SK150299A3

SK150299A3 - Use of selected polydiorganosiloxanes in fabric softener compositions

Info

Publication number: SK150299A3
Application number: SK1502-99A
Authority: SK
Inventors: Monika Schaumann; Jurgen Kaschig; Caroline Schafer; Frank Lee; Erich Rossler; Harald Chrobaczek; Dieter Walz
Original assignee: Ciba Sc Holding Ag; Ciba Sc Pfersee Gmbh
Priority date: 1997-05-01
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 2000-05-16
Also published as: ATE269388T1; CA2287175A1; KR100531564B1; CN1254364A; JP4158125B2; TR199902694T2; NO995241L; NO995241D0; DE69824579T2; NZ500873A; CA2287175C; RU2202602C2; CN1192082C; US20020032146A1; KR20010012135A; EP0980417A1; EP0980417B1; AU737841B2; JP2001522417A; WO1998050502A1

Description

Použitie vybraných polydiorganosiloxánov v prostriedkoch na zmäkčovanie tkanín

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka použitia vybraných polydiorganosiloxánov v prostriedkoch na zmäkčovanie tkanín a prostriedkov zmäkčujúcich tkaniny obsahujúcich tieto polydiorganosiloxány.

Doterajší stav techniky

Prostriedky zmäkčujúce tkaniny, ktoré sa môžu pridať do vody na namáčanie pri praní bielizne, sú známe ako zmäkčovadlá. Tieto prostriedky bežne obsahujú ako aktívnu zložku kvartérnu amóniovú zlúčeninu, ktorá je nerozpustná vo vode. Komerčne dostupné prostriedky zmäkčujúce tkaniny sú založené na vodnej disperzii kvartérnej amóniovej zlúčeniny nerozpustnej vo vode. V poslednom čase rastie záujem o biologicky rozložiteľné aktívne zložky. Takýmito zlúčeninami sú napríklad estery kvartérnych amóniových zlúčenín, tzv. esterkváty, ktoré obsahujú aspoň jednu hydrofilnú alkylovú alebo alkenylovú skupinu s dlhým reťazcom prerušenú karboxylovými skupinami. Tieto zlúčeniny sú opísané napríklad v EP-A-0 239 910 alebo WO 95/24460.

Zvlášť vhodné sú kvartérne amóniové zlúčeniny všeobecného vzorca I z,°

CH--CH.-O^-C I ^X '* R (I)

HO-CHj-CHj-N—CHj CHgSO^

CHj-CHj-O-C^ ^so kde

R je alifatický zvyšok lojovej mastnej kyseliny, najmä mono2 alebo polynenasýtený alifatický zvyšok obsahujúci 17 atómov uhlíka.

Aktívne zložky v prostriedkoch na zmäkčovanie tkanín, ktoré poskytujú dobré zmäkčenie ošetrovanej tkaniny, majú tú nevýhodu, že znižujú schopnosť textilnej tkaniny absorbovať vodu, čo sa prejavuje najmä pri bavlnených tkaninách ošetrených zmäkčovadlom. Nevýhoda zníženej zmáčavosti je zvlášť významná v prípade už uvedených esterov kvartérnych amóniových solí.

Predmetom podľa predloženého vynálezu je nájsť prísadu do prostriedkov na zmäkčovanie tkanín, ktorá zvýši zmáčavosť ošetrovaných tkanín a ktorá súčasne neovplyvní dalšie kladné vlastnosti, ako je zmäkčenie a statické vlastnosti ošetrovanej látky.

Zistilo sa, že tieto požiadavky spĺňajú určité polysiloxány.

Podstata vynálezu

Predložený vynález sa týka použitia prostriedkov na zmäkčovanie tkanín, ktoré obsahujú:

(a) ako aktívnu zložku kvartérnu amóniovú zlúčeninu vzorca I; a (b) polydiorganosiloxán neobsahujúci dusík, ktorý má koncové hydroxylové skupiny viazané na kremík;

na ošetrenie materiálov z textilných vláken.

Polydiorganosiloxány sú lineárne alebo takmer lineárne siloxánové polyméry obsahujúce koncové hydroxylové skupiny viazané na kremík. Polydiorganosiloxány tohto typu majú 2, najmä 1,9 až 2 organické zvyšky na atóm kremíka a môžu sa pripraviť známymi spôsobmi.

Nové polydiorganosiloxány majú strednú molekulovú hmotnosť najmenej 750, najmenej 50 % organických substituentov na diorganopolysiloxáne sú metylové skupiny a všetky ostatné prítomné organické substituenty sú jednoväzbové uhľovodíky obsahujúce 2 až 30 atómov uhlíka.

Príklady vhodných jednoväzbových uhľovodíkových zvyškov obsahujúcich 2 až 30 atómov uhlíka sú alkylové skupiny alebo cykloalkylové skupiny, ako je etylová skupina, propylová skupina, butylová skupina, n-oktylová skupina, tetradecylová skupina, oktadecylová skupina alebo cyklohexylová skupina, alkenylové skupiny, ako je vinylová skupina alebo alylová skupina a arylové alebo arylalkylové skupiny, ako je fenylová skupina alebo tolylová skupina.

Polydiorganosiloxány majú výhodne molekulovú hmotnosť od 20 000 do 90 000.

Výhodnými polydiorganosiloxánmi sú polydimetylsiloxány všeobecného vzorca II

HO·

CH, i ³-Si-Oi

CH, (II) —-H kde x je 300 až 1000, výhodne 400 až 800.

Stredný počet hydroxylových skupín na atóm kremíka sa môže určiť nasledujúcim spôsobom: spektroskopie sa použije na určenie pomeru počtu atómov kremíka, ku ktorým sú viazané hydroxylové skupiny, v niektorých prípadoch cez alkylénové mostíky, k počtu atómov kremíka, ku ktorým nie sú viazané žiadne hydroxylové skupiny alebo skupiny obsahujúce hydroxylové skupiny.

Vhodné príklady sú opísané napríklad v DE-B-2 459 936.

Pri príprave zmäkčovadiel tkanín sa polydiorganosiloxány podľa predloženého vynálezu výhodne použijú vo forme vodných emulzií. Emulzie sa môžu pripraviť nasledujúcim spôsobom: polydiorganosiloxán sa emulguje vo vode s použitím jedného alebo viacerých dispergačných činidiel a strižnej sily, napríklad s použitím koloidného mlyna. Vhodné dispergačné činidlá sú odborníkom v tejto oblasti známe, napríklad sa použijú etoxylové alkoholy alebo polyvinylalkohol. Dispergačné činidlá sa použijú v bežnom množstve a môžu sa pridať buď k polysiloxánu alebo k vode pred emulgáciou. Keď je to vhodné, emulgácia sa môže v niektorých prípadoch uskutočniť pri zvýšenej teplote.

Keď je to vhodné, polydiorganosiloxány môžu ďalej obsahovať dispergované polyalkylénové vosky. Príklady vhodných polyalkylénových voskov sú oxidované polyetylénové vosky.

Disperzie, ktoré obsahujú polysiloxán a takýto vosk sa získajú pomocou prípravy disperzie polysiloxánu pomocou uvedeného spôsobu a potom zmiešaním disperzie s disperziou oxidovaného polyetylénového vosku, ktorý sa pripravil vopred. Vhodné disperzie voskov sú komerčne dostupné.

Disperzia polysiloxánu použitá podľa predloženého vynálezu má napríklad nasledujúce zloženie:

až 60, výhodne 5 až 25 % hmotnostných α,ω-dihydroxydimetylpolysiloxánu, až 20, výhodne 5 až 15 % hmotnostných polyetylénového vosku,

0,5 až 15, výhodne 1 až 10,0 % hmotnostných alkoholetoxylátu (obsahujúceho 16 až 18 atómov uhlíka, nasýtená), až 5, výhodne 0,1 až 2,0 % hmotnostných stearylaminooktaetoxylátu a vodu do 100 %.

Príklady vhodných materiálov 2 textilných vláken, ktoré sa môžu ošetriú novými zmäkčovadlami tkanín, sú materiály vyrobené 2 hodvábu, vlny, polyamidu alebo polyuretánov, a sú to najmä celulózové vlákna všetkých typov. Týmito vláknami sú napríklad prírodné celulózové vlákna, ako je bavlna, ľan, juta, konope a regenerovaná celulóza. Výhodné sú textilné vlákna vyrobené z bavlny. Nové prostriedky na zmäkčovanie tkanín sú tiež vhodné pre vlákna obsahujúce hydroxylovú skupinu, ktoré sú prítomné v zmesových tkaninách, napríklad zmesi bavlny s polyesterovými vláknami alebo polyamidovými vláknami.

Predložený vynález ďalej poskytuje prostriedky zmäkčujúce tkaniny obsahujúce (a) kvártérau amóniovú zlúčeninu vzorca I

P

CH,-CH,-O-C

I R ^(I>

HOCHjCHí-N-CH, CH,SO/

I ,* ^{3 4}

CHj-CHj-O-C^ '0 a

(b) polydiorganosiloxán neobsahujúci dusík, ktorý má koncové hydroxylové skupiny viazané na atóm kremíka, kde

R je alifatický zvyšok lojovej mastnej kyseliny, najmä monoalebo polynenasýtený alifatický zvyšok obsahujúci 17 atómov uhlíka.

Zložka b v novom prostriedku na zmäkčovanie tkanín je výhodne polydiorganosiloxán vzorca II

HO“

CH3

-Si-o1

--H (II) kde x je 300 až 1000.

Prostriedky na zmäkčovanie tkanín obsahujú výhodne až 20 % hmotnostných, výhodne 5 až 20 % hmotnostných zložky (a) a

0,1 až 20 % hmotnostných, výhodne 0,5 až 10 % hmotnostných zložky (b).

Nové prostriedky na zmäkčovanie vláken môžu tiež obsahovať prísady, ktoré sa bežne používajú pre štandardné komerčné zmäkčovadlá tkanín, napríklad alkoholy, ako je etanol, n-propanol, 1-propanol, polyhydroxylové alkoholy, napríklad glycerol a propylénglykol; amfotérne a neionogénne povrchovo aktívne látky, napríklad karboxylové deriváty imidazolu, oxetylované mastné alkoholy, hydrogenovaný alebo etoxylovaný rycínový olej, alkylpolyglykozidy, napríklad decylpolyglukóza a dodecylpolyglukóza, mastné alkoholy, estéry mastných kyselín, mastné kyseliny, etoxylované glyceridy mastných kyselín; tiež anorganické alebo organické soli, napríklad draselné, sodné alebo horečnaté soli rozpustné vo vode, nevodné rozpúšťadlá, pH pufri, vône, farbivá, hydrotropné činidlá, činidlá proti tvorbe peny, činidlá proti opakovanému ukladaniu, polymérne alebo iné zahusťovadlá, enzýmy, optické zjasňovače, činidlá proti zrážaniu, činidlá na odstraňovanie škvŕn, germicídy, fungicídy, antioxidanty, inhibítory korózie a činidlá proti pokrčeniu.

Prostriedky qa zmäkčovanie tkanín podľa predloženého vynálezu sa obvykle pripravia najskôr vmiešaním aktívnej látky, to znamená kvartérnej amóniovej zlúčeniny vzorca I, v tekutom stave do vody, potom, keď je to potrebné, pridaním ďalších požadovaných prísad, a nakoniec, po ochladení, pridaním emulzie polydiorganosiloxánu.

Prostriedky na zmäkčovanie tkanín podľa predloženého vynálezu poskytujú zmäkčenie ošetrených tkanín a sú ľahko biologicky rozložiteľné. Textilné materiály ošetrené novými prostriedkami na zmäkčenie tkanín sa vyznačujú najmä dobrou zmáčavosúou.

Nasledujúce príklady slúžia na ilustráciu podľa predloženého vynálezu, ale v žiadnom ohľade ho neobmedzujú.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Príprava prostriedku na zmäkčovanie

Prostriedok uvedený v tabuľke spôsobom:

tkanín podľa vynálezu sa pripraví nasledujúcim % vody sa zohreje na 60°C. Za miešania sa pridá tekutý ester kvartérnej amóniovej zlúčeniny a zmes sa mieša 30 minút. Zohrievanie sa skončí. Zostávajúca voda sa zmieša so soľou a za miešania sa v dvoch krokoch pridá k zmesi. Zmes sa mieša 30 minút, potom sa za miešania ochladí. Pri teplote nižšej ako 30°C sa pridá vonný olej. Nakoniec sa pridá emulzia polydimetylsiloxánu.

Tabuľka 1:

Zloženie[% hmotn.]	a	b	c	d	e	f
Esterkvát zlúčeniny I	16,2	16,2	16,2	16,2	16,2	16,2
MgCl₂.6 H₂0	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0
Vonný olej	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0
Emulzia polydimetylsiloxánu	0	1	3	5	7	1,2
Deionizovaná voda	zvyšok	zvyšok	zvyšok	zvyšok	zvyšok	zvyšok

Emulzia polydimetylsiloxánu má nasledujúce zloženie:

12,5 % hmotnostných a,ω-dihydroxydimetylpolysiloxánu,

12,5 % hmotnostných polyetylénového vosku,

1,0 % hmotnostných etoxylátu mastného alkoholu (obsahujúceho až 18 atómov uhlíka, nasýtený),

1,0 % hmotnostných stearylaminooktaetoxylátu a

73,0 % vody.

Príklad 2

Test absorptivity podľa DIN 53924

Kontrolná tkanina Molton a Krefeld, 40x40 cm, sa ošetruje vo Wackerovom zariadení (opis zariadenia v K. Bräuer, H. Fehr, R. Puchta, Tens. Dct. 17, 281 (1980))v studenej vode pri pomere kvapaliny 5:1 (5 dielov hmotnostných kvapaliny na 1 diel hmotnostný suchej bielizne) 5 minút. Koncentrácia prostriedkov zmäkčujúcich tkaniny (a) až (f) sa vyberie tak, že 30 g zmäkčovadla tkaniny sa použije na kg suchej bielizne. Po ošetrení sa látka vyberie, 15 sekúnd sa odstreduje, zavesí sa a nechá sušič.

Pri prostriedkoch sa testuje absorptivita podľa DIN 53924. Tento štandard určuje rýchlostí absorpcie, to znamená rýchlostí, ktorou voda preniká cez povrch textílie, ako výsledok pôsobenia kapilárnych síl. Určuje sa len rýchlostí prenosu vody proti gravitačnej sile. Meranými parametrami sú vzrast výšky [mm] v priebehu rôznych časových intervalov.

Výsledky testu sú uvedené v tabuľke 2.

Tabuľka 2

Určenie absorptivity Vzrast výšky v mm

	Prostriedok
	a	b	c	d	e	f
Kontrolná látka Krefeld
po 1 minúte	7	15	18	18	19	16
3 minútach	15	27	32	33	33	26
5 minútach	18	35	42	41	44	36
10 minútach	27	47	57	57	59	49
Molleton
po 1 minúte	22	23	33	40	37	25
3 minútach	41	47	54	61	60	49
5 minútach	51	61	68	74	75	62
10 minútach	66	82	90	92	95	84

Výsledky uvedené v tabuľke ukazujú, že absorptivita ošet rených textílií sa môže výrazne zvýšiť pridaním emulzie poly dimetylsiloxánu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Použitie prostriedku na zmäkčovanie tkanín, ktorý obsahuje (a) ako aktívnu zložku kvartérnu amóniovú zlúčeninu vzorca I

CHj-CHj-O“ C ch₃so₄· (I) ch₂-ch₂-o-c_s kde

R je alifatický zvyšok lojovej mastnej kyseliny, najmä mono- alebo polynenasýtený alifatický zvyšok obsahujúci 17 atómov uhlíka;

(b) polydiorganosiloxán neobsahujúci dusík, ktorý má koncové hydroxylové skupiny viazané na atóm kremíka;

na ošetrenie materiálov z textilných vláken.
2. Použitie podľa nároku 1, kde zložka (b) je polydiorganosiloxán, ktorý má molekulovú hmotnosť najmenej 750, najmenej 50 % organických substituentov na polydiorganosiloxáne sú metylové skupiny a všetky ostatné prítomné organické substituenty sú jednoväzbové uhľovodíky obsahujúce 2 až 30 atómov uhlíka.
3. Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 alebo 2, kde polydiorganosiloxán má molekulovú hmotnosť od 20 000 do 90 000.
4. Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, kde polydiorganosiloxán má všeobecný vzorec II

CH,

HO-f-Si-O-J-H i

CH, (II) kde x je 300 až 1000, výhodne 400 až 800.
5. Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov l až 4, kde sa polydiorganosiloxán použije ako vodná emulzia.
6. Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, kde použitým materiálom z textilných vláken je bavlna.
7. Prostriedok zmäkčujúci tkaniny, vyznačujúci sa tým, že obsahuje (a) kvartérnu amóniovú zlúčeninu vzorca I

CHa-CH^O-C

HO-CHa-CH—N-CH, ch₃so₄‘ (I) ch₂-ch₂-o-c, (b) polydiorganosiloxán neobsahujúci dusík, ktorý obsahuje koncové hydroxylové skupiny viazané na atóm kremíka, kde

R je alifatický zvyšok lojovej mastnej kyseliny, najmä mono- alebo polynenasýtený alifatický zvyšok obsahujúci 17 atómov uhlíka.
8. Prostriedok na zmäkčovanie tkanín podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že obsahuje polydiorganosiloxán vzorca II ch,

H0-}-Si-04-H i

CH, kde x je 300 až 1000, výhodne 400 až 800.
9. Prostriedok na zmäkčovanie tkanín podľa z nárokov 7 alebo 8, vyznačujúci obsahuje 1 až 20 % hmotnostných, výhodne 5 až tných zložky (a) a 0,1 až 20 % hmotnostných, 10 % hmotnostných zložky (b) .

(II) ktoréhokoľvek i a tým, že

20 % hmotnosvýhodne 0,5 až