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Dokumentenidentifikation DE10054020B4 26.04.2007
Titel Verwendung von Mischungen als Textilbehandlungsmittel
Anmelder Cognis IP Management GmbH, 40589 Düsseldorf, DE
Erfinder Subirana, Rafael Pi, Dr., Granollers, ES;
Bigorra, Joaquim Llosas, Dr., Sabadell, ES;
Domingo, Marta, Barcelona, ES;
Bonastre, Nuria, Barbera del Vall, ES
DE-Anmeldedatum 01.11.2000
DE-Aktenzeichen 10054020
Offenlegungstag 16.05.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.04.2007
IPC-Hauptklasse D06M 13/342(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D06M 13/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Textilbehandlungsmittel und betrifft die Verwendung neuer Zubereitungen enthaltend Kombinationen von kationischen Tensiden und speziellen Wachsen zur Ausrüstung von Textilien.

Stand der Technik

Esterquats finden wegen ihrer Eigenschaft, Textilien und Fasern einen angenehmen Weichgriff zu verleihen, insbesondere auch als Avivagemittel („Softener") Verwendung. Hierbei nutzt man die Fähigkeit der kationischen Tenside aus, auf die Fasern aufzuziehen und dabei u.a. die statische Aufladung herabzusetzen, also für eine antistatische Ausrüstung zu sorgen. Durch Kombination von Esterquats mit Polyolefinwachsen, wie dies im europäischen Patent EP 0784666 B1 (Cognis) beschrieben wird, kann der Weichgriff sogar noch verbessert werden, insbesondere wird aber die Friktion herabgesetzt und das Bügeln der so behandelten Textilien deutlich erleichtert. Entsprechende Produkte befinden sich beispielsweise unter der Bezeichnung „Vernell Easy" bereits im Handel.

In diesem Zusammenhang sei ferner auf die Druckschrift WO 96/10623 A1 (Cognis) verwiesen aus der Textilbehandlungsmittel bekannt sind, die Esterquats zusammen mit so genannten Polyolefinwachsen enthalten, bei denen es sich um niedermolekulare Rückstände aus der Fischer-Tropsch-Synthese handelt.

Nachdem die anwendungstechnischen Eigenschaften der Produkte nicht in jedem Fall zufrieden stellend sind, hat die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin bestanden, neue Textilbehandlungsmittel zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich antistatischer Ausrüstung und Friktionserniedrigung wirksamer als die Produkte des Stands der Technik sind bzw. mit denen gleiche Leistung bei verminderter Einsatzmenge erreicht wird.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Mischungen, bestehend aus

  • (a) Esterquats,
  • (b) Paraffinwachsen mit Molekulargewichten im Bereich von 100 bis 1.000 Dalton sowie gegebenenfalls
  • (c) Lösungsmitteln
zur Ausrüstung von textilen Flächengebilden.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich die erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitungen hinsichtlich antistatischer Ausrüstung, Herabsetzung der Friktion und damit Verbesserung der Bügelbarkeit gegenüber bekannten Gemischen aus Esterquats und Polyolefinwachsen signifikant überlegen erweisen.

Esterquats

Unter der Bezeichnung "Esterquats" werden im Allgemeinen quaternierte Fettsäuretriethanolaminestersalze verstanden. Es handelt sich dabei um bekannte Stoffe, die man nach den einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten kann. In diesem Zusammenhang sei auf die Internationale Patentanmeldung WO 91/01295 (Henkel) verwiesen, nach der man Triethanolamin in Gegenwart von unterphosphoriger Säure mit Fettsäuren partiell verestert, Luft durchleitet und anschließend mit Dimethylsulfat oder Ethylenoxid quaterniert. Aus der Deutschen Patentschrift DE 4308794 C1 (Henkel) ist überdies ein Verfahren zur Herstellung fester Esterquats bekannt, bei dem man die Quaternierung von Triethanolaminestern in Gegenwart von geeigneten Dispergatoren, vorzugsweise Fettalkoholen, durchführt. Übersichten zu diesem Thema sind beispielsweise von R.Puchta et al. in Tens.Surf.Det., 30, 186 (1993), M.Brock in Tens.Surf.Det. 30, 394 (1993), R.Lagerman et al. in J.Am. Oil.Chem.Soc., 71, 97 (1994) sowie I.Shapiro in Cosm.Toil. 109, 77 (1994) erschienen.

Die quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalze folgen vorzugsweise der Formel (I), in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder R1CO, R4 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine (CH2CH2O)qH-Gruppe, m, n und p in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12, q für Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Typische Beispiele für Esterquats, die im Sinne der Erfindung Verwendung finden können, sind Produkte auf Basis von Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Arachinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Druckspaltung natürlicher Fette und Öle anfallen. Vorzugsweise werden technische C12/18-Kokosfettsäuren und insbesondere teilgehärtete C16/18-Talg- bzw. Palmfettsäuren sowie elaidinsäurereiche C16/18-Fettsäureschnitte eingesetzt. Zur Herstellung der quaternierten Ester können die Fettsäuren und das Triethanolamin im molaren Verhältnis von 1,1 : 1 bis 3 : 1 eingesetzt werden. Im Hinblick auf die anwendungstechnischen Eigenschaften der Esterquats hat sich ein Einsatzverhältnis von 1,2 : 1 bis 2,2 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1,9 : 1 als besonders vorteilhaft erwiesen. Die bevorzugten Esterquats stellen technische Mischungen von Mono-, Di- und Triestern mit einem durchschnittlichen Veresterungsgrad von 1,5 bis 1,9 dar und leiten sich von technischer C16/18-Talg- bzw. Palmfettsäure (Iodzahl 0 bis 40) ab. Aus anwendungstechnischer Sicht haben sich quaternierte Fettsäuretriethanolaminestersalze der Formel (I) als besonders vorteilhaft erwiesen, in der R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 für R1CO, R3 für Wasserstoff, R4 für eine Methylgruppe, m, n und p für 0 und X für Methylsulfat steht. Entsprechende Produkte sind unter der Marke Dehyquart® AU (Cognis Deutschland GmbH) im Handel.

Neben den quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalzen kommen als Esterquats ferner auch quaternierte Estersalze von Fettsäuren mit Diethanolalkylaminen der Formel (II) in Betracht, in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 für Wasserstoff oder R1CO, R4 und R5 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

Als weitere Gruppe geeigneter Esterquats sind schließlich die quaternierten Estersalze von Fettsäuren mit 1,2-Dihydroxypropyldialkylaminen der Formel (III) zu nennen, in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 für Wasserstoff oder R1CO, R4, R6 und R7 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

Des weiteren kommen als Esterquats noch Stoffe in Frage, bei denen die Ester- durch eine Amidbindung ersetzt ist und die vorzugsweise basierend auf Diethylentriamin der Formel (IV) folgen, in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 für Wasserstoff oder R1CO, R6 und R7 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Derartige Amidesterquats sind beispielsweise unter der Marke Incroquat® (Croda) im Markt erhältlich.

Schließlich kommen als Esterquats auch Stoffe in Frage, die auf Basis von ethoxyliertem Ricinusöl oder dessen Härtungsprodukten erhältlich sind und vorzugsweise der Formel (V) folgen, in der R8CO für einen gesättigten und/oder ungesättigten ethoxylierten Hydroxyacylrest mit 16 bis 22, vorzugsweise 18 Kohlenstoffatomen sowie 1 bis 50 Oxyethyleneinheiten, A für einen linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R9, R10 und R11 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R12 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und X für Halogen, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

Hinsichtlich der Auswahl der bevorzugten Fettsäuren und des optimalen Veresterungsgrades gelten die für (I) genannten Beispiele auch für die Esterquats der Formeln (II) bis (V).

Zur Herstellung der Esterquats der Formeln (I) bis (V) kann sowohl von Fettsäuren als auch den entsprechenden Triglyceriden ausgegangen werden. Ein solches Verfahren, das stellvertretend für den entsprechenden Stand der Technik genannt werden soll, wird in der europäischen Patentschrift EP 0750606 B1 (Cognis) vorgeschlagen. Ebenfalls ist es möglich, die Kondensation der Alkanolamine mit den Fettsäuren in Gegenwart definierter Mengen an Dicarbonsäuren, wie z.B. Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sorbinsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und/oder Dodecandisäure durchzuführen. Auf diese Weise kommt es zur einer partiell oligomeren Struktur der Esterquats, was sich insbesondere bei Mitverwendung von Adipinsäure auf die Klarlöslichkeit der Produkte vorteilhaft auswirken kann. Entsprechende Produkte unter der Marke Dehyquart® D 6003 (Cognis Deutschland GmbH) sind im Handel erhältlich und werden beispielsweise in der Europäischen Patentschrift EP 0770594 B1 (Cognis) beschrieben. Üblicherweise gelangen die Esterquats in Form 50 bis 90 Gew.-%iger alkoholischer Lösungen in den Handel, die bei Bedarf problemlos mit Wasser verdünnt werden können.

Paraffinwachse

Paraffinwachse stellen handelsübliche Stoffe her, die beispielsweise im Verlauf der Aufarbeitung von Erdöldestillaten anfallen und z.B. von der BASF unter der Bezeichnung Lurol® erhältlich sind. In der Regel gelangen sie in Form wässriger Dispersionen in den Handel, die Feststoffgehalte im Bereich von 25 bis 50 Gew.-% aufweisen. Die Endzubereitungen können die Komponenten (a) und (b) im Gewichtsverhältnis 90:10 bis 10:90, vorzugsweise 75:25 bis 25:75 und insbesondere 60:40 bis 40:60 enthalten. Der Gesamtgehalt der Komponenten (a) und (b) kann in Summe 5 bis 80, vorzugsweise 10 bis 30 oder 50 bis 75 Gew.-% enthalten, abhängig davon, ob Konzentrate oder Anwendungsverdünnungen zum Einsatz gelangen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die binären Mischungen sind geeignet, Fasern, Garnen und Textilien dergestalt auszurüsten, dass diese leichter bügelbar sind; sie eignen sich daher als Textilbehandlungsmittel. In diesen können neben den Komponenten (a) und (b) weitere typische Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten sein. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um Lösungsmittel, wie Wasser, Ethanol, Isopropylalkohol, Ethylenglycol, Propylenglycol oder Glycerin dar. Ebenfalls enthalten sein können Emulgatoren.

Beispiele Beispiele 1 bis, Vergleichsbeispiel VI

Verschiedene Mischungen von Esterquats und Paraffin- bzw. Polyolefinwachsen wurden hergestellt und in Mengen von 0,1 Gew.-% Feststoff auf Polyestergarn aufgebracht, welches mit Geschwindigkeiten von 2 bis 200 m/min gespult wurde. Dabei wurden der Friktionswiderstandskoeffizient sowie die statische Aufladung bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Beispiele 1 bis 4 sind erfindungsgemäß, Beispiel VI dient zum Vergleich.

  • 1) Polyolefinwachs 2) Paraffinwachs nb = nicht bestimmt

Man erkennt, dass die erfindungsgemäßen Mittel denen des Stands der Technik auf Basis von Polyolefinwachsen weit überlegen sind. So wird der Friktionswiderstand halbiert und die statische Aufladung auf ein Drittel reduziert.


Anspruch[de]
Verwendung von Mischungen, bestehend aus

(a) Esterquats,

(b) Paraffinwachsen mit Molekulargewichten im Bereich von 100 bis 1.000 Dalton sowie gegebenenfalls

(c) Lösungsmitteln

zur Ausrüstung von textilen Flächengebilden.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (a) Esterquats der Formel (I) einsetzt, in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder R1CO, R4 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine (CH2CH2O)qH-Gruppe, m, n und p in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12, q für Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (a) Esterquats der Formel (II) einsetzt, in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 für Wasserstoff oder R1CO, R4 und R5 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (a) Esterquats der Formel (III) einsetzt, in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 für Wasserstoff oder R1CO, R4, R6 und R7 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (a) Esterquats der Formel (IV) einsetzt, in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2 für Wasserstoff oder R1CO, R6 und R7 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (a) Esterquats der Formel (V) einsetzt, in der R8CO für einen gesättigten und/oder ungesättigten ethoxylierten Hydroxyacylrest mit 16 bis 22, vorzugsweise 18 Kohlenstoffatomen sowie 1 bis 50 Oxyethyleneinheiten, A für einen linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R9, R10und R11 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R12 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und X für Halogen, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten (a) und (b) im Gewichtsverhältnis 90:10 bis 10:90 einsetzt. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, man die Komponenten (a) und (b) in Summe in Mengen von 5 bis 80 Gew.-% einsetzt. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (c) Lösungsmittel einsetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Wasser, Ethanol, Isopropylalkohol, Ethylenglycol, Propylenglycol und Glycerin.






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