisen oder Feststoffe sind.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die kationischen Tenside (B) ausgewählt werden aus der Gruppe der (Bl) Quarternären Alkyl, Alkenyl, Hydroxyalkyl- und Al kylbenzolammoniumsalze,
(B2) Alkylpyridinium-, Alkylimidazolinium- und Alkyloxazo- liniumsalze und (B3) Ester-/Amido-haltigen quartären Ammoniumsalze.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die Öl in Wasser-Emulsionen der filmbildenden Organopolysiloxane (A) organische Lösemittel oder Lösemittelgemische (L) ent- halten, ausgewählt aus Monoalkoholen oder Polyalkoholen, aprotischen Ethern oder Mono, Di- oder Trialkoxy-alkyl- ethern mit Alkylresten bis zu 7 C-Atomen.
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